新型材料的结构简介PPT课件
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《新型建筑材料》ppt课件
Байду номын сангаас
02
导热系数低，保温效果好。
03
粘结力强，与基材结合紧密。
04
耐候性强，不易老化。
05
施工简便，可喷涂、刷涂等多
种方式。
06
其他保温隔热材料介绍
气凝胶
01
一种纳米级多孔材料，具有极低的导热系数和优异的保温性能
。
真空绝热板
02
利用真空环境降低导热系数的原理制成的绝热材料，具有极高
的保温性能。
纳米孔硅酸钙
前景展望
绿色建筑材料市场潜力巨大，未来将 成为建筑业的主导产品。同时，随着 政策的推动和消费者需求的提升，绿 色建筑材料的研发和应用将进入快速 发展阶段。
THANKS
感谢观看
04 艺术涂料
质感丰富、装饰性强、耐
擦洗。
外墙涂料种类与性能比较
真石漆
质感逼真、耐候性强、抗裂性好。
金属漆
金属质感、耐候性强、防水性好。
外墙乳胶漆
耐候性强、色彩丰富、易清洗。
氟碳漆
超耐候性、防腐蚀、自清洁。
地面铺装材料选择及施工方法
瓷砖
耐磨、易清洗、适用 于各种空间。施工方 法包括干铺法和湿铺
法。
03
一种新型无机纳米孔材料，具有优异的保温隔热性能和环保性
。
04
新型防水材料
高聚物改性沥青防水卷材
定义
以高聚物改性沥青为涂盖层，纤维织 物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片 状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷 曲片状防水材料。
特性
应用
广泛用于各类建筑防水、防潮工程， 尤其适用于寒冷地区和结构变形频繁 的建筑物防水。
木地板
脚感舒适、温馨自然 。施工方法包括悬浮 式安装和龙骨安装。
02
导热系数低，保温效果好。
03
粘结力强，与基材结合紧密。
04
耐候性强，不易老化。
05
施工简便，可喷涂、刷涂等多
种方式。
06
其他保温隔热材料介绍
气凝胶
01
一种纳米级多孔材料，具有极低的导热系数和优异的保温性能
。
真空绝热板
02
利用真空环境降低导热系数的原理制成的绝热材料，具有极高
的保温性能。
纳米孔硅酸钙
前景展望
绿色建筑材料市场潜力巨大，未来将 成为建筑业的主导产品。同时，随着 政策的推动和消费者需求的提升，绿 色建筑材料的研发和应用将进入快速 发展阶段。
THANKS
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04 艺术涂料
质感丰富、装饰性强、耐
擦洗。
外墙涂料种类与性能比较
真石漆
质感逼真、耐候性强、抗裂性好。
金属漆
金属质感、耐候性强、防水性好。
外墙乳胶漆
耐候性强、色彩丰富、易清洗。
氟碳漆
超耐候性、防腐蚀、自清洁。
地面铺装材料选择及施工方法
瓷砖
耐磨、易清洗、适用 于各种空间。施工方 法包括干铺法和湿铺
法。
03
一种新型无机纳米孔材料，具有优异的保温隔热性能和环保性
。
04
新型防水材料
高聚物改性沥青防水卷材
定义
以高聚物改性沥青为涂盖层，纤维织 物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片 状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷 曲片状防水材料。
特性
应用
广泛用于各类建筑防水、防潮工程， 尤其适用于寒冷地区和结构变形频繁 的建筑物防水。
木地板
脚感舒适、温馨自然 。施工方法包括悬浮 式安装和龙骨安装。
新型建筑材料ppt演示课件(36页)
新型建筑材料
——墙体、保温以及遮阳材料的研究分析
日期：
一、新型墙体材料 新型墙体材料的定义 新型墙体材料的分类 新型墙体材料的优点 我国新型墙体材料出现的原因以及发展现状
