六--固体无机化学概要.ppt

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1、第六章第六章 固体无机化学固体无机化学绪言固体的结构固体的性质固体的制备参考书 2005年第一版无机固体化学无机固体化学作者：洪广言 出版社：科学出版社 出版日期：2002年07固体无机化学基础及固体无机化学基础及新材料的设计合成新材料的设计合成作者:赵新华等编著 出版社:高等教育出版社 出版日期:2012-3-1第一节 绪言n固体无机化学的定义n固体无机化学的任务n固体无机化学的研究热点固体无机化学的定义n固体无机化学是研究固体无机化学是研究固体无机物质固体无机物质的结构、的结构、组成、性质和合成方法的科学，是组成、性质和合成方法的科学，是无机化无机化学学和和物理化学物理化学两门学科中的一个

2、重要分支，两门学科中的一个重要分支，也是也是材料化学材料化学发展的重要基础之一。发展的重要基础之一。n固体无机化学与固体物理学、冶金金相学、固体无机化学与固体物理学、冶金金相学、有机固体化学等学科有着密切的联系。有机固体化学等学科有着密切的联系。n固体无机化学也是一个边缘学科。固体无机化学也是一个边缘学科。固体无机化学的任务固体无机化学的任务n研究实际固体物质的化学反应、合成方法、研究实际固体物质的化学反应、合成方法、晶体生长、化学组成和晶体结构；晶体生长、化学组成和晶体结构；n研究固体中的缺陷及其对物理及化学性质研究固体中的缺陷及其对物理及化学性质的影响，探索固体物质作为材料实际应用的影响，

3、探索固体物质作为材料实际应用的可能性。的可能性。固体无机化学的研究热点和前沿固体无机化学的研究热点和前沿n新的合成方法和反应新的合成方法和反应 热压技术，热压技术，水热、溶剂热合成技术，熔盐中水热、溶剂热合成技术，熔盐中单晶生长，单晶生长，LBLB膜膜，微波加热合成，微波加热合成n非整比化合物非整比化合物;高温超导混价氧化物高温超导混价氧化物n晶界、表面和低维化合物晶界、表面和低维化合物;陶瓷的晶界陶瓷的晶界n新型稀土化合物新型稀土化合物;稀土间化合物，复合氧化物稀土间化合物，复合氧化物n价态异常价态异常元素的化合物元素的化合物和功能材料和功能材料 FeFe4+4+,Cu,Cu3+3+第二节第

4、二节 固体的结构固体的结构一、固体的分类一、固体的分类 非晶态物质非晶态物质 晶态物质晶态物质 玻璃玻璃二、非晶态物质二、非晶态物质 超微粒子（纳米粒子）超微粒子（纳米粒子）复合材料复合材料 非晶态物质的特点：非晶态物质的特点：不呈现宏观多面体外形，各向同性，原不呈现宏观多面体外形，各向同性，原子在微观空间里无平移周期性，子在微观空间里无平移周期性，X X射线图谱只射线图谱只表现漫射峰。表现漫射峰。二、非晶态物质二、非晶态物质玻璃玻璃玻璃是经高温熔融、冷却、固化而形成玻璃是经高温熔融、冷却、固化而形成的非结晶状态的固态无机物的非结晶状态的固态无机物.硅酸盐玻璃：石英玻璃硅酸盐玻璃：石英玻璃光导

5、纤维光导纤维 钠钙玻璃钠钙玻璃,硼玻璃硼玻璃 铅玻璃铅玻璃 硼酸盐玻璃硼酸盐玻璃 磷酸盐玻璃磷酸盐玻璃 稀土磷酸盐玻璃稀土磷酸盐玻璃 氟化物玻璃氟化物玻璃 其它玻璃：硒化物、硫化物玻璃，铝其它玻璃：硒化物、硫化物玻璃，铝 酸盐玻璃酸盐玻璃玻璃的通性：玻璃的通性：1.各向同性各向同性2.介稳性介稳性3.无固定熔点无固定熔点玻璃的结构特点：近程有序，远程无序玻璃的结构特点：近程有序，远程无序玻璃的结构玻璃态的形成条件玻璃态的形成条件n n热力学条件：与相应的晶体相比，生成自热力学条件：与相应的晶体相比，生成自由能相差很小；由能相差很小；n n动力学条件：在熔点以下迅速冷却，借控动力学条件：在熔点以

