試論物理新材料在新時代發展過程中的作用

劉敏 李明達

【摘?要】時代發展，日新月異，邁入新時代，我們感受到科技帶來的“溫暖”，享受著科技帶來的“便捷”。新材料作為推動科技發展，助力人們對美好生活的向往一步步邁進的關鍵力量，有著舉足輕重的作用。當前，結合新時代發展要求，通過對新材料的再次論述和分析，剖析新材料的類型、所屬領域，對在其專業行業的突出貢獻，進行論述，得出在新時代的發展，亦或是社會科學的進步過程中，新材料扮演的角色無可替代。

【關鍵詞】物理材料;新材料;先進材料;社會發展;科學創新;

按照我國關于加快培育和發展戰略性新興產業的總體部署，為貫徹落實新材料產業整體發展規劃，研究好新材料的內涵和其發揮關鍵作用的重點領域，做好新材料產業標準化工作，建立完善新材料產業標準體系，制定詳盡的新材料標準化工作計劃，不斷促進新材料產業發展，對于新時代發展進程中，我國汽車新能源、節能和新能源各行業“標配”化等六大戰略性新興產業，有著關鍵的“先導”作用。[1]

一、關于新材料概念與內涵的概述

新材料（或稱物理先進材料），從基本概念概念講是指在科學發展、社會進步過程中，本身性能和綜合作用發揮比傳統一般材料的性能更為優越、更顯優異的一類備受歡迎的材料。從另一層面講，新材料，也稱新型材料，是指正在研發的或已投入“試制”階段的、性能超群的某些材料，在某些方面對傳統材料的作用或性能的發揮起到了“升華”和補充升級的作用。

新材料技術，是指人們按照自身主觀意識或現實存在的客觀的要求，通過物理科學研究、材料類型設計、材料生產加工以及材料性能試驗評價等一系列研究研發過程，一步步創造出能夠滿足各種需要和社會發展需要的的新型材料技術。

新材料的分類，從其傳統行業看，可分為結構材料和功能材料，結構材料主要參考的分類元素是強度、韌性、硬度、彈性等機械性的內在形態;功能材料主要參考的分類元素為材料所具有的電、光、聲、磁、熱等物理性的表現形式。但，隨著科技發展，時代進步，材料有了突飛猛進的發展，在傳統材料分類基礎上，人們更多的通過現代化科研方式，不斷鉆研出新材料，可分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料以及先進復合材料四大類新材料。[2]

二、新型材料應用試論

1、硅材料。硅元素是當前地殼上最豐富半導體元素，其性能優越、同時與之匹配的科學加工技術成熟，已成為新時代發展進程中固態電子器件的主要原料來源。隨著科學水平的日益提高，小規模集成電路已不能滿足發展需要，超大規模集成電路研究制造行于當下，與之匹配的完整性高、均勻度高的硅單晶制備技術迫在眉睫。其中，雖然砷化鎵材料在集成電路中的應用廣泛，也具有一定的優越性，但硅的地位人不可撼動。

2、記憶合金材料。記憶合金材料主要成分是鎳和鈦，記憶合金材料在使用過程中，有其獨到的物理特性：當外部環境溫度達到某一特定數值時，記憶合金材料的內部的結構（晶體結構）就會發生變化，這是其顯著特點。科技發展，社會進步，記憶合金多用于醫療衛生系統，例如外科手術等，同時，也用于熱水器部件，尤其是熱水器的出水閥門，可以有效防止熱量的傳遞，發生燙傷事故。

3、陶瓷材料。陶瓷材料在我國社會發展進程中是一直研究并使用的傳統材料，但其中的精細陶瓷可謂“新進明星”，精細陶瓷材料以其抗高溫、超強度以及多功能等多種超強性能在新材料研究和使用中拔得頭籌。究竟何以稱為精細陶瓷，它是通過精密控制工藝燒結高純度人工合成的無機化合物原料，而后形成的高性能陶瓷。精密陶瓷應用廣泛，例如交通物流系統中飛機發動機的熱機材料，新能源電池中發電部件材料、核聚變反應堆護壁材料以及其他外燃式發動機所使用的材料等。

