层状功能材料的研究与发展.pdf

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1、·１０·材料导报Ａ：综述篇２０１１年９月（上）第２５卷第９期层状功能材料的研究与发展＊杨益航１，王德志１，林高用１，柳华炎１，周旭红２（１中南大学材料科学与工程学院，长沙４１００８３；２湖南生物机电职业技术学院，长沙４１０１２６）摘要回顾了近些年来层状功能材料研究的概况，介绍了层状功能材料的特点及其常用的成形加工工艺，分析了６类层状结构功能材料的特点，并综述了各类功能材料的研究与发展现状，最后指出了技术、学科综合是其今后的主要研究与发展方向。关键词层状复合功能材料性能学科综合中图分类号：ＴＢ３４文献标识码：ＡＲｅｖｉ

2、ｅｗｉｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬａｍｉｎａｔｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌ１，ＷＡＮＧＤｅｚｈｉ１，ＬＩＮＧａｏｙｏｎｇ１，ＬＩＵＨｕａｙａｎ１，ＺＨＯＵＸｕｈｏｎｇ２ＹＡＮＧＹｉｈａｎｇ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３；２ＨｕｎａｎＢｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２６）Ａｂｓｔｒａｃ

3、ｔＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｌａｍｉｎａｔｅｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｍｉｎａｔｅｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｉｔｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｓｉｘｍａｉｎｔｙｐｅｓｏｆｌａｍｉｎａｔｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｉｒｓｔｕｄｙａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈａｖｅｂｅｅｎｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ．Ｆｉｎａｌ

4、ｌｙ，ｉｔｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｗｉｌｌｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍａｎｙｓｕｂｊｅｃｔｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌ，ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ随着近年来所倡导的低碳经济、低碳技术，材料研究也１层状复合材料的典型结构及制备技术向着小型化、多功能化、高经济性方向发展，开发集特定电导性、导磁、光、传热性、热膨胀性、耐蚀性等其中两种或两种

5、以图１为４种主要的层状复合材料结构，其中Ａ类为由一上性能的复合材料已成为一种趋势与潮流。通常复合材料种组元材料包覆另一组元而成的管、棒、线材等；Ｂ类为由厚是指采用物理或化学的方法，使两种或两种以上的材料在相度相近的两种组元材料复合而成的板、块料等；Ｃ类为一组态与性能相互独立的形式下共存于一体之中，达到提高材料元材料被另一相同的两片组元材料包裹住，成夹心结构，此的某些性能，或互补其缺点，或获得新的性能、功能的目的。类结构通常还有呈“１／２／１／２／１／…”多层的周期叠置方式；Ｄ而层状复合材料作为３种主要类型的复合材料之

6、一（其他两类为在一基体材料上镀覆另一种材料，此镀覆材料常较薄，种分别为分散复合材料和梯度复合材料），其特点为各组元多用于保护基体材料或为其有益补充。材料可自成一个或数个整体，组元之间以界面接合方式复合为一体，以达到提高强度或者满足功能要求的目的［１］。功能材料则指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。本文探讨的层状功能复合材料指依靠两种或两种以上的组元通过界面接合而能

7、完成功能转化的一类新型材料。通常，层状功能复合材料相比较其他功能材料具有成本低、力学性能优良、生产效率高等优点，因而越来越受到关注。图１４种典型的层状复合材料结构按照组元材料可分为金属／金属、金属／陶瓷、金属／高分子、Ｆｉｇ．１Ｆｏｕｒｔｙｐｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅ高分子／高分子、高分子／陶瓷、陶瓷／陶瓷等６大类叠层功能层状材料的制备技术以有效稳定复合组元材料为目的，材料。其工艺因结合组元材料而异。金属基层状材料的复合制备＊８６３计划项目（２００７ＡＡ０３Ｚ５１７）杨益航：男

8、，１９８２年生，博士生，从事层状功能材料的研究Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｈａｎｇ＠ｃｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ王德志：通讯作者，男，１９６８年生，教授，博士生导师，从事难熔金属材料等的研究与开发层状功能材料的研究与发展／杨益航等·１１·工艺一般有机械结合法与冶金结合法两大类，其中机械结合着波长的减小反射率增加，在波长为２５０ｎｍ时反射率达法包括镶套、液压扩管、