6、下迅速冷却，借控制析晶速率来控制玻璃的形成；制析晶速率来控制玻璃的形成；玻璃体形成的结构因素：玻璃体形成的结构因素：连接每个氧原子的金属离子不能超过连接每个氧原子的金属离子不能超过2 2个个在阳离子周围的氧离子数（配位数）要在阳离子周围的氧离子数（配位数）要尽可能的少，例如，尽可能的少，例如，3 3 或或4 4阳离子及其周围的氧离子形成的配位地阳离子及其周围的氧离子形成的配位地面体制就是共用顶点而不是共用棱或面面体制就是共用顶点而不是共用棱或面每个多面体至少有三个顶点是与其它多每个多面体至少有三个顶点是与其它多面体共用的，这样才能保证形成三维的空面体共用的，这样才能保证形成三维的空间网格间网格

7、玻璃的主要原料玻璃的主要原料:矿物原料矿物原料 如硅砂，石灰石，白云石，长石等；如硅砂，石灰石，白云石，长石等；化工原料化工原料 如纯碱，硼砂，一些金属氧化物等；如纯碱，硼砂，一些金属氧化物等；以及一些碎玻璃，或废料玻璃，高炉炉渣。以及一些碎玻璃，或废料玻璃，高炉炉渣。助剂：助剂：玻璃澄清剂玻璃澄清剂，如氧化亚砷，硝酸钠，各种硫酸盐，氯，如氧化亚砷，硝酸钠，各种硫酸盐，氯化钠等；化钠等；玻璃脱色剂玻璃脱色剂，如硒，氧化钴，二氧化锰，稀土化合物，如硒，氧化钴，二氧化锰，稀土化合物等；等；玻璃着色剂玻璃着色剂，如铁、钴、镍、锰、铜、镉、铀、钒等，如铁、钴、镍、锰、铜、镉、铀、钒等的氧化物或盐；氧化

8、剂，如硝石，各种硫酸盐，无氧的氧化物或盐；氧化剂，如硝石，各种硫酸盐，无氧化二砷；还原剂，如碳，硫和硫化物；化二砷；还原剂，如碳，硫和硫化物；助熔剂助熔剂，如硝石，萤石，硫酸盐；乳浊化剂和去渣剂。，如硝石，萤石，硫酸盐；乳浊化剂和去渣剂。新型玻璃电坩埚窑炉高乐玻璃窑炉专用粘土砖三、无机晶体三、无机晶体n n金属晶体金属晶体密堆积结构密堆积结构n n分子晶体分子晶体范德华力，氢键，干冰，硼酸范德华力，氢键，干冰，硼酸n n离子晶体离子晶体静电力，静电力，NaX,MgOn n原子原子晶体晶体化学键化学键,石墨石墨,金刚石，黑磷金刚石，黑磷 石英石英n n无机晶体：无机晶体：含氧酸盐，氧化物，复合氧

9、化物，含氧酸盐，氧化物，复合氧化物，卤化物卤化物 离子离子晶体晶体原子原子晶体晶体分子分子晶体晶体金属金属晶体晶体晶体的特征主要表现在：晶体的特征主要表现在：(1)(1)具有规则的几何外形；具有规则的几何外形；(2)(2)均一性：晶体的质地均匀，具有确定的熔点。均一性：晶体的质地均匀，具有确定的熔点。(3)(3)各各向向异异性性：晶晶体体的的导导热热、导导电电、光光的的透透射射、折折射射、偏偏振振、压压电电性性、硬硬度度等等物物理理性性质质常常因因晶晶体体取向不同而异，叫各向异性。取向不同而异，叫各向异性。晶晶体体微微观观空空间间里里的的原原子子排排列列，无无论论近近程程还还是是远程，都是周期

10、性有序结构远程，都是周期性有序结构.（一）常见的离子晶体结构类型n n氯化钠型n n氯化铯型 1:1 CN=8n n萤石型n n金红石型n n硫化锌型（二）实际晶体结构1.层状结构 有共价键性的离子晶体 CdI22.复合氧化复合氧化物的结构物的结构ABO3钙钛钙钛矿型矿型n晶型转变：晶型转变：n立方晶系立方晶系六方晶系六方晶系熔态熔态 120 120 1460 1612 1612 四方晶系四方晶系正交晶系正交晶系三方晶系三方晶系 5 -80 铁电体铁电体 满足满足1.1t 0.77条件的化合物都具有钙钛矿型结构条件的化合物都具有钙钛矿型结构 t 为容限因子为容限因子钛铁矿ABO3型条件：rA8