国内新型墙体材料的应用现状分析 国内新型墙体材料的发展方向 二、保温材料 保温材料的定义
保温材料的分类 保温材料的特点 国内外墙保温材料的展望 三、新工艺新技术下的遮阳设计新趋势 四、新型的建筑材料——蜂巢帘
新型墙体材料的分类
块状新墙材
砌块
砖Hale Waihona Puke 硅酸盐 混凝土小型 混凝土砌块 空心砌块
•密实硅酸 • 普通混凝
盐砌块
混凝土
•多孔硅酸 • 轻集料混
盐砌块
凝土
蒸压、 蒸养砖
• 灰砂砖 •粉煤灰砖 •煤矸石砖
水泥基砖
以水泥作 为主要胶 结料
免烧砖
以粘土作 为主要胶 结料
新型墙体材料的分类
承重砖
•水泥混凝 土砖
•蒸压灰砂 砖
全国新墙材年产量已占墙材年产总量%,其中砖类墙材产品占 32.13%。可见砖类新型墙材产品己成为新墙材主导产品。目前国内 常用的有:陶粒混凝土砌块、普通混凝土砌块、加气混凝土砌块、灰 砂砖、烧结页岩砖、烧结空心砖、粉煤灰砖GRC空心轻质隔墙条板 等。
传统墙材
占我国墙材 生产总量 61%
新型墙材的类别
新型墙体材料定义
新工艺
摆脱传统人海式施工方式，而采用工厂 化、现代化和集约化施工新工艺
建筑结构 体系发展 环境能源发展
以可靠的工程质量、优良的抗震性和 使用多功能性为基本特征
首先能体现环境能源发展战略的新技术， 不应是简单的替代粘土砖
新经济时代的定义
——墙体、保温以及遮阳材料的研究分析
日期：
一、新型墙体材料 新型墙体材料的定义 新型墙体材料的分类 新型墙体材料的优点 我国新型墙体材料出现的原因以及发展现状
国内新型墙体材料的应用现状分析 国内新型墙体材料的发展方向 二、保温材料 保温材料的定义
保温材料的分类 保温材料的特点 国内外墙保温材料的展望 三、新工艺新技术下的遮阳设计新趋势 四、新型的建筑材料——蜂巢帘
新型墙体材料的分类
块状新墙材
砌块
砖Hale Waihona Puke 硅酸盐 混凝土小型 混凝土砌块 空心砌块
•密实硅酸 • 普通混凝
盐砌块
混凝土
•多孔硅酸 • 轻集料混
盐砌块
凝土
蒸压、 蒸养砖
• 灰砂砖 •粉煤灰砖 •煤矸石砖
水泥基砖
以水泥作 为主要胶 结料
免烧砖
以粘土作 为主要胶 结料
新型墙体材料的分类
承重砖
•水泥混凝 土砖
•蒸压灰砂 砖
全国新墙材年产量已占墙材年产总量%,其中砖类墙材产品占 32.13%。可见砖类新型墙材产品己成为新墙材主导产品。目前国内 常用的有:陶粒混凝土砌块、普通混凝土砌块、加气混凝土砌块、灰 砂砖、烧结页岩砖、烧结空心砖、粉煤灰砖GRC空心轻质隔墙条板 等。
传统墙材
占我国墙材 生产总量 61%
新型墙材的类别
新型墙体材料定义
新工艺
摆脱传统人海式施工方式，而采用工厂 化、现代化和集约化施工新工艺
建筑结构 体系发展 环境能源发展
以可靠的工程质量、优良的抗震性和 使用多功能性为基本特征
首先能体现环境能源发展战略的新技术， 不应是简单的替代粘土砖
新经济时代的定义
6新型结构材料PPT课件
α相——动力学上易生成，在1400~ 1800℃，高温下转化为β相
β相——结构对称性高，摩尔体积小， 是热力学稳定相
-
13
材料化学
新型结构材料
性能 高硬度，弹性模量大，高强度，耐高温， 热膨胀系数小， 导热系数大耐热冲击性能好， 密度低，耐腐蚀，抗氧化， 机械自润滑，表面摩擦系数小， 电绝缘性好
-
材料化学
新型结构材料
1. 高温结构材料
2. 轻型结构材料
3. 超低温材料
4. 超硬材料
5. 超塑性合金
6. 非晶态材料
7. 新制备方法开发的新材料
8. 工程塑料
9. 复合材料
-
1
材料化学
新型结构材料
1. 高温结构材料 1.1 超耐热合金
超耐热合金：在高温下能满意工作的金属材料。
航天飞机发动机的
高压氧涡轮泵和高压氢
采用镍基合金制造
-
6
材料化学
新型结构材料
（3）钴基合金：钴含量为40~60% 的奥氏体，可
