新奇的材料.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划新奇的材料　　21世纪的新奇材料：准晶体　　——综述准晶体的奇异物性和可能用途　　专业：物理学姓名：张文斌学号：摘要：XX年10月5日诺贝尔化学奖揭晓，以色列科学家达尼埃尔?谢赫特曼教授因发现准晶体(quasi-crystal)而独享这份殊荣准晶体的发现给科技界带来了极大的震动，颠覆了传统晶体学理论，打破了晶体学固有的格局，成为各领域科学家关注的焦点，其具有的独特性能，也大大激发了人们对其研究的热情本文主要从两个方面论述这一新奇材料：即准晶体的奇异物性和可能用途　　关键词：诺贝尔化学奖准晶体奇异物性可能用途　　正文：　　XX年10月5日诺贝尔化学奖揭晓，以色列科学家达尼埃尔?谢赫特曼教授因发现准晶体(quasi-crystal)而独享这份殊荣诺贝尔化学奖评选委员会在发表的声明中表明：从原子级别观察准晶体形态，会发现原子排列具有规律，符合数学法则，但不以重复形态出现获奖者的发现给科技界带来了极大的震动，颠覆了传统晶体学理论，打破了晶体学固有的格局，改变了科学家对固体物质结构的认识；准晶体的发现，因此而成为各领域科学家关注的焦点，其具有的独特性能以及可能用途，也大大激发了人们对它的研究热情。

　　一、准晶体及其发现：　　何谓准晶体呢？所谓准晶体，是一种介于晶体和非晶体之间的固体物质的构成由其原子排列特点而定原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体准晶体具有完全有序的结构：在准晶体的原子排列中，其结构是长程有序的，这一点和晶体相似；但是准晶体不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性，这一点又和晶体不同普通晶体具有的是二次、三次、四次或六次旋转对称性，但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性，例如五次对称性或者更高的六次以上对称性　　关于准晶体的发现，其过程具有很大的传奇性关于这种长程有序的结构，其实早有发现，数学家在1960年代就推测出了这种对称模型；但是直到快20年后这种理论上的结构才和准晶体的研究联系起来这次获得诺贝尔奖的丹尼　　尔·舍特曼是第一个正式报道发现了准晶的人1982年4月8日，谢赫特曼正在美国霍普金斯大学从事研究工作，他发现的“准晶体”原子结构打破了传统晶体内原子结构必须具有重复性这一黄金法则，在科学界引起轩然大波；来自主流科学界、权威人物的质疑和嘲笑不断向他涌来，他甚至因此而被赶出自己的研究团队1984年他和以色列理工学院的同事们在快速冷却的铝锰合金中发现了一种新的金属相，其电子衍射斑具有明显的五次对称性，这篇文章发表于物理评论通讯上。

依然会遭到质疑，但是他依然坚定信念不动摇；被主流科学界放逐多年之后，谢赫特曼终于“沉冤得雪”，获得了科学界最大的拥抱和认可瑞典皇家科学院表示，他的发现“彻底改变了化学家们对固体物质的看法”美国普林斯顿大学的教授保罗-斯坦哈特表示：“谢赫特曼的发现彻底颠覆了具有200多年历史的认知，是一个引人瞩目的重大发现　　二、准晶体的奇异物性　　准晶体没有周期性，但具有准周期性准周期是指质点的排列具有长程有序，但不体现周期重复根据三维物理空间中材料呈现的维数，可以把准晶体分为三维准晶体、二维准晶体和一维准晶体准晶体的各项性质，取决于其本身的化学组成和内部结构一切准晶体的内部结构都共同遵循准晶体的空间准周期格子规律，并由此可以导出一切准晶体所共有的性质由于准晶体结构中缺陷极为普遍，准晶体颗粒又十分细小(微米级)，而且还具有一些向晶态、玻璃态过渡的现象，因此准晶体的性质常常偏离理想状态理论上的准晶体应有下述一些性质：均一性、各向异性、对称性、自限性、最小内能性、稳定性　　准晶体的性能主要包含以下三方面内容第一，导电性能与金属的导电性质相比，准晶体显示出一种迥然不同的性质准晶体一般有比较大的电阻当温度不太高时，准晶体的电阻随温度的增加而减少。

