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功能材料结课论文 关于功能材料的认识 学号1207044137 姓名贾 合 伟 一 功能材料的概念 材料是现代科技和国民经济的物质基础 一个国家生产材料的 品种 数量和数量是衡量其科技和经济发展水平的重要标志 因此 现在称材料 信息和能源为现代文明的三大支柱 又把新材料 信 息和生物技术作为新技术革命的主要标志 材料作为一门独立的学科始于 20 世纪 60 年代 功能材料的概 念是美国 Morton J A 于 1965 年首先提出来的 功能材料一般除了具有机械特性外 还具有其他的功能特性 是指通过光 电 磁 热 化学 生化等作用后具有特定功能的材 料 在国外常把这种材料称为特种材料或精细材料 另外由于固体物理 固体化学 量子理论 结构化学 生物物 理和生物化学等学科的飞速发展以及各种制备功能材料的新技术和 现代分析测试技术在功能材料研究和生产中的实际应用 许多新功 能材料不仅已经在实验室中研制出来 而且已经批量生产和得到应 用 并在不同程度上推动或加速了各种现代技术的进一步发展 因 此 功能材料学科已经成为材料科学中的一个分支学科 功能材料 迅速发展是材料发展第二阶段的主要标志 因此把功能材料称为第 二代材料 二 功能材料的基本性能 功能材料按其显示功能的过程可分为一次功能和二次功能 一 次功能是当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同种形式时 材料起能量传送部件作用 又称载体材料 主要有 1 力学功能如惯 性 粘性 流动性 润滑性等 2 声功能如吸音性 隔音性 3 热 功能如隔热性 传热性 吸热性和蓄热性 4 电功能如导电性 超 导性 绝缘性和电阻 5 磁功能如软磁性 硬磁性 半硬磁性 6 光功能如透光性 遮光性 反射光性等 7 化学功能如催化作用 吸附作用 生物化学反应 酶反应 气体吸收 8 其它功能如电磁 波特性 常与隐身相联系 放射性 二次功能是当向材料输入的能量和输出的能量属于不同形 式时 材料起能量转换部件作用 又称高次功能 主要有 1 光能与 其它形式能量的转换 如光化反应 光致抗蚀 光合成反应 光分解 反应 化学发光 感光反应 光导电效应 2 电能与其它形式能量 的转换 如电磁效应 3 磁能与其它形式能量的转换 4 机械能与其 它形式能量的转换 如压电效应 光压效应 形状记忆效应 三 功能金属材料的分类 功能材料的分类 1 功能金属材料 重要的一部分属于新发展起 来的材料 如非晶合金 贮氢合金 形状记忆合金 超塑性合金及金 属薄膜等 2 功能无机非金属材料 比较重要的有 功能陶瓷材 料 功能半导体材料和 氧化物无机非金属超导材料等 3 功能 高分子材料 功能高分子材料包括光功能高分子材料 光磁 电 功 能高分子材料 生物医用 机体外与机体内 功能高分子材料 生功 能高分子材料等 4 功能晶体材料 有天然晶体和人工晶体之 分 5 功能复合材料 功能复合材料是指除机械性能以外而提供 其他物理性能的复合材料 6 具有特殊结构的功能材料 具有特 殊结构的功能材料包括 纳米结构材料 贮氢材料 薄膜功能材料 形状记忆材料 智能材料与结构 减震材料 生物医学材料等 四 功能材料的特点 1 功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动 这是 最本质的特征 2 功能材料的聚集态和形态非常多样化 除了晶 态外 3 结构材料常以材料形式为最终产品 而功能材料有相当 一部分是以元件形式为最终产品 即材料元件一体化 4 功能材 料是利用现代科学技术 多学科交叉的知识密集型产物 5 功能 材料的制备技术不同于结构材料用的传统技术 五 功能材料的发展现状 在全球新材料研究领域中 功能材料约占 85 现已开发的以物 理功能材料最多 主要有 1 单功能材料如导电材料 介电材 料 铁电材料 磁性材料 磁信息材料 发热材料 储热材料 隔 声材料 发声材料 光学材料 发光材料 激光材料红外材料等 2 功能转换材料如压电材料 光电材料和热电材料等 3 多 功能材料如防振降噪材料 三防材料 耐热密封材料 电磁材料等 4 复合和综合功能材料如形状记忆材料 隐身材料 智能材料 环境材料 显示材料等 5 新形态和新概念功能材料 如液晶 材料 六 功能材料的发展展望 高薪技术将更迅猛地发展 它对功能材料的需求也日益迫切 功能 材料在近期会有一个更大的发展 从国内外功能材料的研究动态看 功能材料的发展趋势可归纳为如下方面 1 开发高技术所需的 新型功能材料 特别是尖端领域 如航空航天 新能源 和生命科 学等 所需和在极端条件 如超高压 超高温 超低温 高烧蚀 高热冲击 强腐蚀 高真空 强激光 高辐射等 下工作的高性能 功能材料 2 功能材料的功能从单功能化向多功能化和复合或 综合功能发展 从低级功能向高级功能发展 3 功能材料和器 件的一体化 高集成化 超微型化 高密积化和超分子化 4 功能材料和结构材料兼容 即功能材料结构化 结构材料功能化 5 进一步研究和发展功能材料的新概念 新设计和新工艺 已提 出的新概念有梯度化 低维化 智能化 非平衡态 分子组装 杂 化等 已提出的新设计有化学模式识别设计 分子设计 量子化学 等 这些新设计方法都要采用计算机辅助设计 这就要求建立数据 库和计算机专家系统 已提出的新工艺有激光加工 离子注入 等 离子技术 生物技术及特定条件下的工艺技术 对上述的新概念 新设计和新工艺要进一步发展和实用化 更重要的是要探索和研究 前人没有提出的新概念 新技术和新工艺 6 完善和发展功能 材料检测和评价方法 7 加强功能材料的应用研究 扩展功能 材料的应用领域 特别是尖端领域和民用高技术领域 并把成熟的 研究成果迅速推广 以形成生产力 七 课后结语 通过对该学科的学习 我对材料方面的只是达到了初步的了解 以前只