在730~1100℃ 条件下使用。
耐热温度高。
一般钴基合金含10~22%Ni和20~30%Cr，以及
Mo，W,Ta,Nb等固溶强化元素和碳化物形成元素，
含碳量高，是以碳化物为主要强化相的超耐热合金。
应用：制作航空发动机、工业燃汽轮机、舰船燃汽
涡轮泵上的叶片，都是
高Cr-Co-W基耐高温合金，
通过定向凝固精密铸造制
成。
-
2
材料化学
新型结构材料
高温材料需满足的条件 （1）高温下要有优良的抗腐蚀性 （2）在高温下要有较高的强度和韧性
形成金属: 第ⅤB族（V，Nb，Ta） 第ⅥB族（Cr，Mo，W） 高熔点金属 第ⅦB族（Mn，Tc，Re） 第 Ⅷ 族（Fe，Co，Ni）
β相——结构对称性高，摩尔体积小， 是热力学稳定相
-
13
材料化学
新型结构材料
性能 高硬度，弹性模量大，高强度，耐高温， 热膨胀系数小， 导热系数大耐热冲击性能好， 密度低，耐腐蚀，抗氧化， 机械自润滑，表面摩擦系数小， 电绝缘性好
-
材料化学
新型结构材料
1. 高温结构材料
2. 轻型结构材料
3. 超低温材料
4. 超硬材料
5. 超塑性合金
6. 非晶态材料
7. 新制备方法开发的新材料
8. 工程塑料
9. 复合材料
-
1
材料化学
新型结构材料
1. 高温结构材料 1.1 超耐热合金
超耐热合金：在高温下能满意工作的金属材料。
航天飞机发动机的
高压氧涡轮泵和高压氢
采用镍基合金制造
-
6
材料化学
新型结构材料
（3）钴基合金：钴含量为40~60% 的奥氏体，可
在730~1100℃ 条件下使用。
耐热温度高。
一般钴基合金含10~22%Ni和20~30%Cr，以及
Mo，W,Ta,Nb等固溶强化元素和碳化物形成元素，
含碳量高，是以碳化物为主要强化相的超耐热合金。
应用：制作航空发动机、工业燃汽轮机、舰船燃汽
涡轮泵上的叶片，都是
高Cr-Co-W基耐高温合金，
通过定向凝固精密铸造制
成。
-
2
材料化学
新型结构材料
高温材料需满足的条件 （1）高温下要有优良的抗腐蚀性 （2）在高温下要有较高的强度和韧性
形成金属: 第ⅤB族（V，Nb，Ta） 第ⅥB族（Cr，Mo，W） 高熔点金属 第ⅦB族（Mn，Tc，Re） 第 Ⅷ 族（Fe，Co，Ni）
新型建筑材料及应用ppt课件
案例分析
以某绿色建筑为例，详细介绍节能墙体材料的选择、设计、施工等过程，并分析其节能效 果及经济效益。
案例二：高性能混凝土在桥梁工程中的实践
01
高性能混凝土的特性与优势
介绍高性能混凝土的高强度、高耐久性、高工作性等特性，并分析其在
桥梁工程中的优势。
02
高性能混凝土在桥梁工程中的应用
阐述高性能混凝土在桥梁工程中的应用情况，包括主梁、桥墩、桥面铺
案例分析
以某城市地下综合管廊为例，详细介绍预制装配式构件的选择、设计、施工等过程，并 分析其对提高管廊建设效率及降低成本的作用。
06
市场前景与行业挑战
市场需求分析
建筑业持续增长
随着全球城市化进程加速和基础设施建设需求增加，建筑业将持续 保持增长态势，为新型建筑材料提供广阔市场。
绿色环保趋势
环保意识的提高使得绿色建筑和可持续发展成为行业趋势，对环保 型、高性能筑材料可分为高性能混凝土、 绿色建材、智能建材等。
发展历程及现状
发展历程
随着科技的不断进步和环保意识的提高，新型建筑材料经历了从单一性能到多功能、从高能耗到低能耗的发展 历程。
现状
目前，新型建筑材料在建筑领域得到了广泛应用，如高性能混凝土用于高层建筑、大跨度桥梁等工程，绿色建 材用于绿色建筑和装修工程，智能建材用于智能家居和建筑智能化等领域。
产业政策
政府通过产业政策鼓励新型建筑材料的研发和应用，推动行业技术 创新和产业升级。
技术创新驱动力探讨
材料研发技术
新型建筑材料的研发涉及多学科交叉，需要不断突破材料科学、 化学、物理等领域的技术瓶颈。
生产工艺改进
通过改进生产工艺，提高新型建筑材料的生产效率、降低成本， 推动其在建筑市场的广泛应用。