准晶体的电阻与其组分浓度有关实验发现，准晶体的导电性能随样品质量的改善反而降低准晶体异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响第二，磁性能对高电阻的准晶的磁阻，当温度不高时，准晶体磁致电阻情况很复杂，但若温度大于100K时，磁阻将随外场的增加而减少这时的Kohler规律不在适用第三，热性能准晶体的热性能一般不高，即它的导热系数K很小，且与温度密切有关　　三、准晶体的可能用途　　准晶材料具有的一系列性能特点，有较高的硬度、低摩擦系数、不粘性、耐蚀、耐腐等，使其从高技术领域如应用于航空航天器机翼和机身的表面涂层、航空发动机叶片上的热障膜以代替传统的氧化锆和锆钇氧化物,到一般工业领域如用于轻合金表面涂层等但准晶体材料在常温环境下呈脆性，这大大限制了准晶体的应用准晶材料的应用主要作为表面改性材料，以及作为增强相弥散分布于结构材料中　　不粘锅涂层：不粘锅涂层通常是利用喷涂技术将Al-Cu-Fe准晶颗粒沉积到基体上,并形成一个均匀薄膜由于同时加入了Cr等合金元素,因此该薄膜除具有较低的表面能,即具有优良的不粘性能外,还具有优良的耐蚀性、耐高温性(可承受750℃高温)、高的硬度(是不锈钢硬度的2倍以上)和高的耐磨性。

　　热障涂层：与航空发动机常用的隔热材料锆钇氧化物及其它隔热材料相比,准晶涂层具有密度低、硬度高、耐磨、耐蚀、耐氧化、使用温度高及易于制造等优点，因而能满足多种场合下的隔热要求其形成方法也是利用喷涂技术在基体表面形成一层准晶薄膜目前准晶热障涂层已在飞机和汽车发动机等部件中得到应用以(转载于:写论文网:新奇的材料)前，航空航天工业中，飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉等材料，而现在，科学家们正研究用准晶体材料来替代这些传统材料　　太阳能选择吸收薄膜：因为准晶体具有特殊的光学性能和足够的热稳定性，可应用于太阳热能工业准晶本身并不具备光的选择吸收特性，但准晶薄膜与高反射材料组成的多层结构材料，如“铜/绝缘体/准晶/绝缘体”对太阳光却具有选择吸收的特性由此构成的绝缘体/准晶/绝缘体多层膜具有很高的热吸收率和很低的热发射率，与现有的工业化材料相比,虽然它们的热吸收率略有降低，但热发射率却要低得多　　准晶复合材料：准晶弥散强化的特性,正在逐渐走向实用本文前面提及的　　Al2Cu2Fe准晶颗粒/Al基复合材料已被用作轻质中温高强、高韧结构材料；由准晶弥散强化的低碳马氏体时效超高强度钢(硬度730HV,抗拉强度接近3000MPa)，则可望应用于医疗器械材料。

Inoue等获得的由纳米尺度的Al-Mn-La、Al-Cr-La准晶颗粒增强的Al基合金，因具有优良的弯曲性能和高达1200～1400MPa的弯曲强度,而有望应用于航空工业　　磁性材料：二十面体准晶的独特结构,很容易把它与软磁材料联系在一起　　软磁材料的特点是高的磁导率,低的矫顽力和低的铁芯损耗而二十面体准晶的特点是具有极高的电阻率和较高的对称性(比任何晶态磁性材料都高),易磁化轴数比晶态多,各向异性的位垒低,畴壁运动或磁矩转动都比较容易,因而可以有效地降低矫顽力和铁芯损耗所以,虽然二十面体准晶因具有磁各向异性而降低了磁导率,但仍有可能成为具有优异软磁性能的磁性材料对于二维准晶,若易磁化轴是其周期排列的主轴,则有可能获得单轴各向异性的新的永磁材由此可见,准晶对磁性的一个重要影响就是磁各向异性虽然至今尚未获得真正的准晶磁性材料,但由近期开发的居里温度在300～500K的二十面体Al70-XPd15Mn15BX铁磁性准晶材料等成果可以相信,随着对准晶材料研究的不断深入,一定能开发出具有实际应用价值的准晶磁性材料　　此外，准晶体材料还可以作为结构材料增强相的应用、储氢材料、半导体材料以及热致发电材料等。

