2016-03-01 16:31:02

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材料是人类用于制造物品器件构件机器或其他产品的那些物质。材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物,一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格,如炸药固体火箭推进剂,一般称之为"含能材料",因为它属于火炮火箭的组成部分。

基本信息

  • 中文名称

    材料

  • 外文名称

    Material

  • 拼音

    cáiliào

  • 定义

    制造物品、器件或其他产品的物质

  • 含义

    是人类赖以生存和发展的物质基础

  • 分类

    物理化学属性,用途,部位

折叠 编辑本段 基本简介

材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息材料能源誉为当代文明的三大支柱。80年代代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。 材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。由于材料多种多样,分类方法也就没有一个统一标准。

材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物,一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格,如炸药、固体火箭推进剂,一般称之为“含能材料”,因为它属于火炮或火箭的组成部分。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。 材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。由于多种多样,分类方法也就没有一个统一标准。从物理化学属性来分,可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。从用途来分,又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。更常见的两种分类方法则是结构材料与功能材料;传统材料与新型材料。结构材料是以力学性能为基础,以制造受力构件所用材料,当然,结构材料对物理或化学性能也有一定要求,如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。功能材料则主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。一种材料往往既是结构材料又是功能材料,如铁、铜、铝等。传统材料是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料,如钢铁、水泥、塑料等。这类材料由于其量大、产值高、涉及面广泛,又是很多支柱产业的基础,所以又称为基础材料。新型材料(先进材料)是指那些正在发展,且具有优异性能和应用前景的一类材料。新型材料与传统材料之间并没有明显的界限,传统材料通过采用新技术,提高技术含量,提高性能,大幅度增加附加值而成为新型材料;新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料是发展新材料和高技术的基础,而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。

折叠 编辑本段 基本分类

从物理化学属性来分

可分为无机物材料(金属材料、无机非金属材料)、有机物材料和不同类型材料所组成的复合材料

从用途来分

可分为电子材料、航空航天材料、核材料 、建筑材料、能源材料、生物材料等。

按部位分类

就是按材料在空间的使用部位来将材料分类,如内墙材料、外墙材料、顶棚材料地面材料等。但这种分法确立之后,我们遇到一种材料既可以用到室内,也可以用到 室外。在室内,一种材料既可以用在地面、墙面,又可以用到顶棚上去,如石材、涂料等。如果一块石片贴到顶棚、墙面、地面上,人们就会对有些材料的分类归属产生疑问。由此看来,要想把材料分清楚,只有从材料的本质来分及化学组成上来分。

其他分类

它们是是结构材料与功能材料:传统材料与新型材料。结构材料是以力学性能为基础,以制造受力构件所用材料,当然,结构材料对物理或化学性能也有一定要求,如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。功能材料则主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。一种材料往往既是结构材料又是功能材料,如铁、等。传统材料是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料,如钢铁、水泥、塑料等。这类材料由于其量大、产值高、涉及面广泛,又是很多支柱产业的基础,所以又称为基础材料。新型材料(先进材料)是指那些正在发展,且具有优异性能和应用前景的一类材料。新型材料与传统材料之间并没有明显的界限,传统材料通过采用新技术,提高技术含量,提高性能,大幅度增加附加值而成为新型材料;新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料是发展新材料和高技术的基础,而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。

生态建筑材料

生态建筑材料的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自于生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征首先是节约资源和能源;其次是减少环境污染,避免温室效应臭氧层的破坏;第三是容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支,按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调,满足最少资源和能源消耗,最小或无环境污染,最佳使用性能,最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。显然这样的环境协调性是一个相对和发展的概念。 生态建材与其它新型建材在概念上的主要不同在于生态建材是一个系统

工程的概念,不能只看生产或使用过程中的某一个环节。对材料环境协调性的评价取决于所考察的区间或所设定的边界。目前,国内外画龙点睛在出现各种各样称之为生态建材的新型建筑材料,如利用废料或城市垃圾生产的“生态水泥”等。但如果没有系统工程的观点,设计生产的建筑材料有可能在一个方面反映出“绿色”而在其它方面则是“黑色”,评价时难免失之偏颇甚至误导。