11、5 pm或 t 1.1AB2O4，A2+=Mg，Mn，Fe，Co，Zn，Cd，Ni；B3+=Al，Cr，Ga，Fe，Co尖晶石尖晶石MgAl2O4单单胞中胞中32个氧原子个氧原子立方密堆立方密堆积积形成形成64个四面体空隙和个四面体空隙和32个八面体空隙。个八面体空隙。在在M区：区：Mg占据四占据四面体空隙，面体空隙，在在N区：区：Al占据八占据八面体空隙，面体空隙，第三节第三节 晶体的缺陷结构晶体的缺陷结构一、点缺陷一、点缺陷缺陷的大小在一、两个原子大缺陷的大小在一、两个原子大小的级别，根据产生的原因分小的级别，根据产生的原因分为三种类型。为三种类型。1.1.本征热缺陷本征热缺陷本身结构不完

12、善所产生本身结构不完善所产生1 1）弗仑克尔（弗仑克尔（FrenkelFrenkel）缺陷缺陷产生的原因：产生的原因：热振动热振动特点：特点：空位与间隙原子成对出现。空位与间隙原子成对出现。空位与间隙原子的出现和复合是动态空位与间隙原子的出现和复合是动态平衡过程。平衡过程。在一定温度下，在一定温度下，FrenkelFrenkel缺陷的数目缺陷的数目是一定的。是一定的。晶体的体积不变。晶体的体积不变。阳离子比阴离子小很多时，就容易产生此类阳离子比阴离子小很多时，就容易产生此类缺陷。如缺陷。如CaFCaF2 2,Ag,AgClCl晶体。晶体。2）肖特基（Schottky）缺陷产生的原因：产生的原因

13、：受热激发受热激发特点：阳离子和阴离子特点：阳离子和阴离子成对出现。成对出现。空位与间隙原子的出现和复合空位与间隙原子的出现和复合是动态平衡过程。是动态平衡过程。晶体的体积增加。晶体的体积增加。阳离子和阴离子相差不大时，阳离子和阴离子相差不大时，就容易产生此类缺陷。如就容易产生此类缺陷。如KClKCl晶体。晶体。热缺陷的热缺陷的浓度随着温度上升而浓度随着温度上升而成指数地上升。成指数地上升。室温时，室温时，1 1毫克氯化钠含有近毫克氯化钠含有近似似10101919个原子，有近似个原子，有近似10104 4个缺陷。个缺陷。2.2.组分缺陷组分缺陷外来外来杂质原子进入基质晶体杂质原子进入基质晶体间

14、隙式杂质间隙式杂质：杂质原子半径很小，如氢原子和锂离：杂质原子半径很小，如氢原子和锂离子在氧化锌中子在氧化锌中 ；不等价取代，；不等价取代，YFYF3 3掺到掺到CaFCaF2 2中。中。取代式杂质取代式杂质：硅单质中掺入镓、砷等元素；（人为：硅单质中掺入镓、砷等元素；（人为的加入，目的是改变物质的性质）的加入，目的是改变物质的性质）空缺缺陷空缺缺陷：不等价取代，如不等价取代，如CaOCaO加到加到ZrOZrO2 2中，中，或非整或非整比化合物，比化合物，FeFe0.910.91O,FeO,Fe0.9450.945O,ZrOO,ZrO2-x2-x,Cr,Cr2+x2+xO O3 3特点和影响特

15、点和影响：不改变基质晶体的晶格，但会使晶格：不改变基质晶体的晶格，但会使晶格畸变而活化，结果是降低烧结温度；产生离子导畸变而活化，结果是降低烧结温度；产生离子导电，增加物质的导电性。电，增加物质的导电性。3.3.色心：色心：NaCl晶体在钠蒸汽中加热，迅速冷却到室晶体在钠蒸汽中加热，迅速冷却到室温，其颜色由无色变为黄色，温，其颜色由无色变为黄色，Na1+Cl；KCl晶体晶体在钾蒸汽中加热，迅速冷却到室温，其颜色由无在钾蒸汽中加热，迅速冷却到室温，其颜色由无色变为紫色，色变为紫色，K1+Cl。电子占据阴离电子占据阴离电子占据阴离电子占据阴离 子空位子空位子空位子空位 形成的形成的形成的形成的 色

