材料科学与工程导论.ppt

材料科学与工程导论EngineeringScience各章节内容回顾绪 论以材料科学与工程“四要素”为核心的共性基础知识结构材料功能材料材料科学前沿报告国内外材料领域发展新动向及战略部署经济和社会发展对材料科技的重大需求世界前沿科技领域的发展动向世界新材料技术发展态势分析我国相关科技规划中对材料领域的部署情况主要内容前沿科技的发展生活质量的提高材料科学自身的发展材料科技重大需求经济和社会发展对材料科技的重大需求基础及支柱产业的发展外力经济和社会发展对材料科技的重大需求工业原料产品设计制造装配农业、建筑、环境国防、信息、交通能源、健康废料再生循环分类/再制造制备原材料矿产制备工程材料开采材料的全生命循环周期基础及支柱产业的发展经济和社会发展对材料科技的重大需求农 业高光能长寿农膜长寿命农林机械高分子材料滴灌技术和沟渠防渗西部节水工程稀土肥料基础及支柱产业的发展社会主义新农村建设新材料技术助力经济和社会发展对材料科技的重大需求建 筑水泥铝合金门窗膜水立方钢结构鸟巢金属材料无机非金属瓷砖镁合金散热器基础及支柱产业的发展高分子材料国 防经济和社会发展对材料科技的重大需求中国无人机核潜艇航空母舰卫星基础及支柱产业的发展火箭战机与导弹经济和社会发展对材料科技的重大需求基础及支柱产业的发展信 息机械计算机电子计算机晶体管计算机当代计算机电子管集成电路晶体管计算机的发展电话的演变历史经济和社会发展对材料科技的重大需求基础及支柱产业的发展能 源镍镉电池镍氢电池锂离子电池燃料电池太阳能电池铅酸电池锂电池锂电池的应用太阳能电池燃料电池经济和社会发展对材料科技的重大需求基础及支柱产业的发展环 境过滤材料多孔陶瓷 隔音材料泡沫铝空气净化材料环保材料材料与环境的交互作用原料开采生产与制造使用废弃运输再生循环材料的全生命周期示意图经济和社会发展对材料科技的重大需求基础及支柱产业的发展交 通基础设施各种交通工具探质索本命生术技学科料材新技术构物质结索探生物科学科学技术空间探索宇宙空间海洋科探索海洋奥秘技学术新能源与再生能源信息科学技术人探索智力探求人类与环境和谐共存方式世界前沿科技领域前沿科技的发展重大需求环境科学技术材料科技经济和社会发展对材料科技的重大需求实现人类可持续发展在第2节重点讲解经济和社会发展对材料科技的重大需求生活质量的提高留声机唱片机录音机CD机MP3旅行工具的变化经济和社会发展对材料科技的重大需求材料科学自身的发展材料科学还远没有物理、化学等基础科学那样成熟，一直处于不断发展完善之中，如：对材料的介观结构的认识还有待进一步深入随着运算速度的增加，计算材料学将不断发展材料的绿色制备技术仍处于研究之中纳米材料对生物、伦理学的影响也有待评价距离随心所欲自由设计材料仍存在相当差距探质索本物命生术技学科料材新术质结索探构学技生物科科学技术空间探索宇宙空间海洋科探索海洋奥秘技学术探索智力环境科学技术新能源与再生能源信息科学技术实现人类可持续发展探求人类与环境和谐共存方式人世界前沿科技领域世界前沿科技领域的发展动向通信网络技术纳米半导体宽带通信技术世界前沿科技领域的发展动向信息科学技术正在发生结构性变革，成为经济持续增长的主导力量通信网络技术为信息产业注入强大活力宽带通信已成为国际上应用最广的通信技术半导体技术进入纳米时代计算机智能技术日新月异干细胞生物芯片转基因食品世界前沿科技领域的发展动向生物技术正经历着一场前所未有的技术革命，一个庞大的生物产业正在孕育和形成基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命科学的前沿与热点生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用转基因技术及应用呈现出高速发展的态势世界前沿科技领域的发展动向航天技术快速发展，不断开辟人类探索的新空间太空探索带动太空探索技术加速发展研制多种用途的人货分离的新一代航天飞行器成未来趋势小卫星技术日趋成熟并将广泛应用太空攻防技术成为未来航天技术发展的重要领域太空攻防