以某绿色建筑为例，详细介绍节能墙体材料的选择、设计、施工等过程，并分析其节能效 果及经济效益。
案例二：高性能混凝土在桥梁工程中的实践
01
高性能混凝土的特性与优势
介绍高性能混凝土的高强度、高耐久性、高工作性等特性，并分析其在
桥梁工程中的优势。
02
高性能混凝土在桥梁工程中的应用
阐述高性能混凝土在桥梁工程中的应用情况，包括主梁、桥墩、桥面铺
案例分析
以某城市地下综合管廊为例，详细介绍预制装配式构件的选择、设计、施工等过程，并 分析其对提高管廊建设效率及降低成本的作用。
06
市场前景与行业挑战
市场需求分析
建筑业持续增长
随着全球城市化进程加速和基础设施建设需求增加，建筑业将持续 保持增长态势，为新型建筑材料提供广阔市场。
绿色环保趋势
环保意识的提高使得绿色建筑和可持续发展成为行业趋势，对环保 型、高性能筑材料可分为高性能混凝土、 绿色建材、智能建材等。
发展历程及现状
发展历程
随着科技的不断进步和环保意识的提高，新型建筑材料经历了从单一性能到多功能、从高能耗到低能耗的发展 历程。
现状
目前，新型建筑材料在建筑领域得到了广泛应用，如高性能混凝土用于高层建筑、大跨度桥梁等工程，绿色建 材用于绿色建筑和装修工程，智能建材用于智能家居和建筑智能化等领域。
产业政策
政府通过产业政策鼓励新型建筑材料的研发和应用，推动行业技术 创新和产业升级。
技术创新驱动力探讨
材料研发技术
新型建筑材料的研发涉及多学科交叉，需要不断突破材料科学、 化学、物理等领域的技术瓶颈。
生产工艺改进
通过改进生产工艺，提高新型建筑材料的生产效率、降低成本， 推动其在建筑市场的广泛应用。
2024石墨烯技术PPT课件
contents •石墨烯概述•石墨烯制备方法•石墨烯表征技术•石墨烯应用领域•石墨烯产业发展现状与趋势•总结与展望目录石墨烯定义与结构定义结构石墨烯的每个碳原子与周围三个碳原子通过共价键连接，形成稳定的六边形结构。
这种结构使得石墨烯具有出色的力学、电学和热学性能。
石墨烯性质与特点力学性质石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，可以弯曲成各种形状而不断裂。
电学性质石墨烯具有优异的导电性能，电子在其中的移动速度极快，使得石墨烯成为理想的电极材料。
热学性质石墨烯具有极高的热导率，可以快速地将热量从一个区域传递到另一个区域，这使得石墨烯在散热领域具有广阔的应用前景。
光学性质石墨烯对光的吸收率很低，且透光性极好，这使得石墨烯在透明导电薄膜等领域具有潜在的应用价值。
石墨烯发现历程及意义发现历程石墨烯最初是由英国曼彻斯特大学的两位科学家通过机械剥离法从石墨中分离出来的。
这一发现引起了科学界的广泛关注，并开启了石墨烯研究的新篇章。
意义石墨烯的发现不仅打破了二维晶体无法稳定存在的传统认知，而且为材料科学、凝聚态物理以及电子器件等领域的发展带来了新的机遇。
石墨烯的优异性能使得它在能源、环保、医疗、航空航天等领域具有广阔的应用前景，有望引领新一轮的技术革命和产业变革。
机械剥离法01020304原理优点缺点应用领域化学气相沉积法在高温下，碳源气体在催化剂表面分解并沉积形成石墨烯。
可控制备大面积、高质量的石墨烯；与现有半导体工艺兼容。
设备成本高，制备过程中可能产生有毒气体。
透明导电薄膜、电子器件、传感器等。
原理优点缺点应用领域原理优点缺点应用领域氧化还原法利用溶剂将石墨剥离成单层或少层石墨烯，适用于大规模生产。
液相剥离法碳化硅外延法电弧放电法激光诱导法通过高温处理碳化硅晶体，使其表面外延生长出石墨烯，适用于制备高质量石墨烯。
利用电弧放电产生的高温高压条件，将石墨转化为石墨烯，但产量较低。
利用激光束照射石墨表面，诱导出石墨烯，但设备成本较高。
新型材料介绍资料课件
属间化合物等。
生产效率与成本降低
生产工艺优化
通过改进和优化生产工艺，提高材料生产的效率并降低成本。