16、心称为色心称为色心称为色心称为F F色心。色心。色心。色心。氯分子离子氯分子离子氯分子离子氯分子离子ClCl2-占据一个占据一个占据一个占据一个氯离氯离氯离氯离 子位置形成的子位置形成的子位置形成的子位置形成的 色心色心色心色心称为称为称为称为HH色心。色心。色心。色心。氯分子离子氯分子离子氯分子离子氯分子离子ClCl2-占据两个占据两个占据两个占据两个氯离氯离氯离氯离 子位置形成的子位置形成的子位置形成的子位置形成的 色心色心色心色心称为称为称为称为V V色心。色心。色心。色心。点缺陷点缺陷对材料性质的影响：对材料性质的影响：n使材料的电绝缘性降低使材料的电绝缘性降低n导电性增加导电性增加n

17、改变材料的颜色改变材料的颜色n降低烧结温度；降低烧结温度；n产生离子导电，增加物质产生离子导电，增加物质 的导电性。的导电性。二、线缺陷（在晶体结构中的一维缺陷，通二、线缺陷（在晶体结构中的一维缺陷，通常称为位错）常称为位错）刃形位错，螺位错刃形位错，螺位错三、面位错三、面位错-晶界和表面晶界和表面大倾角晶界大倾角晶界小倾角晶界小倾角晶界堆积层错堆积层错亚晶粒界亚晶粒界反相筹界反相筹界四、体缺陷四、体缺陷 在三维方在三维方向上尺寸都比向上尺寸都比较大的缺陷。较大的缺陷。堆积层错是指正常堆积顺序中引人不正常顺序堆积层错是指正常堆积顺序中引人不正常顺序堆积的原子面而产生的一类面缺陷。堆积的原子面而

18、产生的一类面缺陷。主要发生在有层状结构的固体中。主要发生在有层状结构的固体中。n两种类型层错：两种类型层错：第四节 固溶体一、基本概念一、基本概念n定定义义：含有外来：含有外来杂质杂质离子的晶体被称离子的晶体被称为为固体溶液。固体溶液。AC+BC(AyBx)Cn分分类类:取代型取代型(AyBx)C 间间隙型隙型 PdHx,0 x 0.7，-Fe(C)(面心立方）面心立方）无限（无限（连续连续或完全互溶）固溶体或完全互溶）固溶体 Pb(ZrxTi1-x)O3,x=01,MgO-CoO 有限（不有限（不连续连续或不完全互溶）固溶体或不完全互溶）固溶体 Li(Cr1-xAlx)O2,0 x0.6;M

19、gO-CaOMgO-CaO体系：体系：虽虽然然二者都是二者都是NaCl型型结结构，构，但离子半径相差但离子半径相差较较大，大，r(Mg2+)=65 pm,r(Ca2+)=99 pm。Ca与与Mg的相互取代只的相互取代只能在一定限度内。能在一定限度内。1.简单简单取代型取代型(AyBx)C的生成条件：的生成条件：n相互取代的原子必相互取代的原子必须带须带有相同的有相同的电电荷；荷；(Na2-xLix)SiO3,n相互取代的原子的大小要十分相近相互取代的原子的大小要十分相近,最大相最大相差不超差不超过过15%；n在无限固溶体中两个物在无限固溶体中两个物质质的的结结构要相同，构要相同，Al2O3-C

20、r2O3 (刚刚玉玉结结构）构）MgO-CoO (NaCl结结构）。构）。2.复复杂杂的取代型的取代型(AyBx)C：n相互取代的原子的相互取代的原子的电电荷不相同荷不相同时时：高高价价态态的阳离子取代的阳离子取代阳离子空位阳离子空位或或填隙阴离子填隙阴离子 (Na1-2xCax)VxCl,V代表代表空隙，空隙，0 x 0.15 (Ca1-xYx)F2+x 低低价价态态的阳离子取代的阳离子取代阴离子空位阴离子空位或或填隙阳填隙阳离子离子 (Zr1-xCax)O2-x,0.1 x 0.2 Lix(Si1-xAlx)O2 0 x 0.5,填充石英固溶体填充石英固溶体MgAl2O4xAl2O3=Mg

