金属材料与热处理 教学课件 作者 王晓丽 第12章新型材料.ppt

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1、第十一章非金属材料《Metallographyandheat-treatment》多媒体教学课件课件制作：王晓丽§1纳米材料§2超导材料§3形状记忆合金§4非晶态合金§5磁性材料§6智能材料§7梯度功能材料§8功能复合材料§1纳米材料纳米材料:是指其结构单元的尺寸介于1纳米~100纳米范围之间。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，由于其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此它显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时的性质相比有显著的不同。一、纳米材料的基本特性表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道

2、效应。二、纳米材料分类纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体三、纳米材料的应用涉及电子工业、化学工业、机械工业以及生物医学等领域§2超导材料超导材料:超导体是指在一定温度以下，材料电阻为零，物体内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。这种零电阻现象称为超导电性；出现零电阻的温度称为临界温度Tc。Tc是物质常数，同一种材料在相同条件下，有确定值。Tc的高低是超导材料能否实际应用的关键。一、超导材料的特征①零电阻性②完全抗磁性③约瑟夫森效应二、超导材料分类元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。三、超导材料应用①利用材料的超导电性制作磁体②利用材料的完全抗磁性制作无摩擦

3、陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。§3形状记忆合金记忆合金:记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫做“记忆合金”。一、形状记忆合金分类（1）单程记忆效应（2）双程记忆效应（3）全程记忆效应§4非晶态合金非晶态合金:俗称“金属玻璃”。以极高速度使熔融状态的合金冷却，凝固后的合金结构呈玻璃态。非晶态合金与金属相比，成分基本相同，但结构不同，引起二者在性能

4、上的差异。一、非晶态合金的特性（1）力学性能：重要特征是具有高的强度和硬度。（2）优良的软磁性（3）高耐腐蚀性（4）电学性能：与晶态合金相比，非晶态合金的电阻率显著增高(高2~3倍)。二、非晶态材料分类涉及到金属、无机材料和高聚物材料的整个材料领域。三、非晶态合金的应用非晶态材料已应用于日常生活以及尖端技术各领域。§5磁性材料磁性材料:任何带电体的运动都必然在其周围空间产生磁场。组成物质的原子内电子的运动构成了物质的载磁子。因此，物质的磁性具有普遍性。一、磁性材料分类根据磁性材料的性能和使用特点的不同，磁性材料可以分为软磁材料(具有低的矫顽力)和硬磁材料(具有

5、高的矫顽力)等。软磁材料硬磁材料§6智能材料智能材料:所谓智能材料就是同时具有感知功能即信号感受功能（传感器的功能）、自己判断并自己作出结论的功能（情报信息处理机的功能）和自己指令并自己进行行动的功能（执行机构的功能）的材料。一、智能材料必需具备的三个基本要素感知、信息处理和执行功能二、智能材料分类金属系智能材料、无机非金属系智能材料、高分子系智能材料。三、智能材料的应用智能超分子和膜、智能凝胶、智能药物释放体系、神经网络、微机械、智能光电子材料等方面正积极开展研究。§7梯度功能材料梯度功能材料:也叫做倾斜功能材料，它是相对均质材料的意义而言的。一般复合材料中

6、分散相为均匀分布，整体材料的性能是统一的。但在有些情况下，人们常常希望同一件材料的两侧具有不同性质或功能，又希望不同性能的两侧结合得完美，避免在苛刻的使用条件下因性能不匹配而发生破坏。一、梯度功能材料的制备（1）气相合成法（2）颗粒梯度排列法（3）等离子喷涂法（4）自蔓延高温合成法二、梯度功能材料的应用与新一代航天飞机的研制计划密切相关的。§8功能复合材料功能复合材料:是指除机械性能以外提供其他物理性能的复合材料。如：导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、摩擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等凸显某一功能的复合材料，统称为功能复合材料。一、功能复合材料

7、分类1．树脂基功能复合材料2．金属基功能复合材料3．陶瓷基功能复合材料二、纳米材料的应用复合材料是一种多相复合体系，它可以通过不同物质的组成、不同相的结构、不同含量及不同方式的复合而制备出来，以满足各种用途的需要。