4、包膜鈦白。包膜鈦白，又稱為二氧化鈦，是一種白色顏料最佳的選擇材料。其性能優越，主要表現在高度的化學穩定性和優異的顏料性能，也正因為它的性能，包膜鈦白被廣泛地應用于陶瓷制品、塑料制品、藥物研究、以及其他裝修涂料及橡膠產品等，可以說其覆蓋國民經濟的各個領域。說到該材料的使用，世界上第一大鈦白原料的制造原料儲備量在我國，但事事是相對的，萬物是相生的，由于生產技術的不先進性，生產此種新材料時，會對環境產生一定的污染，對材料的發展產生一定的阻礙影響。

5、智能材料。智能材料，顧名思義，是指在接收或受到外界“刺激”后，自身能夠產生應激“反應”，并且在一定程度上能夠自行處理的材料。智能材料是接續天然材料、高分子合成材料、人工設計制造材料后的第四代材料，為新時代發展、高科技發展開拓了方向，它的出現會漸漸打破傳統結構材料和功能材料的界限，呈現結構功能化、功能全面化的發展趨勢。[3]

三、新材料產業特點剖析

新材料產業發展與社會科學進步密不可分，是人類文明、科學進步的趨勢所引，縱觀社會發展，新材料產業已經滲透到社會經濟、國防建設和社會發展的各個層面，支撐著大批高新技術企業的發展，對于整個經濟的發展至關重要，對于奪取未來經濟發展制高點迷之珍貴。新材料產業能夠在經濟發展，乃至在人類進步方面起到關鍵作用，與其產業特點息息相關，一是新材料產業內部關聯度低、涉及領域廣，與其他行業內部具有較高的關聯性，某種新材料技術能夠專一研發，無可借代，成果輸出率高，惠及行業廣;二是新材料產業所投入的知識與科學技術緊密相關，新材料產業效果輸出對應新材料研究有顯著進展，全面知識的應用與技術的融合，有理論有實踐，理論在實踐中得到驗證，實踐在理論中得到提升;三是新材料產業的“三高”，即高資金投入，高風險（不可預計是否有效果輸出）以及高收益（新材料研究有顯著成果輸出，新材料涉及行業領域廣，收益可觀）。

四、淺論新材料發展的作用

1、新材料發展為高質量發展提供了有力支撐。高質量發展是當前和未來一段時間倡導的理念，實質為通過產品工藝的提升和質量管理的強化，實現中國經濟從高速增長到高質量發展的轉化。這其中需要強大的活力、創新力和競爭力來推動高質量發展落地實現，新材料的發展，能夠從基本設施或關鍵零部件方面，提升加工產品的工藝，增加產品加工模式的多樣性，在發展的“初端”為高質量發展提供支撐。

2、新材料發展為人們對美好生活的向往書寫可能。人們對美好生活的向往，蘊含著對生活質量的期盼、對品質生活的憧憬以及對生活精神方面的滿足，新材料發展過程中，從不銹鋼鍋到出行工具品質的體驗，從“小事”家事到國之大事，新材料產業遍布區域廣泛，新材料的“滲透”，讓人們對生活品質的追求成為“可能”，讓人們享受科技帶來的歡樂“愈加強烈”，新材料發展在人們生產生活的各個環節充當著“潤滑劑”作用，科技研發不僵硬，生產生活不僵硬。

3、新材料發展為經濟健康向上發展保駕護航。新材料的發展是基于傳統材料試制試驗后而進行的，在某些領域（例如，制造業）將傳統材料進行優化再升級，令生產工藝和產品性能得到加強，原本復雜的加工工藝得到提升、最初的管理模式得到優化，產品更加人性化、技術化，企業生產經營效益得以提升。新材料的發展直接或間接的改變了企業些許生產經營模式，為整個社會經濟的發展做出了重大貢獻。

綜上論述，新材料的發展涉及的領域是多方面的，從分析新材料的含義到典型新材料示例，再至淺析新材料產業發展的形勢，新材料的發展在改變人們生活品質、社會經濟的發展以及高質量發展等方面發揮的作用是顯而易見的，廣泛而言，新材料發展在科學技術進步和人類文明進步等方面不可忽視。

參考文獻：

[1]陳祎淼.規模破1.2萬億新材料產業發奮圖強[N].中國工業報，2014.

[2]李霞君.國家戰略性新興產業發展有何重大現實意義[Z].2013.

[3]江宇覓.新材料[OL].百度百科.

（作者單位：1保定白溝吉忠熱力有限責任公司;2東北石油大學）