21、1-3xAl2+2xO4 双重取代：人造橄双重取代：人造橄榄榄石石 (Mg2-xFex)(Si1-yGey)O4 (Ag1-xNax)(Br1-yCl)氮基陶瓷氮基陶瓷 赛龙赛龙（Sialons)Si3N4-Al2O3,(Si3-x Alx)(Ox N4-x)钙长钙长石石CaAl2Si2O8和和钠长钠长石石NaAlSi3O8的固溶体的固溶体 (Ca1-xNax)(Al2-xSi2+x)O8 (0 x 0,顺顺磁性物磁性物质质，特特别别大的大的为铁为铁磁性物磁性物质质0，抗磁性物，抗磁性物质质克磁化率克磁化率=/d摩摩尔尔磁化率磁化率 m=M=M/d磁性行为磁性行为 典型的值典型的值 随温度上升

22、的变化随温度上升的变化 是否依赖于磁场是否依赖于磁场抗磁性抗磁性 -1-11010-8-8 无变化无变化 否否顺磁性顺磁性 1010-4-4-1010-6-6 下降下降 否否铁磁性铁磁性 1010-2-2-10104 4 下降下降 是是反铁磁性反铁磁性 1010-4-4-1010-6 -6 上升上升 是是 顺磁性物质n所有具有所有具有单电单电子的物子的物质质n电电子子顺顺磁共振磁共振（ESR）n微波器件微波器件铁磁性物质n磁化率不恒定磁化率不恒定n离开外磁场，离开外磁场，物质仍保持磁物质仍保持磁性性n有临界温度有临界温度居里点居里点n铁、钴、镍、铁、钴、镍、钆等金属及它钆等金属及它们的合金们的

23、合金铁氧体：具有磁性的氧化物。尖晶石型，柘镏子石铁氧体：具有磁性的氧化物。尖晶石型，柘镏子石型，磁铅石型，钙钛矿型，铁钛矿型型，磁铅石型，钙钛矿型，铁钛矿型nMnFeMnFe2 2O O4 4 BaFe BaFe1212O O1919 记忆元件和开关元件记忆元件和开关元件n交变磁场交变磁场 恒稳磁场恒稳磁场 MgO-MnO-FeOMgO-MnO-FeOn变压器，变压器，扬声器扬声器n磁放大器磁放大器 录音磁头录音磁头n磁头磁头 磁电式仪表磁电式仪表n三、光学性三、光学性质质n光的透光的透过过、反射和吸收、反射和吸收电电磁波与物磁波与物质质相互作用相互作用过过程程n折射和色散折射和色散 光的光的

24、折射折射是光在不同物是光在不同物质质中中传传播速度不播速度不同所引起的光弯曲的同所引起的光弯曲的结结果。果。某物某物质质的的折射率折射率 n=c/v 透过透过折射折射反射反射吸收吸收组组成物成物质质的原子大，的原子大，n值值大大 PbS 3.912;LiF 1.392物物质质的堆的堆积积密度大，密度大，n值值大大 锐钛矿锐钛矿 板板钛矿钛矿 金金红红石石密度密度 3.84 3.95 4.24 n 2.524 2.637 2.760n色散色散是指折射率随入射光波是指折射率随入射光波长长而改而改变变的的变变化率化率dn/d。大多数透明材料：入射光波大多数透明材料：入射光波长长减小，折减小，折射率增

25、加。射率增加。全反射与光导纤维n入射光的入射光的临临界界入射角入射角为为41.8，入射角大于，入射角大于此角度此角度时时折射角折射角为为90，此，此时时光光线线全部掠全部掠过过界面离开，界面离开，进进入原来的介入原来的介质质。称。称为为全反射。全反射。光导纤维手术头灯光光纤纤光光缆缆 普通普通电缆电缆 信息量大，信息量大，每根光信息量大，信息量大，每根光缆缆上理上理论论上可同上可同时时通通过过10亿亿路路电话电话 8管同管同轴电缆轴电缆每条通每条通话话1800路路 原料来源广（石英玻璃），原料来源广（石英玻璃），节节约约有色金属有色金属 资资源源较较少少 质质量小，量小，27g/km，不怕腐，

