材料科学前沿学习报告

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1、材料科学前沿学习报告张敏，材料化学，2012141421056一、现代压电铁电材料（朱建国）朱建国老师从压电效应展开论述，详尽阐述了压电材料的原理、结构和功能。从老师的讲述中我了解到了：压电效应就是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷的现象。压电又分为正压电（外力去掉后恢复到不带电的状态）和逆压电（当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失）。最早发现这种现象是水晶晶体在机械力的作用下会在表面上激发出电荷，二战期间朗之万等人为对付德国纳粹的潜水艇利

2、用石英制作水下探测器拉开压电材料运用的帷幕，到97年PZN-PT，PMT-PT单品制作成功。朱建国老师还讲了铁电材料，从老师的讲述中我了解到了：多铁性材料(multiferroics)是指材料中包含两种及两种以上铁的基本性能，这些铁的基本性能包括铁电性（反铁电性），铁磁性（反铁磁性、亚铁磁性）和铁弹性。磁滞回线当铁磁质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场强H，介质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化，这种现象叫磁滞；在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与

3、磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。用多铁材料制作的电容介电常数高，体积小。从朱老师的讲述中，最大的收获是了解到潜艇声纳技术的原理与制作材料，以及多铁材料用于小体积电容器的应用。二、高效太阳能材料与太阳电池（李卫）李卫老师主讲的是太阳能材料，但是他先从现有能源的局限性开始讲起，步步引入，突出了太阳能材料的研制的迫在眉睫和如火如荼。这种娓娓道来、循循善诱的讲课方式很容易激发我的学习兴趣，跟着老师的思路走。在现有能源中，石油、天然气即将枯竭且不可再生；煤炭虽然还可用百余年的时间但是对大气污染和地质结构破坏非常大，黑煤矿对工人的压榨和环境的破坏时毁灭性的。为

4、了利用清洁、廉价、永不枯竭、基本不受地域限制的太阳能，如何高效的收集、利用和储存太阳能，成为了当前太阳能材料研究迫在眉睫有待解决的问题。太阳能材料以太阳能电池材料为主，是指能将太阳能直接转换成电能的材料，只有半导体材料具有这种功能，可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅，其他尚处于开发阶段；目前致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模应用创造条件。从1939年光生伏打

5、效应的发现，然而知道1954年才发明了太阳能电池效率仅6%，从此太阳能技术得以快速发展，到目前为止太阳能电池的效率已经提高到了25%，历经了单晶硅到多晶硅到非晶硅微晶硅的发展历程，到如今还出现了化合物半导体（GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等）制作太阳能电池。从李卫老师所讲的太阳能材料，最大的收获是了解了太阳能运用的原因、历程和目前的发展，更加深入的了解到太阳能电池的发展所需攻克的难关，树立了新能源研究的意识。三、聚合物复合材料（朱基亮）朱基亮老师从聚合物复合材料的重要性能、发展历程、应用前景和技术基础四个方面展开详细介绍了聚合物复合材料的相关知识。聚

6、合物复合材料与他的组成材料相比优点有①具有很高的比强度和比模量（刚度）②可以在广泛的温度范围内使用，同时其使用温度均高于其组成材料③良好的尺寸稳定性④良好的化学稳定性(聚合物基复合材料和陶瓷基复合材料具有良好的抗腐蚀性)⑤良好的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性.朱老师讲聚合物复合材料发展历程时,引用的例子生动形象,自然界的复合材料就举例了树干竹子;还结合中国历史讲了修筑万里长城的糯米石灰浆,铜雀台的核桃油浸地砖;也结合现代生活实际讲了钢筋混凝土.最早出现的聚合物复合材料是1932在美国的研制的FRP,1944用于了飞机的机身和机翼;1961年法国研制了SMC,1972年美

7、国改进了这项技术;到如今千变万化的聚合物复合材料.聚合物复合材料大多应用于尖端科技产品,航空航天器材,和详细介绍了空客和播音两家公司的飞机运用的聚合物复合材料,中国的大部分名航客机都进口于这两家公司.朱基亮老师讲课的方式以结合实例的方式展开,更加生动形象,带动课堂气氛更加活跃.当时他讲到我国进口大量客机这个例子时,让人感慨万千,我国的科学家深入研究聚合物复合材料,寻求技术突破,相信我国的飞机制造行业也能得到迅猛直飞.一个国家的强大和材料的先进有着密切的联系.一、石墨烯材料及其应用（朱小红）朱小红老师主要从石墨烯的发现、制备、性能和应用等几个方面详细为