一、新型材料的特征及分类

新型材料：指那些新近发展或正在发展的、具有优异性能和应用前景的一类材料。

1.新型材料的特征

（1）生产制备为知识密集、技术密集和资金密集。

（2）与新技术和新工艺发展密切结合。

如：大多新型材料通过极端条件（如超高压、超高温、超高真空、超高密度、超高频、超高纯和超高速快冷等）形成。

（3）一般生产规模小，经营分散，更新换代快，品种变化频繁。

（4）具有特殊性能。

如超高强度、超高硬度、超塑性，及超导性、磁性等各种特殊物理性能。

（5）其发展与材料理论关系密切。

2.新型材料的分类

（1）根据性能与用途分

新型结构材料和功能材料。

①新型结构材料

结构材料是指以力学性能为主要要求，用以制造各种机器零件和工程结构的一类材料。新型结构材料具有更高力学性能（如强度、硬度、塑性和韧性等），能在更苛该介质或条件下工作。

②功能材料

指具有特定光、电、磁、声、热、湿、气、生物等性能的种类材料。广泛用于能源、计算机、通信、电子、激光、空间、生命科学等领域。

（2）根据材料本性或结合键分

①金属材料

②元机非金属材料

③高分子材料

④复合材料

二、材料科学的发展趋势

“材料”一词已延用了数千年，但“材料科学”的提出是在20世纪60年代。材料科学是一门应用科学，研究和发展材料的目的在于应用，为经济建设服务。须经合理的工艺流程才能制备出具有实际应用价值的材料来，并通过批量生产才能成为工程材料。因此，不久就提出了“材料科学与工程”的名称。1986年英国出版的第一部《材料科学与工程百科全书》，对材料科学与工程作了如下定义：材料科学与工程是研究有关材料组成、结构、制备工艺流程、性能和用途的关系及知识的产生与运用。

换句话说，提出了材料科学与工程的四要素：材料组成与结构、材料性能、材料合成生产流程和材料使用效能。

其关系如图0-1所示。

图0-1　材料科学与工程四要素及之间关系

材料，特别是新型材料，在国民经济中具有举足轻重的地位。对新一代材料的要求是：

（1）材料结构与功能相结合。

（2）开发智能材料。智能材料必须具备对外界反应能力达到定量的水平。目前的材料还停留在机敏材料水平上，机敏材料只能对外界有定性的反应。

（3）材料本身少无污染，生产过程少污染，且能再生。

（4）制造材料能耗少，本身能创造新能源或能充分利用能源。

材料科学发展趋势：

（1）研究多相复合材料。

指两个或三个主相都在一个材料之中，如多相复合陶瓷材料，多相复合金属材料，多相复合高分子材料，金属—陶瓷、金属—有机物等。

（2）研究并开发纳米材料。

①把纳米级晶粒混合到材料中，以改善材料脆性。

②利用纳米材料本身的独特性能。

（3）开发机敏材料

机敏材料能同时感知外界环境或参数变化和驱动双重功能。机敏材料还包括具有：热敏感、光敏感、化学敏感及电磁敏感等功能的材料。

（4）研究开发生物医学材料（生物材料）

指和生物系统结合，以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。

（5）材料制备工艺、检测技术和计算机应用于材料领域的研究。

现化化制备工艺往往与极端条件密切联系，如利用空间失重进行晶体生长、强磁场、

强冲击波、超高压、超高真空及强制冷都将成为材料制备的有效手段。

检测是控制工艺流程及产品质量的主要手段，要求高精度、高灵敏度与高稳定性。