26、不怕腐蚀蚀，铺设铺设方便方便 1.6t/km 成本低，成本低，10 000元元/km左右左右 普通光普通光缆缆 200 000元元/km左右左右 性能好，抗性能好，抗电电磁干磁干扰扰，保密性，保密性强强，能防窃听，不，能防窃听，不发发生生电辐电辐射射 光的吸收与激光和荧光红宝石激光器几种光学材料n光色材料光色材料 A(A(1 1)B()B(2 2)光致色的无机固体材料常是绝缘体或半导体。光致色的无机固体材料常是绝缘体或半导体。光色玻璃光色玻璃 光色材料可用于自显影的照相、光开关、显示屏、光色材料可用于自显影的照相、光开关、显示屏、全息存储和防阳光的玻璃。全息存储和防阳光的玻璃。n荧光材料荧光材

27、料 基质（基质（Cu,Zn)+Cu,Zn)+激活离子激活离子(Mn,Cr,RE)(Mn,Cr,RE)固体物质吸收光后发射出的可见光。固体物质吸收光后发射出的可见光。LiNbOLiNbO3 3,BaTiO,BaTiO3 3等晶体，在受到光照的同时又受等晶体，在受到光照的同时又受到外电场作用到外电场作用(低领或直流低领或直流)，可引起折射率的变化，可引起折射率的变化，这类晶体称为这类晶体称为光电晶体光电晶体。它们可用于电光快门，电。它们可用于电光快门，电光调制上。光调制上。PbMoOPbMoO4 4，TeOTeO2 2等晶体在光波和声波同时作用下，等晶体在光波和声波同时作用下，也会引起拆射率的变化

28、它们称为也会引起拆射率的变化它们称为声光晶体声光晶体，可用作，可用作声光调制器、声光偏转器等声光调制器、声光偏转器等。新型无机非金属材料1.1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？2.2.手表中的手表中的 钻钻 指的是什么材料？指的是什么材料？3.3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？煤气炉中电子打火靠的是什么材料？4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？传统无机非金属材料与新型材料的传统无机非金属材料与新型材料的比较比较1 1传统的硅酸盐材料的优、缺点传统的硅酸盐材料的优、缺点 优点：抗腐蚀、耐高温；优点：抗腐蚀、耐高温；缺点：质脆、

29、经不起热冲击。缺点：质脆、经不起热冲击。2 2新型无机非金属材料的特性新型无机非金属材料的特性n承受高温，强度高。承受高温，强度高。n具有光学特性。具有光学特性。n具有电学特性。具有电学特性。n具有生物功能具有生物功能n1.能承受高温、能承受高温、强强度高。度高。例如：氮化硅陶瓷在例如：氮化硅陶瓷在1200左右的高温下，左右的高温下，仍具有很高的仍具有很高的强强度，可用来制造汽度，可用来制造汽轮轮机叶机叶片、片、轴轴承、永久性模具等。承、永久性模具等。氧化铝陶瓷高高压压钠钠灯灯的的灯灯管管2.具有电学特性，一些新型无机非金属材料可具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体

30、等，一些绝缘性以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。材料常被用于集成电路的基板。n n3.具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。处处于于高高温温下下的的光光导导纤纤维维n n4.具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。固体无机化学对下面材料的研究有着重要作用：固体无机化学对下面材料的研究有着重要作用：n特种陶瓷。高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶特种陶瓷。高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶瓷

31、和复合陶瓷是新材料中普遍注重的发展方向。瓷和复合陶瓷是新材料中普遍注重的发展方向。n功能材料。这是新材料中发展很快的一个重要方功能材料。这是新材料中发展很快的一个重要方向，如半导体、激光、红外、超导、电子、磁性、向，如半导体、激光、红外、超导、电子、磁性、发光、液晶、换能、传感材料等，品种繁多，前发光、液晶、换能、传感材料等，品种繁多，前景广阔。景广阔。n能源材料。太阳能、磁流体发电、氢能等新能源能源材料。太阳能、磁流体发电、氢能等新能源发展，同时促进了各种高温热、储能、换能材料发展，同时促进了各种高温热、储能、换能材料的发展。的发展。n高性能、高强度结构材料。高性能、高强度结构材料。n复合材料。纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合复合材料。纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合型复合材料以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金型复合材料以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金属纤维、晶须的研制发展，将使被称为属纤维、晶须的研制发展，将使被称为21世纪世纪材料材料复合材料更放光彩。复合材料更放光彩。n金属新材料。非晶态金属金属新材料。非晶态金属(金属玻璃金属玻璃)、记忆合金、记忆合金、防振合金、超导合金和金属氢等。防振合金、超导合金和金属氢等。