[工学]1先进功能材料-概论

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1、功能材料及应用四川大学材料成型及控制工程系主要参考资料1、现代功能材料及其应用-----郭卫生,汪济奎（2002）2、新型功能材料-----贡长生,张克立(2001)3、金属功能材料-----王正品,张路,要玉宏（2003）4、功能材料学概论-----马如璋,蒋民华（1999）5、功能材料概论-----殷景华,王雅珍（1999）教材：自编讲义课程介绍课程编号：30284920学时：32学时学分：2周次：4-11周考核：平时考核（50％）：出勤、作业、课堂表现笔试（50％）：闭卷考试平时考核（50％）：出勤（10%）、作业（25%）、课堂表现（15%）作业：随堂作业选择

2、一种功能材料，查阅文献后撰写小论文课堂表现：按要求制作PPT,讲授5min课程教学目的让学生比较了解多种功能材料制备方法、组成结构、性能特点、应用及最近的发展动向，为将来进行新型功能材料的研究奠定基础。本课程主要内容功能材料概述贮(储)氢合金磁性材料超导材料纳米材料智能材料（形状记忆合金）其他材料（复合材料/非晶合金/梯度材料）Contents前言功能材料概念及特点功能材料分类功能材料现状及展望材料无处不在，是人类赖以生存和发展的物质基础。材料：可以直接做成制品的东西。用于生产或生活的物质。前言复合材料合成材料制造材料天然材料1.1材料的发展石器时代：200~300万

3、年前，打制磨制石器、陶器。铜器时代和铁器时代：约1万年前到20世纪初陶、铜和铁20世纪初，合成高分子材料20世纪50年代，根据实际需要设计独特性能的材料。近三四十年，研制出如形状记忆合金、光致变色玻璃等功能材料智能材料……1.2材料的分类从物理化学属性可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料从用途分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等常见的两种分类方法：结构材料与功能材料；传统材料与新型材料1.3材料的重要性材料是社会发展、科技进步的三大支柱之一能源、信息、材料举例：新材料在各领域中的应用。航空领域波音7

4、87大型客机空中巨无霸可承载1000名乘客主要材料:复合材料构成(玻璃纤维增强铝材料)材料，重量轻、强度高、抗疲劳特性好。采用碳纤维复合材料制造可安装的座位数目由210个至330个不等航天飞机航天飞机从近地轨道进入大气层时,其飞行速度达8M。其机头尖端和发动机燃烧室温度达2000℃以上;而燃烧室的另一侧用液氢冷却时,内外侧温差达1000℃以上。—梯度功能材料宇航材料对材料要求：材质轻、高比强度、高比刚度碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。（航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。）火箭喷管和

5、导弹表皮温度都为超高温（>2000℃），用高温材料W-Cu、石墨、C/C复合材料等神舟7号载人飞船在飞船上采用比较多的材料是铝合金、钛合金、不锈铝板及一些复合材料，如碳纤维增强金属复合材料等。火箭低温箱军事领域豹2坦克在飞机表面涂一层特殊的磁性材料—吸波材料，吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少发生反射，敌方雷达无法探测到雷达回波。——隐身飞机剑身材料是碳钢，极易产生微裂纹导致剑身折断；铁镍和钛的合金材料，并经长时间的时效与弯曲处理，内部微裂只有碳钢的1/20，极不容易折断。蔬菜大棚以高强度有机聚合树脂与综合填充物为原料特点：强度高、韧性好、耐潮、防腐、寿命长，使

6、用寿命可达20—30年。采光面积大，升温快，保温久，比普通大棚温度高3℃～5℃。塑木复合材料1、原材料:充分回收利用了塑料和木纤维，消除白色污染；2、无毒害:经过170℃高温加工，产品无毒无害；3、可回收:到了使用年限后，可以回收利用4、性价比:操作简便，免维护，使用寿命是木材的5倍以上，使用费用仅为木材的1/2~1/3。其防水、防虫蛀、耐腐蚀性钛合金自行车(1).纯钛金属的强度更高。(2).不生锈：钛在一般的环境下几乎不会被腐蚀。(3).骑感好价值一万多美金，重量才几斤。碳纤维增强塑料复合材料自行车前车叉羽毛球拍杆强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐蚀、比耐热钢耐高温

7、、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。新型陶瓷——人造关节钛合金——“亲生物金属”。与骨骼密度相仿，因此可用来制造人造骨。在做牙齿矫形时，利用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝。为了恢复原来的形状，矫形弓丝便对牙齿施力，牙齿在记忆合金的作用下变得整齐。讨论：现在有些同学牙齿排列不整齐，你知道医学上采用什么办法进行矫形的吗？记忆合金记忆合金制成的卫星用自展天线。在稍高的温度下焊接成一定形状后，在室温下将其折叠，装在卫星上发射。卫星上天后，由于受到强的日光照射，温度会升高，天线自动展开。医用生物材料….50,000空间材料………