材料物理专业论文 功能材料的研究发展

材料物理专业论文材料物理专业论文 功能材料的研究发展功能材料的研究发展 功能材料的研究发展班级材化10 1姓名徐瑶学号xx07021005摘要功能材料是新材料领域的核心 是国 民经济 社会发展及国防建设的基础和先导 它涉及信息技术 生物工程技术 能源技术 纳米技术 环保技术 空间技术 计算机技术 海洋工程技术等现代高新技术及其产业 功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用 还对 我国相关传统产业的改造和升级 实现跨越式发展起着重要的促进 作用 关键词功能材料金属磁记忆材料性能特点发展前言功能材料种类繁 多 用途广泛 正在形成一个规模宏大的高技术产业群 有着十分 广阔的市场前景和极为重要的战略意义 世界各国均十分重视功能材料的研发与应用 它已成为世界各国新 材料研究发展的热点和重点 也是世界各国高技术发展中战略竞争 的热点 在全球新材料研究领域中 功能材料约占85 我国高技术 863 计划 国家重大基础研究 973 计划 国家自然科学基金项目 中均安排了许多功能材料技术项目 约占新材料领域70 比例 并 取得了大量研究成果 其中 磁记忆材料是功能材料中比较热门的一种材料 在电子 航 空 建筑 能源等方面都有广泛的应用 磁记忆材料的概述及分类磁记忆材料是指一种记忆的材料 具有两 种或两种以上容易识别的稳定磁状态的磁性材料 一般是有矩形磁滞回线的矩磁材料 用于制造磁存储 记忆 元件的磁心 磁棒 磁膜 磁记忆材料按不同的性质有不同的分类 通常按用途 物理化学属 性 部位等几种分类方法 按用途常分为电子材料 航空航天材料 核材料 建筑材料 能源 材料 生物材料等 按物理化学属性可分为无机物材料 金属材料 无机非金属材料 有机物材料和不同类型材料所组成的复合材 料 按部位可分为如内墙材料 外墙材料 顶棚材料地面材料等 但这种分法确立之后 我们遇到一种材料既可以用到室内 也可以 用到室外 在室内 一种材料既可以用在地面 墙面 又可以用到顶棚上去 如石材 涂料等 如果一块石片贴到顶棚 墙面 地面上 人们就会对有些材料的分 类归属产生疑问 由此看来 要想把材料分清楚 只有从材料的本质来分及化学组成 上来分 磁记忆材料的特点磁记忆材料是指具有两种或两种以上容易识别的 稳定磁状态的磁性材料 一般是有矩形磁滞回线的矩磁材料 用于制造磁存储 记忆 元件的磁心 磁棒 磁膜 记忆磁心应具有 较大的剩磁比R R Br Bm R越大 磁滞回线的矩形度越好 较大的矩形比Rs Rs B 1 2Hm Bm 式中B 1 2Hm 为最大磁场强度Hm一半时的磁通密度 Rs愈大 磁滞回线的拐角愈接近直角 磁滞回线的斜率越陡 磁心的 抗干扰能力也越强 一般Rs为0 75 0 90 较小的矫顽力 Hc 0 8千安 米 因磁心通入的脉冲电流只有几百毫安 如Hc太大 磁心的磁化方向 翻转就发生困难 较小的温度系数 使具有较高的温度稳定性 较高的居里温度和较小的损耗 磁记忆材料的用途及工作机理金属磁记忆检测技术是一种利用金属 磁记忆效应来检测部件应力集中部位的快速无损检测方法 它克服了传统无损检测的缺点 能够对铁磁性金属构件内部的应力 集中区 即微观缺陷和早期失效和损伤等进行诊断 防止突发性的 疲劳损伤 是无损检测领域的一种新的检测手段 金属磁记忆方法自诞生以来 对其机理的解释就成为国内外学术界 关注的焦点 在机理研究方面 近来国内的文章分别从不同角度解释了磁记忆效应的产生机理 如从电磁学角度出发的电磁感应说 即铁磁性材料垂直于地磁场作 用方向的横截面积 在定向应力作用下会发生应变 因而通过此横 截面的磁通量会发生变化 由电磁感应定律知 该截面上必然产生感应电流 并激励出感应磁 场使工件磁化 又如基于铁磁学基本理论的能量平衡说 即磁记忆 效应产生的内在原因是金属组织结构的不均匀性 材料内部不均匀 处会出现位错 在地磁场环境中施加应力 则会出现滑移运动 其 结果会引起位错的增殖 产生很高的应力能 磁记忆检测技术能否得到有效应用的关键是检测设备 而检测设备的核心是磁敏传感器的研制 很多敏感器件如霍尔磁敏元件 铁磁线圈和磁敏电阻等 从原理和 技术指标衡量 都可以应用于磁记忆传感器的研制 进行针对弱磁 测量的传感器研制 是磁记忆检测技术研究的一个重要方面 金属磁记忆检测技术的发展存在的问题作为一种新兴的检测技术金 属磁记亿检测法在拥有广阔的应用前景的同时 其基础理论和检测 手段都有待完善 目前尚存在磁记忆现象明确而机理模糊 检测标 准未定量化 对 危险区 的评判手段仍不完善等诸多急需解决的 问题 还需进行大量以下研究 加强磁记忆检测技术的机理研究从目前已有的资料来看 尽 管有一些文献探讨磁记忆检测机理 但还没有达到十分透彻和系统 的程度 形成较完整严密的理论体系 这方面的研究涉及磁性物理学 铁磁学 金属材料学 弹塑性力学 断裂力学 磁弹性理论 信号与系统分析等多个学科的知识 开展磁记忆检测的定量化研究在无损检测技术中 缺陷的定 量检测是一个十分重要的问题 磁记忆效应实质上是一种广义的漏磁场效应 和漏磁检测一样 也 应该可以进行定量化研究 但总体说来 这方面的研究还有待于深入 对于缺陷大小 形状和 磁记忆参数之间的关系 还未见到系统的实验研究 系统开展磁记忆效应的机理性实验研究在进行磁记忆机理研 究时 可以更系统地开展实验研究 总结实验结果 归纳经验公式 结束语虽然磁记忆检测技术具有很多独到的优势 但作为一门新兴的 无损检测技术 无论是在磁记忆的机理上还是在检测仪器的研制上 都有很多工作要去做 针对上述存在的问题 当代研究者们还有许多工作要去做 1 加强对磁记忆检测技术的基础理论研究 2 探索磁记忆信号与应力集中区损伤程度之间的关系 3 完善提高磁记忆检测仪器 4 发展多通道 多参量诊断技术 5 可作为结构件疲劳试验的先导检测方法 确定应力集中的部位和 区域 以便在疲劳试验中准确地确定试验部位和区域 从而节省试验 时间并获取最有用的试验数据 6