火星探测太空行走世界前沿科技领域的发展动向航空技术发展面临历史性机遇，应用前景广阔高超声速导弹、飞机有望在2020年左右进入实际应用高效、环保发动机的研制倍受关注智能结构技术开始得到应用，如智能蒙皮、变形飞机等无人驾驶飞机称为研究热点无人机航空发动机核电站可燃冰燃料电池车世界前沿科技领域的发展动向能源技术将变革未来社会的动力基础，促进人类实现可持续发展煤炭的高效清洁利用成为化石能源技术研发热点核能技术酝酿新的突破氢能技术研发和商业应用加速新能源和可再生能源技术展现良好前景数控机床光刻机世界前沿科技领域的发展动向先进制造技术向绿色制造、高技术化、信息化、极端制造方向发展，成为提升产业竞争力的关键技术光机电一体化技术微电子光刻技术重大装备制造技术世界前沿科技领域的发展动向新材料技术出现群体性突破，将对21世纪基础科学和几乎所有工业领域产生革命性影响纳米技术是前沿技术中最具前瞻性和带动性的领域之一光电子材料、光子材料将成为发展最快和最有前途的电子信息材料新型功能材料（超导材料、智能材料、生物医用材料）及其应用技术面临新的突破新型结构材料（高温合金、难熔金属、金属间化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金）发展前景乐观世界前沿科技领域的发展动向主要国家和地区发展前沿科技的基本策略美国的全面领先战略：2005年科技预算1320亿美元，相当于欧盟十五国的1.5倍。重视信息技术、生物技术（人类基因组、生物防恐监测等）、航天技术、核能技术、氢能技术、甲烷市场化伙伴计划、纳米技术、先进制造技术等。欧盟的前沿技术发展战略：“科学与社会行动计划”、“伽利略计划”、“保障欧洲进入太空计划”、“欧盟智能能源行动计划”等。重视信息技术、航天技术、生命科学、氢能源和燃料电池技术、纳米科技等世界前沿科技领域的发展动向主要国家和地区发展前沿科技的基本策略韩国的国际争先战略：尖端技术发展计划，重点发展微电子、机械制造、先进材料、精细化工、能源及生命科学等俄罗斯将新材料与化学工艺列为02-06年度9个优先发展方向，重点发展陶瓷和玻璃、膜技术、特种合金、超导技术、微型冶金生产技术等日本的重点跨越战略：04年发布“新产业创造”战略，率先发展燃料电池、信息家电、机器人等技术产业世界新材料技术发展态势分析总体态势纳米科技研发形成国际浪潮，纳米生物效应引起关注新型结构材料应用广泛，发展前景乐观新型功能材料及其应用技术面临新的突破电子信息材料发展呈现新的趋势世界纳米材料与纳米科技发展态势研究进展纳米材料的内涵不断扩大世界新材料技术发展态势分析纳米颗粒 纳米线（丝、管）介孔材料纳米材料的制备技术不断发展模板制备技术、粉末冶金技术、非水热合成技术 世界新材料技术发展态势分析纳米药物研究进展纳米生物医学器件检测生物毒性的纳米传感器世界纳米材料与纳米科技发展态势检测单分子的纳米传感器世界新材料技术发展态势分析世界纳米材料与纳米科技发展态势发展趋势纳米科技由基础研究向技术应用转化，其产业应用成为关注焦点。美国国家科学基金会预测，未来15-20年，全球纳米市场规模达1万亿美元/年。纳米科技与其他学科的交叉融合加速纳米科技向物理、化学、材料、信息、生物、医学、国防、环境、能源、农业和食品等不同领域渗透。世界新材料技术发展态势分析世界纳米材料与纳米科技发展态势发展趋势逐渐转向以加工和器件为核心的材料研究分子开关、分子储存器、单分子整流器等原型分子器件已开发成功。