尽管其导热性很差，但因为其能将热转化为电，因此，它们可以用作理想的热电材料，将热量回收利用，有些科学家正在尝试用其捕捉汽车废弃的热量目前各国化学家也正在研究准晶体材料在真空镀膜、离子注入、激光处理、电子轰击、电镀等方法制备准晶膜的应用　　结语：准晶体作为一种神秘而新奇的材料，它的发现，是一个划时代的发现，对于各个科学领域以及我们的日常生活都产生了很大的影响它因其奇异物性改变了我们生活的很多方面，并且依然还有很多功用有待我们人类去开发利用参考文献：　　1.百度百科：准晶体　　2.《以色列科学家发现“准晶体”》，科技日报，XX-10-08　　3.李志强，徐洲，李小平等，《准晶材料的应用研究进展》[J].中国科技信息，:9～11　　4.《谢赫特曼因发现准晶体独享XX年诺贝尔化学奖》，新华社，XX.11　　5.吴玉芹、于凉云、张奇、李立冬，《XX年诺贝尔化学奖——准晶体简介》，开发应用　　6.董闯、王英敏、羌建兵、王清，《准晶：奇特而又平凡的晶体——２０１１年诺贝尔化学奖简介》，ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｔｕｒｅ　　7.伍陶陶、刘育、樊振军，《准晶材料的研究及应用》，中国地质大学(北京)材料科学与工程学院物理实验中心XX-12-10　　两种新奇原料几款餐前小碟　　两种新奇原料：全国最贵的茄子另类娃娃菜　　一、全国最贵的茄子——新仓小茄子　　嘉兴有一种特殊的小茄子，个头形状类似手指，颜色青绿，茄香浓郁。

这种小茄子主要产于嘉兴平湖县新仓镇，对土质和气候要求非常严格，在距离不到200公里的无锡种植都会发生变种，所以就成了嘉兴特产，同时也变得非常珍贵这种茄子做法很多，可以腌成咸菜作为餐前小凉菜，也可以搭配虾仁等清炒成热菜因为味道好原料少，一时间小茄子身价倍增，冬天产量少的时候每斤售价最高30元，产量高的时候每斤最少也在6元左右，可谓是全国最贵的茄子　　这种茄子有个缺点，就是摘下来后很容易变黑，除了苏州、南京、上海、杭州等附近的城市，距离嘉兴太远的地方根本无法见到新鲜的小茄子，这跟小茄子的籽有关，目前还没找到解决办法但是这丝毫没有影响小茄子的价值，因为颜色变后味道不会变，本来小茄子入菜就会变黑，尤其是凉菜，几乎是全黑的，所以小茄子的市场情况还是处于抢购状态　　二、另类娃娃菜——多心菜　　多心菜是一种绿色茎类蔬菜，因为一棵菜上伸出很多条茎，所以叫做多心菜，又因为每条茎围长在一起，像几个小娃娃，又被叫做娃娃菜这种菜适合腌制，做餐前小凉菜，口感脆爽　　爽口多心菜　　做法一(菲泓大酒店厨师长王岗提供)　　500克多心菜洗净，改成长条形，加150克盐腌渍2个小时，用清水清洗掉掉盐分，去掉青涩味，再加50克白糖，5克盐，5克味精，3克香油拌匀即可上桌。

　　特点：此做法可保留多心菜的原色，上桌时还是绿的　　做法二：(君满楼大酒店经理吴凤英提供)　　跟小茄子凉菜做法二操作过程一样，这种做法改变了多心菜的颜色，成菜呈酱红色，看不出原料的本色两种做法的口感都是脆爽　　菜例：酱茄子　　做法一：(菲泓大酒店总厨张国强提供)500克小茄子洗净加250克盐拌匀，揉搓至皮皱，腌渍5个小时，用清水冲去盐分(可去除一部分青涩味)再加宴会酱油(用量以淹没小茄子为好)、100克冰糖、10克味精、50克黄酒(可以增加香味)用勺把小茄子压到酱油里腌渍48小时即可食用　　做法二：(君满楼大酒店经理吴凤英提供)　　5千克小茄子加250克盐拌匀，戴上胶皮手套后把小茄子放在手心用劲捏，直到捏软再放置3个小时，把腌渍出来的水分倒掉，再加20克味精，20克鸡精、500克白糖、广东支江牌美味鲜(用量以淹没小茄子为好)、韩国香油3克(这种香油味道特别香，用普通香油代替的话要加大用量)拌匀即可食用，上桌时淋醋、料油即可　　两种做法各有千秋，做法一操作起来比较简单，但是需要长时间的腌制：做法二操作复杂，不过很快就能成菜不管过程怎样，两种做法的小茄子都是咸鲜口味，口感非常。