當前，世界正麵臨著一場新的技術革命，而材料革命是構成這場技術革命的主要內容。材料革命是指發展新材料、改進現有材料及有效地使用材料，主要以開發新功能、優異性能的功能材料和結構材料為中心的一場技術革命。
這場材料革命的爆發，主要是由於以下幾方麵的原因。首先，軍事工業激烈的國際競爭，促進了新型材料的高速發展。現代戰爭實質上是科學技術的對抗，也是新材料的戰爭。在經濟實力和戰鬥意誌相近的情況下，誰在武器的材料和其它相應技術上占優勢，誰就可能支配未來的戰爭。如原子能、航空和航天等技術的發展，要求在短時間內提供性能好、品種規格多的材料。再如發展中的複合裝甲，要求耐高溫、能吸收能量、防衝擊波、能吸收中子，這就要求各種新型材料來滿足這些要求。
其次，新技術的需要促進了新型材料的不斷發展。世界正在麵臨著一場新的技術革命，而新興技術的物質承擔者就是新材料。例如，作為控製組件的多種多樣的敏感材料，它們對環境的反應靈敏程度決定著計算機控製的精確度，它們實現計算機的聽覺、視覺、嗅覺、觸覺等。沒有它們，計算機的控製也就失靈了。因此，計算機的出現帶動了敏感材料的發展。
再次，全球性的石化能源(煤、石油、天然氣等）和金屬資源的日趨枯竭是新型材料發展的重要動力。在節約能源中需要發展新型材料，以汽車燃油效率為例，汽車發動機改為陶瓷發動機後，可節約30。々的汽油；車體改為輕材料後，可節油20。力以上。新能源的開發更需要發展新型材料。一些新能源像太陽能、地熱能、海水溫差和核聚變等開發利用所需要的新材料，更是舉世矚目的高難問題。
當然，現代科學技術的進步為新型材料的發展提供了可能。許多新型材料都是在采用新技術、新工藝的情況下才得以產生的。目前，材料革命正處在一個高速發展的階段，各種嶄新材料將相繼出現。
不僅傳統材料與新型材料是相對而言的，就是新型材料也在不斷發展變化。在本節中所講的新型材料是指那些還在研究、新近發展的或正在發展中的具有優異性能和特殊功能的新材料。
1.優異性能的結構材料
材料的性能與其結構有關，即與化學鍵的分布方式有關。當人們汄識了性能與結構的關係之後，就會運用超高溫、超高壓、超低溫、超真空等新技術、新工藝，改變物質的結構，獲取所需要的具有優異性能的結構材料。
（1）可以做人造骨骼的鈦鈦是一種金屬元素，早在1789年就被人發現了。但由於它的化學性質極為活潑，因此對鈦的應用研究開展得較少。直到本世紀20年代才找到一種比較優越的工業生產鈦的方法，對鈦的研究才逐漸重視和加強。
鈦的比重小強度高、耐高溫、抗腐蝕，用它製造的某些合金具有許多優異的性能。例如用它的合金製造飛機，可以大大減輕飛機的重量、提高運輸能力。目前，鈦已應用在宇航工業上，有“空間金屬”的美名。鈦應用於潛艇製造和化學工業，能大大提高船隻和化工設備的抗腐蝕能力，從而延長使用壽命。隨著鈦合金的發展，鈦在醫學上有了特殊用途。例如，人的肌肉對一般異物有排斥作用，卻對某些鈦合金不排斥，所以備受醫學界的青睞。
1989年4月13日，美國一家兒童醫院的外科醫生，為一名2歲的小男孩植入兩條用鈦製成的肋骨，結果發現它可隨著孩子的成長而延長。