单电子晶体管结构纳米发动机组装的纳米汽车分子开关纳米齿轮世界纳米材料与纳米科技发展态势世界新材料技术发展态势分析纳米能源材料、纳米净化材料、纳米特种功能材料纳米TiO2光催化纳米Ag的消毒杀菌纳米能源材料发展趋势纳米Pt电极世界纳米材料与纳米科技发展态势纳米结构材料、纳米复合材料的研究和应用世界新材料技术发展态势分析纳米弥散颗粒增强结构材料纳米复合纳米钢管纳米钛合金球拍发展趋势世界新材料技术发展态势分析世界新型结构材料发展态势世界钢产量突破10亿吨，高性能钢铁材料发展引起各国关注质量上：组织精确控制，细晶化、纯净化和均质化工艺上：短流程、高效率、节能降耗、发展循环经济超级钢的低成本制造技术研究进展铝合金材料工艺技术趋于成熟，高档铝材成为发展趋势世界新材料技术发展态势分析世界新型结构材料发展态势变形镁合金发展趋势铸造铝合金钛合金技术显著进步，由军用逐渐走向民用世界新型结构材料发展态势镁合金发展势头较好，研发和应用各具特色世界新材料技术发展态势分析镁合金的应用发展趋势高强高韧耐热抗蠕变变形镁合金强耐腐蚀发展方向世界新型结构材料发展态势世界新材料技术发展态势分析火箭喷嘴用陶瓷复材研究现状航空发动机高温结构材料世界各国高度重视，进展显著。Inconel718和Hastoloyx等变形高温合金占先进发动机用高温合金的60；铸造高温合金从定向凝固发展为单晶；美、俄在Ni3Al和Ti3Al合金取得技术突破；美国研制出SiCf/SiC陶瓷材料；中国开发了定向凝固、单晶合金、粉末 合金和氧化物弥散强化合金等新型合金，总体上与世界领先水平差距不大。SiCf/SiC世界新型结构材料发展态势世界新材料技术发展态势分析研究现状高端高分子材料的发展得到重视三大高分子（树脂、橡胶、纤维）世界年产量达1.8亿吨，80以上为合成树脂和塑料；乙丙橡胶的生产技术进入一个新的阶段高分子的绿色工程技术受到普遍重视过渡族催化剂逐渐成为国际研究热点，中国“十五”期间在高效聚烯烃催化剂、茂金属催化剂研究方面取得重要成果目前我国每年仍需大量进口高分子高端产品子午线轮胎特种工程塑料特种纤维超导材料研究进展显著，发展前景十分广阔世界新材料技术发展态势分析世界新型功能材料发展态势超导材料新能源材料生物医用材料智能材料CuYCuCuCuOCuOCuBaOOO Ba OCu CuYBCO超导电缆磁悬浮列车核磁共振中国实现2 双面YBCO薄膜小批量生产，临界电流密度Jc大于106A/cm2，Jc分布的不均匀性小于10。新能源材料世界新材料技术发展态势分析质子交换膜燃料电池固体氧化物固体氧化物燃料电池在800功率最大可达1.9W/cm2。太阳能电池量超1500MW；2015年多晶硅转换效率达18，成本1美元。05年中国无锡尚德太阳能公司在纽约上市，市值达21.75亿美元，进入世界光伏产业5强。电池中国钴酸锂4000吨/年，占世界50深圳比亚迪为亚洲最大的电池制造商世界光伏装机容世界新型功能材料发展态势锂生物医用材料世界新材料技术发展态势分析医用金属及合金医用不锈钢医用钴基合金医用钛及钛合金生物陶瓷氧化铝、氧化锆、磷酸钙、碳素医用高分子医用聚乙烯、聚氨酯、聚硅氧烷生物衍生材料猪心瓣膜、再生胶原、壳聚糖、凝胶医用复合材料羟基磷石灰增强聚乙烯碳纤维增强聚乳酸目前全球生物医用材料产值达800亿美元，预计2010年超过4000亿美元。世界新型功能材料发展态势会发电的网球拍未来飞机将无须操作机翼就能自动拐弯，可减少拉力和降低油耗。形状记忆合金飞船网状自展天线世界新材料技术发展态势分析世界新型功能材料发展态势智能材料智能材料通常指具有感知刺激、对之进行分析、处理、判断，并采取一定措施适度响应的材料，一般由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分组成。世界新材料技术发展态势分析智能材料研究纳米智能材料世界新型功能材料发展态势06年11月,大众公司推出由纳米智能材料设计的概念车-Nanospyder。该车车身由智能纳米材料组成。利用纳米材料构成直径小于0.5mm的网格结构，组成了极为坚固的车身结构，并且在车辆受到撞击后，纳米材料能够改变排列形式，让坚固的车身转化为可以吸收能量的软性材料。美、德、日的六大硅片公司世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势微电子、光电子外延材料硅基材料销售量占世界90以上；预计2006年单晶硅和外延片产量达到13.4亿平方英寸。16 、18单晶硅的制备工艺和设备已取得显著进展，18单晶硅及其抛光片将在2016年大规模使用。