例如,高性性能的陶瓷材料可能废弃后难以分解,建筑高分子材料常常难于降解,复合建筑材料因组成复杂也给再生利用带来难度;黏土陶料混凝土砌块轻质、高强、热绝缘性和防火性能好,但其生产需要较高的能耗;塑钢门窗较钢窗和铝合金窗更坚固耐久和热绝缘性能更好,但它包含高的能源成本和废弃处理时将对环境产生严重的负担;立窑水泥也可能仅因其一产耗能小而被认为比旋窑水泥的环境协调性好,甚至对因释放温室气体CO2而“黑名昭著”的水泥产业,也应看到其制成品水泥混凝土在使用过程自然发生的碳化过程对CO2的吸收。生产1吨水泥熟料,因燃煤和石灰石分解大约释放出1吨CO2,除了燃煤释放的CO2以外(约占40%),水泥烧成中碳酸钙分解释放的CO2量可以在缓慢的碳化过程中被水泥混凝土完全吸收。为全面评价建筑材料的环境协调性能,需要采用生命周期评价方法(Life Cycle Assessment,简称LCA)。生命周期评价方法是对材料整个生命周期中的环境污染、能源和资源消耗与资源影响大小的一种方法。目前虽然已有一些专著介绍并已进入ISO国际标准,对建筑材料而言,LCA还是一个正在研究和发展中的方法。

关于生态建材的发展方式和对环境协调性的改进,日本学者三本良一教授总结了四类创新的方法和它们各自对环境协调性贡献大小的评价,即,产品改进,重新设计,功能创新和系统创新。系统创新对环境协调性的改进最大,花费的时间最长,不难理解,系统创新的难度也最大,而产品的改进相对简单,对环境协调性的提高也相对小些。这里需要指出的是,对某种材料而言,生态化或环境协调化的发展并不一定要遵循这四种排列顺序。 关于生态建材的发展策略,还有一些问题南非要回答。如环境协调性与使用性能之间并不总是能协调发展相互促进。笔者认为,生态建材的发展不能以过分牺牲使用性能为代价。但生态建材料使用性能的要求不一定都要高性能,而是指满足使用要求的优异性能或最佳使用性能。性能低的建筑材料势必影响耐久性和使用功能,如采用LCA方法评价,在生产环节中为节能利废而牺牲性能并不一定能提高材料的环境协调性。

建筑材料的辐射

建筑材料辐射是目前对人们伤害程度最大的辐射因素,原因是这些辐射来源于异常的放射性元素。现

有的家居装饰石材,一种是花岗岩,由石英、长石、云母组成,另一种则是大理石。这两种石材中含有一些放射性元素,如等,这些元素在衰变过程中会产生放射性物质,如等。长期呼吸高浓度的含放射性物质的空气,会对人的呼吸系统,尤其是肺部造成辐射损伤,并引发多种疾病,如胸痛、发烧等,严重的还会导致人体部分细胞癌变,危及生命。除此之外,建筑装修中采用的陶瓷卫浴等,都有可能含有超量的放射性物质,从而对人体健康产生不良影响。

