微電子材料 主要是大真徑(400mm)硅單晶及片材技術,大直徑(200mm)硅片外延技術,150mmGaAs和100mmInP晶片及其以它們?yōu)榛?/SPAN>III-V族半導體超晶格、量子阱異質結構材料制備技術,GeSi合金和寬禁帶半導體材料等。
新型光子材料 主要是大直徑、高光學質量人工晶體制備技術和有機、無機新型非線性光學晶體探索,大功離半導體激光光纖模塊及全固態(tài)(可調諧)激光技術,有機、無機超高亮度紅、綠、蘭之基色材料及應用技術,新型紅外、蘭、紫半導體激光材料以及新型光探測和光存儲材料等。
稀土功能材料 主要是高純稀土材料的制備技術,超高磁能稀土永磁材料大規(guī)模生產(chǎn)先進技術,高性能稀土儲氫材料及相關技術。
生物醫(yī)用材料 高可靠性植入人體內的生物活性材料合成關鍵技術,生物相容材料,如組織器字替代材料,人造血液,人造皮和透析膜技術,以及生物新材料制品性能、質量的在線監(jiān)測和評價技術。 先進復合材料 主要是復合材料低成本制備技術,復合材料的界面控制與優(yōu)化技術,不同尺度不同結構異質材料復合新技術。
新型金屬材料 主要是交通運輸用輕質高強材料,能源動力用高溫耐蝕材料,新型有序金屬間化合物的脆性控制與韌化技術以及高可靠性生產(chǎn)制造技術。
先進陶瓷材料 主要是信息功能陶瓷的多功能化及系統(tǒng)集成技術,高性能陶瓷薄膜、異質薄膜的制備、集成與微加工技術,結構陶瓷及其復合材料的補強、韌化技術,先進陶瓷的低成本、高可靠性、批量化制備技術。 高溫超導材料 主要是高溫超導體材料(準單晶和織構材料)批量生產(chǎn)技術,可實用化高溫超導薄膜及異質結構薄膜制備、集成和微加工技術研究開發(fā)等。
環(huán)境材料 主要是材料的環(huán)境協(xié)調性評價技術,材料的延壽、再生與綜合利用新技術,降低材料生產(chǎn)資源和能源消耗新技術。
納米材料及技術 主要是納米材料制備與應用關鍵技術,固態(tài)量了器件的制備及納米加工技術。 智能材料主要是智能材料與智能系統(tǒng)的設計、制備及應用技術。
材料的制備與評價技術 主要是材料精密制備、近凈形成形技術與智能加工技術,材料表面改性技術的低成本化途徑與批量生產(chǎn)技術,材料微觀結構的模型化技術、智能化控制及動態(tài)實時監(jiān)測分析技術,不同層次的設計、性能預測和評價表征新技術。
3 粉末冶金技術的特點及其在新材料研究中的作用
粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結,制造金屬材料、復合以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方,因此,一系列粉末冶金新技術也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術的優(yōu)點,它已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。
(1)粉末冶金技術可以最大限度地減少合金成分偏聚,消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料(如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結構材料等)具有重要的作用。
(2)可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料,這些材料具有優(yōu)異的電學、磁學、光學和力學性能。
(3)可以容易地實現(xiàn)多種類型的復合,充分發(fā)揮各組元材料各自的特性,是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術。
(4)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結構和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分離膜材料、高性能結構陶瓷和功能陶瓷材料等。
(5)可以實現(xiàn)凈近形成形和自動化批量生產(chǎn),從而,可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。
(6)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料,是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。
4 粉末冶金學科優(yōu)先發(fā)展方向
(1)發(fā)展粉末制取新技術、新工藝及其過程理論。重點是超細粉末和納米粉的制備技術,快速冷凝制備非晶、準晶和微晶粉末技術,機械合金化技術,自蔓延高溫合成技術,粉末粒度、結構、形貌、成分控制技術。總的趨勢是向超細、超純、粉末特性可控方向發(fā)展。 (2)建立以“凈近形成形”技術為中心的各種新型固結技術及其過程模過程理論,如粉末注射成形、擠壓成形、噴射成形、溫壓成形、粉末鍛造等。
(3)建立以“全致密化”為主要目標的新型固結技術及其過程模擬技術。如熱等靜壓、擬熱等靜壓、燒結-熱等靜壓、微波燒結、高能成形等。
(4)粉末冶金材料設計、表征和評價新技術。粉末冶金材料的孔隙特性、界面問題及強韌化機理的研究。
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