最新信息功能材料-(绪论)幻灯片.ppt

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1、信息功能材料-(绪论)内容简介本课程包括以下内容绪论0.5学时第一章超导材料2.5学时第二章储氢材料2.0学时第三章形状记忆材料2.0学时第四章非晶态材料2.0学时第五章磁性材料2.0学时第六章半导体材料4.0学时第七章光学材料3.0学时第八章精细功能陶瓷3.0学时第九章功能转换材料3.0学时人类社会发展的历史证明，材料是人类赖以生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础，同时又是人类社会发展的先导，它是人类社会进步的里程碑。历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代主要标志的。然而现代新技术，例如微电子、激光、红外线、空间、能源、计算机、机器人

2、、信息、生物和医学等技术领域，对材料的要求已远远超出了结构材料的范围，即不单是利用材料的强度、硬度等力学性能来满足工程结构上的需要，而且对材料提出了许多特殊的物理性能要求。例如，要求材料具有光、电、声、磁、热等特殊物理性能而且可以有效利用。★功能材料：所谓功能材料，是指对光、电、磁、热、气体、射线、辐射等具有接收、传输、存贮、显示等功能以及仿生和生物体适应性的材料。★功能材料的问世给科学技术带来了新的突破。石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、有机高分子（如塑料等）、单晶材料，每一种新型材料的研制成功，都引起人类文化和生活的新变化。没有半导体材料，便不可能有目前的

3、计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有今天的宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代的光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能像今天这样丰富多彩。20世纪60年代以来，各种现代新技术的兴起，强烈刺激了功能材料的发展。同时，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，许多新的功能材料不仅已在实验室中研制出来，而且已批量生产得到应用，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。二、功能材料的分类功能材料本身的范围还没有公

4、认的严格的界定，故对其分类也就很难有统一的认识。功能材料的分类方法很多，常见的分类法有：1.按材料的化学键分类(1)功能性金属材料(2)功能性无机非金属材料(3)功能性有机材料(4)功能性复合材料。2.按照材料的某种特殊用途的功能进行分类（1）超导材料当材料的温度降低到某一温度，出现电阻为零的非常状态时称为超导状态，能够产生超导状态的材料称为超导材料。如在液氦温区出现超导现象的铌钛合金、铌锡合金，液氮温区出现超导现象的陶瓷（如钇钡铜氧）材料。（2）储氢材料在一定条件下，固体的金属吸附氢而形成氢化金属并放出热，而且这一反应是可逆的，即氢化金属吸收热后可变成金属

5、并放出氢。能够吸收氢并形成氢化物的金属和合金，称为储氢材料。这类材料很多，如镁、镁镍合金、钛铁合金等。利用这种材料可作氢储运、热交换用的设备以及镍氢电池的制造等。（3）敏感材料敏感材料是对温度、湿度、气体、压力、磁场等敏感的材料，如压敏材料、热敏材料、气敏材料、味敏材料等，它们是制造各种传感器基本元件的核心材料。（4）分离材料分离材料是可以分离液体或气体中的固体、液体、气体溶质的材料。如高分子分离膜、陶瓷类分子筛等。这种材料在化工、环保等部门将能发挥重要的作用。（5）记录材料在电子工业和电子计算机中广泛应用着记录材料，这种材料发展迅速。记录材料分为磁记录材料

6、和光记录材料，磁记录材料如录音磁带、录像磁带、磁盘、磁卡和配套的磁粉等；光记录材料如光盘等，光记录材料可制成容量更大的信息储存元件。磁记录材料正在逐渐被光记录材料所取代，如磁带和磁盘逐渐被光盘取代。在一定温度条件下能够记住自己原来的形状的材料称为形状记忆材料。用镍钛形状记忆合金制作管接头作密封件，月面天线等。如过去美国的F-14战斗机上的油管接头处经常漏油，后来他们采用形状记忆合金做油管接头代替漏油的接头，顺利地解决了难题。自1970年以后，这种飞机使用的油管接头多达几十万个，没有一个漏过油。道理很简单，他们在制作接头时，把接头的内径做得略小于油管的外径，在

7、连接时，先在低温下用工具把形状记忆合金的内径扩大，再把接头套在两个油管上，然后用火将接头加热，接头立即“记忆”起原来的内径往内缩，紧紧地套在油管上，一点缝隙也不留，当然就不会漏油了。（6）形状记忆材料3.按材料的物理性能分类（1）高强度材料对于承受重载荷而又要求断面尺寸小的零部件和构件，必须使用高强度材料来制作。高强度材料发展迅速，种类日益增多，如强化合金结构钢，当其屈服强度高于2200MN/m2时称为超高强度钢。另外如强化钛合金、强化铝合金、纤维增强复合材料等，都是轻质高强度材料。（2）高温材料承受高温环境（热和气氛）的侵害和应力作用的材料，称为高温材料。

8、如在600～650℃温度下工作的铬镍合金钢，在800