微电子、光电子外延材料光电子材料新型元器件材料单晶硅芯片世界电子信息材料发展态势微电子、光电子外延材料世界新材料技术发展态势分析20082005SIO材料：Silicon-on-insulator,绝缘体硅片5010SIO占世界硅市场比例IBM公司年消耗8 SOI外延片36万片，正投资50亿美元兴建12 SIO生产线。国内仅有四、五家参与SIO研究，目前仅能生产46 的SOI外延片。世界电子信息材料发展态势微电子、光电子外延材料世界新材料技术发展态势分析GaN基蓝色LEDSiGe/Si外延材料的发展将为新一代器件奠定基础硅锗材料作为新一代的硅基半导体材料，其频率特性优于硅。国际上的SiGe/Si以68 为主。中国有四、五家单位参加研究，清华微电子所具有1万片/年的生产能力。LED外延材料将推进半导体照明材料的发展美国投资5亿美元“国家半导体照明计划”（20002010）北京工业大学智源科技发展有限责任公司光电子材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势红外探测器材料开发受到世界各国高度重视红外探测器中的LnP单晶的实用化水平为直径2；未来的红外探测材料将是大面积高均匀性的HgCdTe外延薄膜及ZnCdTe衬底材料。预计06年美国红外探测器产值达130亿美元。LnP单晶HgCdTe薄膜光电子材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势LCD（液晶显示器件）材料的发展孕育巨大市场电脑显示屏TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管型)-LCD用高档硼硅玻璃市场达3000万m2，已成为21世纪最有发展前景的显示技术之一。2004年LCD全球市场收入达550亿美元，其中TFT-LCD占87。未来发展主要集中在高速度、优质画面和三维显示等。数码相机三维显示液晶屏Liquid Crystal Display世界新材料技术发展态势分析光电子材料高亮度OLED材料成研发热点有机电致发光显示器(OLED)在通讯器材等领域应用前景十分广阔；目前国际上与OLED相关的专利已经超过1400份；05年1月，韩国三星开发了全球最大的21 的 OLED显示屏。世界电子信息材料发展态势Organic Light Emitting DiodesOLED应用OLED原理光电子材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势激光晶体材料发展逐渐成熟，应用领域不断拓宽Nd:YAG成为最广泛的激光晶体，直径可达100mm；Nd:YVO4市场份额逐渐增大；Nd:YLF，Ho:YAG，Er:YVO4也已形成商品；激光晶体材料向着大尺寸、高功率、宽带可调谱、新波长方向发展。Nd:YAGNd:YVO4Nd:YLFHo:YAG光电子材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势无机非线性光学晶体中国处于世界领先水平发明偏硼酸钡、三硼酸锂、掺镁铌酸锂等光学晶体实现熔剂法制备磷酸钛氧钾（KTP）晶体产业化发明KBBF（KBe2BO3F2）并实现197-193nm、200-170nm激光的有效输出，为第四代光存储光源奠定了基础。三硼酸锂偏硼酸钡磷酸钛氧钾KBBF北工大材料学院晶体材料研究室光电子材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势世界光纤及光缆材料出现新趋势美、日、欧盟在光纤及光缆领域一直处于领先位置04年全球光纤需求量为2.25亿Km，累计光纤总量为9亿Km发展大直径拉丝光纤预制棒成为降低成本的主要措施光纤预制棒生产工艺光纤新型元器件材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势电子陶瓷材料发展备受关注日、美在介质陶瓷材料领域处于国际领先位置，我国产量仅次于日，美，但高端产品不多，如微波介质陶瓷、热敏电阻、AlN陶瓷等方面存在相当差距。