鈦作為醫用材料應用實例很多。最近它又被牙科大夫選中，作為“骨性結合種植義齒”的材料。人們通常掉了牙就到牙科醫院鑲上假牙。假牙與頜骨彼此分離，不能牢固結合，因此鑲上假牙，也不能咬硬食物。“骨性結合種植義齒”改變了傳統的鑲牙辦法。它在牙缺失部位頜骨內插入適當數量的固位樁，就像大橋的橋墩一樣，然後在此基礎上裝配好牙齒。這種固位樁是由鈦製作的，因為它具有與人體組織較強的親合能力，在插入頜骨之後，能夠與骨組織形成直接的骨性結合。
不僅如此，鈦的合金還具有形狀記憶功能。鎳鈦記憶合金的形狀轉變溫度低於體溫，這就為其在醫療方麵的應用大開了便利之門。用它製做的脈瘤鉗時是夾緊的，在低於體溫時就張開。手術前將它放在低溫的器皿中使它張開，手術時將它取出，套在要夾的部位，當它的溫度隨人的體溫上升到3710時，便恢複原狀，緊緊夾住，從而把腫瘤與血管的通道夾死，使腫瘤得不到血液而枯萎。
目前，出於鈦的生產成本昂貴，而使它的應用受到了影響，如果能找到一種廉價生產鈦的方法，將給鈦的大規模使用帶來方便。
⑵製做節能高效發動機的陶瓷生活中，我們天天使用的碗、盤、杯、勺等陶瓷製品，至今仍發揮著它們的作用。科學的發展如今已改變『陶瓷的傳統形象，新產品、新應用不斷開發出來，它已成為現代尖端技術的寵兒，一些科學家風趣地把現在稱做“新石器時代”。
這些新型陶瓷有許多特異的性能，如強度高、耐高溫、耐腐蝕、耐磨性等，因此在原子能、宇航、能源技術、電子技術等領域得到了廣泛的應用。但是，最引人關注的是用這種陶瓷材料研製的汽車發動機。
以往的汽車發動機都是用合金製成的。這種發動機隻能將30%左右的熱能轉變為有用功，其餘的熱量一部分隨廢氣排放掉，而消耗最多的是冷卻係統，大約占40%。汽車所以非用冷卻係統，就是因為合金發動機承受不了800左右的高溫。
陶瓷具有優良的耐熱性。而且是熱的不良導體，有一定的韌性，因此用它製成發動機零件，工作溫度可達14001：以上，可以把現有汽車發動機必須附加的散熱器、電扇、水泵、水箱等冷動係統去掉，簡化了發動機結構，與同樣功率的合金發動機相比，重量減輕了大約2/3。如將活塞、汽缸筒、排吸氣閥、排氣管等用氮化矽或碳化矽等非氧化物來做，則其重量隻有金屬發動機的1/10。由於陶瓷還具有很高的耐蝕性，耐磨性、硬度高，所以還可將現有汽車的潤滑係統去掉。這種隔熱性好的陶瓷發動機與金屬發動機相比，燃料可節省20以上，輸出功率卻反而提高約30名。
不久前，美國陸軍曾做過一次相當有趣的對比試驗，兩輛坦克停放在演習場進行200米的“賽跑”，其中一輛裝有500馬力的鋼質柴油發動機，另一輛裝有同等馬力的陶瓷發動機。比賽開始後，陶瓷發動機坦克僅用19秒便到達終點，而鋼質發動機坦克用了26秒才跑到終點。最近幾年，美國陸軍已把陶瓷柴油發動機的原型機裝入5噸軍用卡車，並完成了初步鑒定。
用氧化物陶瓷製造的燃氣輪機可將汽車的工作溫度從900亡提高到12001：，節省燃料達20—25，若能提高到13701：，則可節省燃料達2896—30。這種發動機不僅可燃燒汽油和柴油，而且還可以燃燒甲醇和煤油。美軍VI主戰坦克用的八⑵一1500燃氣輪機，由於它的某些部件用陶瓷代替了金屬，結果不僅降低了成本，延長了發動機壽命，而且還大大提高了坦克的戰鬥性能。
現在，這種陶瓷發動機尚處於研究和試製階段，國外有的已製出樣機並進行了一些試驗，但還有些材料、製造工藝、成本和理論問題仍有繼續深入探討研究。