新型建筑材料

新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,包括的品种和门类很多。从功能上分,有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料,以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。从材质上分,不但有天然材料,还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。新型建材具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建材 不但使房屋功能大大改善,还可以使建筑物内外更具现代气息,满足人们的审美要求;有的新型建材可以显著减轻建筑物自重,为推广轻型建筑结构创造了条件,推动了建筑施工技术现代化,大大加快了建房速度。 新型建材的性能和功用各不相同,生产新型建材产品的原材料及工艺方法也各不相同。就其发展情况而言,有的品种重在花色,花色品种层出不穷,如装饰装修材料;有的品种重在功能,如保温材料;有的则通过深加工衍生出多个品种,如新型建筑板材等。以新型建筑板材为例。目前新型建筑板材有几十个品种,其中纸面石膏板玻璃纤维增强水泥(GRC)板、无石棉硅钙板是目前中国生产量最大、应用最普遍的三种新型建筑板材。这三种板材不但所采用的原料不同,生产工艺不同,其性能和功用也不同。如纸面石膏板主要原料为石膏和护面纸,适用于作内墙板和吊顶板;玻璃纤维增强水泥板主要原料是低碱水泥和耐碱玻璃纤维,适用于作内外墙板;硅钙板主要原料是硅钙材料,除用作内外墙板外,还可用于装修以及制做和房屋结合在一起的家具等。这三种板的同一特点是:采用它们作为原始板材,再分别配上防渗、保温、防火等功能材料,采用复合技术,可生产出各种轻质和性能优越的新型墙体材料。此外,它们所用的原材料均为非金属材料,而且又是三种最易得到的非金属材料。

中国的新型建材工业,在党和政府的高度重视和支持下,经过20多年的发展,已具备了相当的规模和较为齐全的品种。随着许会主义市场经济体制的建立、城镇居民安居工程的实施,中国的新型建材工业必将得到更大的发展。

相变保温材料

相变材料是利用材料在发生相变的过程中,可以吸收环境的热(冷)量,并在需要时向环境释放出热(冷)量,从而达到控制周围环境温度的目的|利用相变材料的相变潜热(Latent Heat Storage,LHS)来实现能量的贮存和利用,有助于开发环保节能型的相变复合材料

折叠 编辑本段 选择事项

塑料配方设计过程中选择材料注意的问题—据一项统计数据表明:在统计调查注射制品失败中,23%是选择材料的错误,9%是选择添加剂上的错误。由此可见选择材料的重要性。一般要求材料成本下降、材料性能提高,同时还要考虑时代的外观美及耐久性,所以很难选择一种能满足所有性能要求的合适材料。例如,用注射成型方法生产透明容器时,在一般情况下可选择聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯两种材料。但如果要求廉价为首要条件,则就要选用聚苯乙烯;反之,如果强调耐候性能时,就要确定选聚甲基丙烯酸甲酯(即有机玻璃)。如果还要再加上耐冲击性能好的话,则就要排除上述两种材料而选择聚碳酸酯,当然成本要提高。 一般在选择中应考虑以下内容:所要选择的材料在使用环境中最高和最低的温度变化范围内可否承受住,在这个温度范围内材料能否变形、易发生龟裂否、耐冲击性能如何等。若不符合用户要求,就要改变现有的塑料品种,另选择一个新的品种,或进行改性处理。另外,所要设计的材料在使用环境中的其他因素影响也需要考虑。在要求制品尺寸稳定性能好时,还要考虑到树脂的热膨胀系数、要考虑树脂的热膨胀系数、成型初期及成型后期的收缩率变化、吸湿性等因素。一般情况下,不可能满足所有的条件,只要满足主要条件就可以了。关于质量标准的掌握,一般按下述条件而定。

(1)能否承受使用环境溢度的变化、阳光的影响及使用时负荷的变化。

(2)制品是否合乎卫生标准及安全性。

(3)弯曲强度、拉伸强度、冲击强度、电绝缘性、弧性、耐火性、耐水性、耐油性能、电学性能是否符合国家标准、、耐溶剂性等机械力学性能,企业标准

(4)尺寸稳定性能、光学性能、抗毒抗湿抗菌性能如何。

(5)外观上及经济成本、特殊要求是否能达到要求。

对于长期使用的塑料材料及制品,必须考虑维修及保养费用,若能够大幅度削减维修费用时,即使初期投资较大,但对材料整体看,还是有利的。另外还要考虑成型加工性能及二次加工性的难易程度,考虑材料在模具中的变化情况。在设计制作轴承、齿轮等重要部件时,还应该进行物理机械性能检验分析;做透明材料时,还应进行光学试验及修正。