介质陶瓷将向着小型化、集成化、智能化、无害化和易回收等方向发展。无铅陶瓷AlN陶瓷新型元器件材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势覆铜板材料发展出现新趋势日本和美国在覆铜板技术（CCL）方面处于世界领先水平我国有70多家企业，02年产量8390万m2，多属于低端产品未来发展趋势：高耐热性、高尺寸稳定性、低温度膨胀系数、低介电常数、耐离子迁移、介质厚度的均匀性等覆铜板新型元器件材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势压电晶体材料的应用领域出现新契机压电晶体在移动通讯、宽带网络等产业方面的应用广泛人造石英晶体、铌酸锂、钽酸锂晶体、金刚石等发展主要集中在结构由晶体向薄膜方向发展，功能向复合效应方向发展。铌酸锂人造石英晶体钽酸锂新型元器件材料世界新材料技术发展态势分析世界电子信息材料发展态势磁性材料前景看好02年NdFeB全球总产量达到1.8万吨，仅日立金属拥有生产能力8000吨/年；磁致冷材料被美、日列为21世纪重点攻关项目我国永磁材料形成京津地区、宁波、山西和山东四大基地；未来发展方向主要集中在获得强磁晶各向异性，高居里温度的稀土永磁材料，包括纳米晶和复合材料等。NdFeB各种物理场的数值模拟合金的微观组织形成断裂力学分析复合材料的界面梯度设计纳米材料的性质与性能预测世界新材料技术发展态势分析计算材料学的快速发展1.模拟2.模拟3.模拟4.模拟5.模拟热传导过程应力应变状态物质扩散过程流体传输过程电磁场分布规律计算材料学的快速发展-各种物理场的数值模拟热传导过程计算材料学的快速发展应力应变分析计算材料学的快速发展应力应变分析计算材料学的快速发展-合金的微观组织形成Simulation of equiaxed solidification of Al-4wt%Cualloy showing grain boundary formation.From left to right:after 0.04,0.08,0.16,and 0.2 s.计算材料学的快速发展Simulation of Goss microstructuredevelopment in Fe-3%Si steelSimulation of Goss texturedevelopment in Fe-3%Si steel计算材料学的快速发展-合金的微观组织形成-物质扩散过程计算材料学的快速发展-电磁场分布规律电磁场搅拌下的铸造过程计算材料学的快速发展材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。计算材料学的快速发展计算材料学的快速发展断裂力学分析如：复合材料的断裂行为分析复合材料的断裂行为分析-断裂力学分析计算材料学的快速发展国家相关科技规划中对材料领域的部署情况国家相关科技规划（计划）“863”计划“973”计划国家“十一五”科学技术发展规划国家自然科学基金国家科技支撑计划国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）国家自然科学基金国家自然科学基金委下属“工程与材料学部”负责，旨在发展材料科学与工程领域的基础研究，加强原始创新，提升我国在“材料领域”的自主创新能力。国家科技支撑计划原称为国家科技攻关计划，该计划自1983年开始实施以来，在科技促进农业发展、传统工业的技术更新、重大装备的研制、新兴领域的开拓以及生态环境和医疗卫生水平的提高等方面都取得重大进展，解决了一批国民经济和社会发展中难度较大的技术问题。国家相关科技规划中对材料领域的部署情况战略重点从世界高技术发展趋势和中国的需要与实际可能出发，坚持“有限目标，突出重点”的方针，选择生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能源技术和新材料7个领域作为我国高技术研究与开发的重点。