智能材料课件

《材料科学概论》报告会日期:2012/09智能材料（Intelligentmaterial）报告人：韦政无机非1002班，学号：201023180086材料学概论IntroductiontoMaterialsScience第七章新材料Newmaterials指那些新近发展或正在发展的在成分、组织结构等方面不同于传统材料，具有优异性能和应用前景的一类材料。

新型材料：玻璃钢踏板长沙经开区城南污水处理厂玻璃钢格栅如：纳米材料、碳材料，非晶合金、生物材料、超导材料、智能材料等。如何定义智能材料呢？智能材料（Intelligentmaterial）智能材料目前还没有统一的定义，现有的智能材料的多种定义仍然是大同小异。大体来说，智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。智能材料（Intelligentmaterial）继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料现代高技术新材料发展的重要方向之一将支撑未来高技术的发展使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料智能材料（Intelligentmaterial）智能材料（Intelligentmaterial）（1）传感功能（Sensor）能够感知外界或自身所处的环境条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。（2）反馈功能（Feedback）可通过传感网络，对系统输入与输出信息进行对比，并将其结果提供给控制系统。（3）信息识别与积累功能能够识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。（6）自修复能力（Self－recovery）能通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制，来修补某些局部损伤或破坏。（7）自调节能力（Self－adjusting）对不断变化的外部环境和条件，能及时地自动调整自身结构和功能，并相应地改变自己的状态和行为，从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。智能材料（Intelligentmaterial）

(1)金属系智能材料强度比较大、耐热性好、耐腐蚀性能好航空、航天、原子能工业检测自身的损伤,且可将其抑制,具有自修复功能,从而确保使用过程中的稳定性。形状记忆合金、磁致伸缩材料特点：应用领域：智能效应：主要种类：智能材料（Intelligentmaterial）(2)无机非金属系智能材料局部吸收外力以防止材料整体破坏。电(磁)流变液、压电陶瓷、光致变色和电致变色材料、光纤等。主要种类：智能材料（Intelligentmaterial）最初的考虑：15多重亚稳态、多水平结构层次、较弱的分子间作用力，侧链易引入各种官能团——利于感知和判断环境，实现环境响应。特点：主要种类：(3)高分子系智能材料刺激响应性高分子凝胶、智能高分子膜材、智能药物释放体系、智能纤维与织物智能材料（Intelligentmaterial）（1）纤维及颗粒形式的复合

将一种机敏材料颗粒(或纤维)复合在异质基体中可实现各组元性能的优势互补，获得优化的智能特性。压电陶瓷和压电高分子以不同连接度复合

——性能优异的压电智能材料；

TiNi形状记忆合金粒子或纤维复合在金属或高分子中

——改善机械性能及阻尼能力.智能材料（Intelligentmaterial）智能材料的制备（2）多层薄膜复合

将两种或多种机敏材料以多层μm级的薄膜复合,获得优化的综合性能或多功能特性.

PZT和BaTiO3薄膜沉积在TiNi记忆合金衬底上——良好的压电和形状记忆特性、传感和驱动功能、阻尼性能，可用于主动控振。智能材料（Intelligentmaterial）18（4）材料内部结构周期的纳米化纳米材料和纳米复合材料将是智能材料设计的有效途径之一。在原子尺度上将具有不同功能的材料按特定的方式进行操作组装，可创造出新的具有多功能特性的材料。（5）粒子复合组装智能材料（Intelligentmaterial）20智能材料（Intelligentmaterial）

将微型传感元件、微型计算机芯片、形状记忆合金、电流变体及压电材料等经设计后复合在结构体中，可研制出带有感知及判断能力，可自动加固及防护的自适应性智能结构，实现在线监测、自诊断、自预警、自修复，防止灾难性事故的发生。(1)建筑和结构工程领域自诊断混凝土自愈合混凝土智能材料的应用：21智能材料（Intelligentmaterial）

智能蒙皮:对于飞行器及潜水艇等，具有探测周围环境以及随外界条件变化而变化的能力的表皮(蒙皮)。检测飞行速度、温度、湿度等各种条件,并能对变化的环境做出反应，如抑制噪声和振动、维持座舱的通风、温度恒定、改变机翼形状等。对于材料内部的缺陷和损伤,能进行自诊断，确定缺陷和损伤部位并进行自修复、自适应。智能材料（Intelligentmaterial）（3）抑制振动和噪声

传感元件对结构的振动进行监测,驱动元件在微电子系统的控制下准确地动作以改变结构的振动状态——具有振动和噪声主动控制功能的智能结构.成功应用：减轻交通工具如汽车、飞机振动和噪声。（5）在医学领域的应用智能药物释放体系——以智能材料为载体材料，根据病情所引起的化学物质和物理量(信号)的变化自反馈控制药物释放的通/断特性。智能胰岛素释放体系：可感知人体血糖浓度水平并做出反应，有效地把糖尿病患者的血糖浓度维持在正常水平。智能材料（Intelligentmaterial）26（6）用于日常生活