智能材料课件

1、智能材料基本概况,冯鸿博,1,什么是智能材料,1、什么是智能材料,智能材料：指能模仿生命系统，同时具有感知和响应双重功能的新型材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高科技发展的重要方向之一，将支持未来高科技的发展，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。,七大 功能,信息识别与积累功能,传感功能,反馈功能,自诊断功能,响应功能,自修复功能,自调整功能,新型人造皮肤，可以让假肢人群有真实感知体验。,2、智能材料的发展,美国海军发现磁致伸缩效应，并运用于声纳系统,智能材料概念出现，称为自适应系统（Adaptive s

2、ystem）,美国Gentex发现氧化物电致变色特性，并用于生产车用变色玻璃,美国陆军研究工作室组织首届智能材料、结构与数学专项研讨会,日本开展对环境变化做出相应应对的智能型材料研究,多种温度敏感材料的发现和应用，包括记忆金属、温度水凝胶和形状记忆聚合物等。,1941年-1945年,20世纪50年代,20世纪80年代,1988年9月,1989年,1960s-至今,3、智能材料的分类及应用,根据组成可分为金属系、无机非金属系和高分子系智能材料3种类型。 根据功能可分为对外界或内部的应力、应变及光、热、电、磁等感知功能的材料。,常见智能材料性质特征及应用,4、智能材料的制备工艺,悬浮区熔法 用于制

3、备晶体型压电材料,单晶提拉法 用于制备晶体型压电材料,物理气相沉积法 用于制备陶瓷型压电材料,2,产业链分析,5、智能材料的产业链结构,上游,中游,下游,产 品,公 司,压电材料 形状记忆材料 电（磁）流变体 电（磁）致伸缩材料 光（电）致变色材料,紫光股份 有研硅股 福士陶瓷 日本富士钛 日本古河电工,智能传感器 温度调节器 驱动器 显示器 压电陶瓷,德国博世电动 日本电气公司 东金株式会社 村田制作所 ,终端消费者 航天航空 汽车工程 医疗器械 机械工程 ,松下电器 乐普医疗 法国圣戈班 美国境泰 ,3,市场分析,6、全球智能材料的市场规模分析,2014年全球智能材料的市场规模为260亿美

4、元，预计2019年的市场规模为422亿美元，年复增长率为10.2%。,智能材料市场可细分为四大模块：电机、驱动器、传感器（探头）和结构材料。 电机和驱动器占据70%市场份额；第二大市场份额为传感器，占16%。,6、全球智能材料的市场规模分析,消费区域主要集中于亚太、美国和欧洲。亚太地区是最大的消费市场，约占53%。,7、全球智能材料的消费市场,7、全球智能材料的消费市场,智能材料的应用主要有电机、传感器、功能材料和探头等。 2014年全球电机市场占比71.0%，传感器占比15.8%，结构材料占比7.8%，探头占5.2%。 预计智能材料市场未来年增长率为10.2%，其中结构材料预计年均增长率为1

5、3.6%。,8、全球智能材料的消费结构,9、中国智能材料的市场情况估计,政策支持 新材料产业“十二五”重点产品目录中包括铜基形状记忆合金、稀土磁致伸缩材料、压电材料、形状记忆高分子材料等多种智能材料。 十三五规划纲要将“重点新材料研发及应用”名列第十位，形状记忆合金、自修复材料等智能材料被列入其中。 中国制造2025提出：将大力开发智能产品、智能材料，为集成电路、机器人、生物医药等产业发展提高支撑。 应用需求 压电晶体材料的市场需求将会随着数码、电子产品的发展而不断增长。,10、智能材料的技术分析,截止2014年10月，智能材料领域美国专利达1905件，其中亚太地区申请件数1215件，北美405件，欧洲190件，其余95件。,4,企业分析,11、智能材料的主要制造商,11、智能材料的主要制造商,11、行业展望,政策展望： 中国制造2025提出：将大力开发智能产品、智能材料，为集成电路、机器人、生物医药等产业发展提高支撑。 重点研究方向 智能材料概念设计的仿生学理论研究