尤其强调把阶段性研究成果同应用密切衔接，迅速地转化为生产力，发挥经济效益。国家相关科技规划中对材料领域的部署情况“863”计划 1986年3月3日，王大珩等四位老科学家给中共中央写信，提出要跟踪世界先进水平，发展我国高技术的建议。中共中央、国务院组织位专家研究部署高技术发展的战略，经过严格论证后批准了高技术研究发展计划纲要，即“863”计划。会议决定要制定和实施国家重点基础研究发展规划，随后由科技部组织实施了国家重点基础研究发展计划（亦称973计划）。战略目标 加强原始性创新，在更深的层面和更广泛的领域解决国家经济与社会发展中的重大科学问题，以提高我国自主创新能力和解决重大问题的能力，为国家未来发展提供科学支撑。它紧紧围绕农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料等领域国民经济、社会发展和科技自身发展的重大科学问题，开展多学科综合性研究，提供解决问题的理论依据和科学基础。“973”计划 1997年6月4日，原国家科技领导小组第三次国家相关科技规划中对材料领域的部署情况国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）“重点领域及其优先主题”中涉及材料领域的如下：1）可循环钢铁流程工艺与装备2）大型海洋工程技术与装备3）基础原材料4）新一代信息功能材料及器件5）军工配套关键材料及工程化6）低能耗与新能源汽车“前沿技术”涉及材料领域的如下：1）智能材料与结构技术2）高温超导技术3）高效能源材料技术1.科学前沿问题1）凝聚态物质与新效应2）新物质创造与转化的化学过程2.面向国家重大战略需求的基础研究1）能源可持续发展中的关键科学问题2）材料设计与制备的新原理与新方法3）极端环境条件下制造的科学基础“基础研究”中涉及材料领域的如下：3.重大科学研究计划1）纳米研究国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）在“重点任务面向紧迫需求，攻克关键技术加强产业关键共性技术攻关”中提到加强材料领域技术攻关，推动材料工业结构调整和产业升级重点研究开发材料清洁生产技术、高效低耗制备技术、材料与生态环境协调技术，加强在材料设计、制备与加工、应用及回收等产品全生命周期中的技术集成与应用，形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺。国家“十一五”科学技术发展规划转下页开发轻质高强金属和无机非金属结构材料，新型高分子材料，高性能复合材料及复合结构部件制备技术，稀土材料，精细化工材料，催化及膜分离材料，建筑材料，轻纺材料。国家“十一五”科学技术发展规划发展综合性能高，资源消耗少，环境负荷低的重大材料产品及相关工艺技术。组织实施可循环钢铁流程工艺与装备、全氟离子膜工程技术研究等重大项目。超高温金属间化合物结构材料的本征脆性及强韧化新型金属储氢材料及其储氢机理镁基合金相图、合金热力学模型及合金化原理亚稳金属材料中的基本科学问题探索2006年材料领域重点项目国家自然科学基金国家相关计划中涉及材料领域的主要项目多功能复合金属材料中的关键科学问题超高温陶瓷相图、材料制备、微结构控制的研究硅基电致发光材料相关基础问题研究可降解生物活性陶瓷或骨组织再生修复材料关键科学问题研究储能用纳米碳材料的设计原理，制备科学及应用研究2006年材料领域重点项目国家自然科学基金国家相关计划中涉及材料领域的主要项目质子膜燃料电池中无机非金属材料的关键科学问题研究无机非金属类左手材料相关基础问题研究通用和特种高分子材料高性能化中的基本科学问题高分子复合和杂化材料的基本科学问题2006年重点项目材料领域国家自然科学基金国家相关计划中涉及材料领域的主要项目有机高分子功能材料：具有光、电、磁、吸附与分离等功能材料的可控制备和应用的基础研究与生命科学相关的高分子材料的基础研究与能源、环境、资源利用等相关的高分子材料的基础研究2006年重点项目材料领域国家自然科学基金国家相关计划中涉及材料领域的主要项目清洁生产与循环经济的关键技术与示范研究新一代可循环钢铁流程工艺技术共12项国家科技支撑计划重大全氟离子膜工程技术研究绿色制造关键技术与装备国家相关计划中涉及材料领域的主要项目镁及镁合金关键技术开发与应用多晶硅材料产业关键技术开发含有毒有害元素材料的替代技术大型铸锻件制造关键技术及装备研制先进近净成形与模具制造技术非金属矿资源综合利用技术研究非石油路线制备大宗化学品关键技术开发共12项国家科技支撑计划重点国家相关计划中涉及材料领域的主要项目国家相关计划中涉及材料领域的主要项目重点 