1.金属
金属是由一种或者多种金属元素组成的（如铁、铝、铜、钛、金、镍），也经常含有一些含量相对较小的非金属元素（如碳、氮、氧）。
金属或合金中原子以非常有序的方式排列，与陶瓷和聚合物相比，原子相对密集。
力学性能：具有相对较好的刚度、强度、延展性、抗断裂性。
2.陶瓷
陶瓷是由金属元素与非金属元素复合而成的，他们往往大多为氧化物、氮化物和碳化物。例如常见的陶瓷材料包括氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氮化硅以及那些组成传统陶瓷的黏土矿物、玻璃。
性能：
a.比较坚硬：刚度和强度与金属相媲美；
b.非常脆：缺乏延展性并且易碎（新型陶瓷的抗断裂性预计有所改进）
c.隔绝热通道和电通道（具有低电传导性）
d.比金属材料和高分子材料更耐高温、更适应恶劣环境。
应用：厨具、餐具、汽车发动机等
3.聚合物
聚合物是以碳，氢和其他非金属元素（如O，N，Si）为基础的有机化合物。例如：塑料和橡胶材料。
性能：
a.密度低，单位质量的刚度和硬度可与金属相媲美
b.很多聚合物具有很好的延展性及柔韧性
c.化学惰性较大，在大多数环境中不发生反应
缺点：容易变软，在适宜的温度下易分解。
4.复合材料
复合材料是由两种（或多种）上述讨论的(金属、陶瓷和聚合物)材料组成的。
目的：为了在不同材料结合后产生独特的性能，这种性能是任意单一材料所不具备的。
例如：
玻璃纤维：由小的玻璃纤维嵌入在聚合材料（环氧树脂或聚脂）中形成。
既具有玻璃纤维的刚度和强度，又具有聚合物的柔韧性，易弯曲。
先进材料
1.半导体
半导体具有介于导电体（即金属和合金）与绝缘体（即陶瓷和聚合物）之间的电学性能。（如图1.7）
2.生物材料
生物材料用于植入人体中的仿生元件，以取代病变或者受损身体部件。
无毒并且与身体组织兼容（必须不会产生不良生物反应）
主要材质：金属、陶瓷、聚合物、复合材料和半导体等。
3.智能材料
智能材料目前处于发展阶段。
智能含义：这些材料能够感受到环境变化，并对这种变化产生预定的反应方式。
智能材料的组成：
a.某些类型的传感器（检测到输入信号）
b.执行器（执行响应和适应性作用）
为了响应温度、电场、或磁场的变化，执行器可能会被要求改变形状、位置、自然频率或力学性能。
A.用作执行器的材料通常有四种：
a.形状记忆金属
b.压电陶瓷
c.磁致伸缩材料
d.电流变液/磁流体
电流变液和磁流体在电场应用和磁场应用时，液体粘度会发生变化
A.传感器的材料、设备：
光纤、压电材料（包括一些聚合物）、微机电系统
4.纳米材料
纳米材料可以是4种基本材料-金属、陶瓷、聚合物、复合材料中的任何一种。
不以区分化学性质为基础，而是大小区分，用纳米这个前缀，这些材料实际结构尺寸大小约为1nm（10^-9m），且小于100nm。
当颗粒的大小接近原子尺寸时，一些物质表现出来的物料性能和化学性能可能发生巨大改变。
例如：
普通材料----->纳米材料
a.不透明材料变透明
b.固态变液体
c.化学温度材料变易燃材料
d.电绝缘材料变导体
不同材料的密度柱状图
不同材料的杨氏模量柱状图
不同材料的抗拉强度柱状图
不同材料的抗断裂性柱状图
不同材料在的电导率柱状图
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