文档介绍：人与材料之间的关系
一一新兴材料与人们的生活
材料是设计的物质基础,任何产品功能目标的实现是通过可感知的材料等体现出来,材料的发明与应用,是一个时代的标志, 它标志着科学技术的发展水平,而任何设想与计划只右在融合材料自身的材性与生产规律,才可能使设想转变为理想的物品;才能保证物品的品质和成功率。在设计中,材料及工艺和设计的关系式非常密切的。材料和工艺是产品设计的物质技术条件,是产品设计的基础和前提。设计通过材料和工艺转化为实体产品,材料作为一个包括产品人环境的系统中的一部分,以其自身的特点和特性影响着产品设计,不仅保证维持产品功能的形态,并且通过材料自身的特性满足产品功能的要求,成为直接被产品使用者所触及的唯一对象。任何一个产品的设计,只有与选用的材料性能及其加工工艺相一致,才能实现产品的目的和要求。
每一种新材料新工艺的出现都会为设计的实施的可行性创造条件,并对设计提出更高的要求,给设计带来新的飞跃,出现新的设计风格,产生新的功能,新的结构和新的形态,而新的设计构思也要有相应的材料和工艺來实现,这就对材料即工艺提出了新的要求,促进/材料科学的发展和工艺技术的进步与创新。总之,设计通过材料和工艺转化为实体产品,材料和工艺通过设计实现自身的价值。二者相辅相成相互促进。
太阳能电池材料
在高科技领域中,太阳能电池、储氢和核能的利用简单说明能源与材料的关系。
能源是人类赖以生存的重要资源之一,是人类社会发展进步的动力。目前,世界上主要还是以化石能源为主要消耗,但是,随着社会经济的飞速发展,只依靠化石能源己不能满足这种发展速度。而且, 化石能源存在着两大主要问题:一是资源存限,据右关专家估计,按目前世界能源消耗速度,把地球上所有的化石能源和到一起,也就足够用一百年左右。二是化石燃料燃烧时,不但产生污染空气和水的烟尘和灰渣,而且还大量排放二氧化碳,从而形成“温室效应”,导致地球气温上升,生态环境恶化。
要解决石化燃料存在的这两大问题,必须减少对石化燃料的依赖,增加核能、太阳能等新能源的应用。而在新能源幵发过程中,新材料的研制和应用在提高能源转化效率、增加稳定性和降低成本等方面起到了至关重要的作用。在某种意义上说,材料科学是新能源的重要支柱。
H前应用的太阳能电池材料主要存四种:1单晶硅和多晶硅;2 非晶态硅;3硒铟铜合金;4镉碲化物和其他的硫化物。在上述四种材料中,硅太阳能电池研究较早,生产技术比较完善,但单晶硅材料受其成本和抗辐射能力的影响,应用到限制。硒铟铜合金能量转化效率高,大面积制备简单,性能稳定,是一种很有发展前途的太m能电池材料,其面临的主要任务是进一步降低成本,建立大规模生产方法。由于大规模应用需要高技术和高投资,因此先进的太阳能技术产业化
刚刚起步。
各工业发达国家对发展太阳能产业都十分重视。美国、口本等都提出了木国的太阳能发展计划,我国对开发太阳能电池新能源也比较重视,己经在阳光充足而常规能源缺乏的西藏阿里地区建成
10千瓦光伏示范站。太m能的广泛利用,将可能比较彻底的解决能源短缺和环境恶化的问题。当然,这需要无数的人共同的不懈努力才能实现。二储氢材料
氢是无公害的燃料,如果将海水制造的氢作为燃料使用,从理论上讲,燃烧只生成水,所以有利于环境保护。另外,如果能利用太阳的热量从海水中制取氢,则能成为无污染能源系统。氢还是