镁及镁合金关键技术开发与应用北京工业大学：多次循环塑性变形技术(1)压缩(5)提升压头(2)提升压头塑性变形(4)挤压混合材模具（3）交换压头多次循环塑性变形设备100 m粒子分散微细化坯体挤压成形后100 m普通坯体挤压成形后国家相关计划中涉及材料领域的主要项目北京工业大学：多次循环塑性变形技术材料科学是阐明材料的合成与制备、组成与结构、性质、使用性能等四个要素及相互关系的交叉性学科。“十一五”期间，将围绕新一代关键信息材料、能源材料、生态环境材料、生物医用材料、分子电子器件、大飞机工程用材料、深空探测材料、纳米材料与器件等进行基础性和前瞻性研究。重点开展材料先进制备、加工新理论与新方法，材料组分、结构与性能的设计理论，材料环境效应和服役寿命的评价，分子、纳米及介观尺度下的材料科学问题，信息功能材料，生态环境材料，生物医学材料，新型高性能结构材料以及表面技术的研究。国家相关计划中涉及材料领域的主要项目国家“十一五”基础研究发展规划高效热电转换材料及器件的基础研究半导体光电信息功能材料的基础研究大面积低价长寿命太阳电池关键科学和技术问题的基础研究苛刻环境下润滑抗磨材料的基础研究核电关键材料的环境行为与失效机理“973”计划06年共设立65项，涉及材料领域的10项。国家相关计划中涉及材料领域的主要项目“973”计划06年共设立65项，涉及材料领域的10项。材料短流程制备与成形加工的科学技术基础面向性能的材料集成设计的科学基础问题人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索物质创造与化学转化过程中的若干前沿科学问题研究分子聚集体的化学：分子自组装与组装体的功能国家相关计划中涉及材料领域的主要项目电动汽车用低成本、高密度蓄电（氢）体系基础科学问题研究马紫峰 上海交通大学人工结构材料的能带设计、制备和效应的基础研究资剑复旦大学光催化材料及其应用的基础研究邹志刚 南京大学硅基发光材料与光互连的基础研究杨德仁 浙江大学“973”计划07年共设立73项，涉及材料领域的9项。国家相关计划中涉及材料领域的主要项目两性金属黑色金属紧缺矿产资源高效清洁综合利用的基础研究刘会洲中国科学院过程工程研究所战略有色金属难处理资源高效分离提取的科学基础陈启元 中南大学高性能镁合金加工与制备中的关键基础问题刘庆重庆大学钛合金材料制备及加工的基础研究赵永庆西北有色金属研究院高性能轻质非晶态合金若干关键基础问题研究张涛北京航空航天大学“973”计划07年共设立73项，涉及材料领域的9项。国家相关计划中涉及材料领域的主要项目“973”计划07年共设立73项，涉及材料领域的9项。国家相关计划中涉及材料领域的主要项目课题六镁合金加工新方法及原理的基础研究多次循环塑性变形加工技术镁合金高频脉冲旋锻技术镁合金薄带连铸技术镁合金双螺杠流变成形（TSRM）技术镁合金喷射成形技术镁材全生命周期评价（LCA）杜文博刘庆 重庆大学高性能镁合金加工与制备中的关键基础问题化工反应过程强化技术全固态激光器及其应用技术半导体照明工程2006年“新材料”领域重点项目3项国家相关计划中涉及材料领域的主要项目“863”计划07年国家相关计划中涉及材料领域的主要项目“863”计划智能材料设计与先进制备技术专题高温超导和高效能源材料技术专题纳米材料与器件专题光电信息与特种功能材料专题高性能结构材料专题2007年度专题课题e dThoor toEESMopeningisMSE