智能复合材料.doc

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1、智能复合材料课程论文智能复合材料的研究现状与发展趋势(Researchstatusanddevelopmenttrendofintelligentcompositematerials)学院名称：材料科学与工程学院专业班级：复合材料1102学生姓名：不知道学号：31107056541指导教师：陈贝贝智能复合材料的研究现状与发展趋势摘要：智能复合材料是一类基于仿生学概念发展起来的高新技术材料，它实际上是集成了传感器、信息处理器和功能驱动器的新型复合材料。本文介绍了几种常见的智能复合材料及其研究现状。关键词:智能复合材

2、料；形状记忆合金；压电智能复合材料；电/磁流变体智能复合材料；纤维素智能复合材料；光导纤维智能复合材料ResearchstatusanddevelopmenttrendofintelligentcompositematerialsAbstract:theintelligentcompositematerialisakindofhigh-techmaterialsbasedonbionicsconceptdeveloped,itisactuallyintegratedmodelcompositesensor,inf

3、ormationprocessorandthefunctiondriver.Thispaperintroducesseveralcommonintelligentcompositematerialanditsresearchstatus.Keywords:intelligentcompositematerial;shapememoryalloy;piezoelectricsmartcompositematerials;electric/magneticfluidsofintelligentcompositemat

4、erials;cellulosesmartcompositematerials;opticalfiberintelligentcompositematerial1前言智能材料的兴起在材料科学引发了一个新的革命，智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。智能材料特别之处，就是它拥有像生物一样能感应附近的环境并做出适当的反应的特性[1,2]。换句话说，智能材料能因应外界的刺激而改变自己，或者会产生某种讯息。如能运用适宜，以智能材料所做

5、的一个零件可以取代一些复杂系统的几个环节(例如负责感觉及反应的部分)，从而大大减低了系统的大小及复杂性[3-9]。智能材料可以简单分成被动和主动两种。被动智能材料在没有经过讯息分析的情况下或想也不想便会自动作出反应；而主动智能材料会分析接收到的讯息后才决定做出什么反应。智能材料的构想来源于仿生(仿生就是模仿大自然中生物的一些独特功能制造人类使用的工具，如模仿蜻蜓制造飞机等)，它的目标就是想研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。因此智能材料必须具备感知，驱动和控制这三个基本要素。但是现有的

6、材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。这就使得智能材料的设计，制造、加工和性能结构特征均涉及材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向[10-14]。智能复合材料是一类基于仿生学概念发展起来的高新技术材料，它实际上是集成了传感器、信息处理器和功能驱动器的新型复合材料。其通过传感器感知内外环境状态的变化，将变化所产生的信号通过信息处理器做出判断处理，并发出指令，而后通过功能驱动器调整材料的各种状态，以适应内外环境的变

7、化，从而实现自检测、自诊断、自调节、自恢复、自我保护等多种特殊功能，类似于生物系统。智能复合材料是微电子技术、计算机技术与材料科学交叉的产物，在许多领域展现了广阔的应用前景，2智能复合材料的构成(1)基体材料基体材料主要起承受载荷的作用,一般选用轻质材料,其中高分子材料因重量轻、耐腐蚀等优点而受到人们的重视。也可选用金属材料,尤其以轻质有色合金为主。(2)传感器部分传感器部分由具有感知能力的敏感材料构成。它的主要作用是感知环境的变化,如温度、压力、应力、电磁场等,并将其转换为相应的信号。这种材料目前有形状记忆合金

8、、压电材料、光纤、磁致伸缩材料、PH致伸缩材料、电致变色材料、电致粘流体、磁致粘流体、液晶材料、功能梯度材料和功能塑料合金等。(3)驱动器部分构成驱动器部分的驱动材料在一定的条件下可产生较大的应变和应力,从而起到响应和控制的作用。如形状记忆合金、磁致伸缩材料、PH致伸缩材料、电致伸缩材料等。(4)信息处理器部分信息处理器部分是智能复合材料的最核心部分。随着高度集成的硅晶技