资源回收利用
研究和开发资源回收再利用的技术，减少材料的浪费并降低对环境 的影响。
规模化生产
通过规模化生产，降低单位产品的生产成本，提高新型材料的普及 率。
可持续发展与环保
1 2
环境友好型材料
研究和开发环境友好型的新型材料，如生物降解 塑料、绿色纤维等。
05
新型材料的挑战与未来趋势
性能提升研究和发展高性能的新型材料，如超导材料、纳米材料、复合
材料等，以提高其性能并应用于更多领域。
轻量化材料
02
开发轻量且具有高强度的材料，如碳纤维复合材料、钛合金等
，以满足航空、汽车等行业的轻量化需求。
耐高温材料
03
研究能够在更高温度下保持稳定的新型材料，如陶瓷材料、金
油效率和性能。
节能环保材料
02 用于制造汽车发动机和排放系统，降低油耗和排放，
提高环保性能。
高强度安全材料
03
用于制造汽车安全结构，如安全气囊和座椅，提高碰
撞安全性能。
新能源领域
01
02
03
太阳能电池材料
用于制造太阳能电池板， 将太阳能转化为电能，为 可再生能源提供支持。
储能材料
用于储存和释放电能，为 智能电网和能源储存提供 支持。
THANKS
感谢观看
节能减排
在材料生产过程中，研究和应用节能减排技术， 减少对环境的影响。
3
循环利用
研究和开发材料循环利用的技术，提高资源的利 用率并减少对环境的压力。
新技术与新材料融合
材料基因组计划
新型高性能功能材料优秀课件
A2B Mg2Ni，Ti2Ni
A2-xNxB1-yMy （x＜2，y＜1）
A及N——吸氢量较大的金属 (ⅡA，ⅢB，ⅣB，ⅤB族金属) B及M——过渡金属 （ⅥB，ⅦB，Ⅷ，ⅠB，ⅡB，ⅢA，ⅣA族） Mm ——混合稀土金属
Chapter6 Metallic Materials
28
碳纳米管——迄今为止最好的储氢材料
① 贮氢容器
重量轻、体积小——氢以金属氢化物形式存在 于贮氢合金之中，密度比相同湿度、压力条件 下的气态氢大1000倍；
Application 贮氢容器
节省能量，安全可靠——用贮氢合金贮氢，无 需高压及贮存液氢的极低温设备和绝热措施。
TiNi 记忆合金眼镜架
第二节 贮氢合金
一、贮氢合金的定义及分类 贮氢合金是一种能在晶体的空隙中大量贮存氢原子
的合金材料。这种合金具有可逆吸、放氢的神奇特性。 氢原子很容易进入合金内并与之形成金属氢化物，可 以贮存相当于合金自身体积1000~3000倍的氢气。
表13-1
储氢原理
➢ 一个金属原子能与两个、三个甚至更多的 氢原子结合，生成稳定的金属氢化物，同 时放出热量。
碳纳米管储氢示意图（红点为氢原子）
迄今为止，具有使用价值的贮氢合金材料主要有 三大类：稀土系、钛系和镁系列贮氢合金。
1．稀土系贮氢合金 2．钛系贮氢合金
（1）钛铁系贮氢合金 （2）钛锰系贮氢合金 3．镁系贮氢合金 二、贮氢合金材料的应用
1．镍金属氢化物电池 2．热泵、空调及热贮存 3．氢能汽车
贮氢材料的应用
Chapter6 Metallic Materials
3
形状记忆合金
一、形状记忆效应
具有一定形状的固体材料，在某一低温状态下经过 塑性变形后，通过加热到这种材料固有的某一临界温 度以上时，材料又恢复到初始形状的现象，称为形状 记忆效应 。
新型材料讲解ppt
木塑复合材料是国内外近 年蓬勃兴起的一类新型复 合材料，指利用聚乙烯、 聚丙烯和聚氯乙烯等，代 替通常的树脂胶粘剂，主 要用于建材、家具、物流 包装等行业。将塑料和木 质粉料按一定比例混合后 经热挤压成型的板材，称 之为挤压木塑复合板材。
塑木
材料优点
材料优点 （1）防水、防潮。根本解决了木质产品对潮湿和多水环境中吸水受潮后容易腐
的一种塑料（可打92%），因此可代替玻璃，而 且不易破碎。
塑料装饰制品
塑胶地板 是PVC地板的另一种叫法。主要成分为聚氯乙烯材料，PVC地板可以做成两种，
一种是同质透心的，就是从底到面的花纹材质都是一样的。还有一种是复合 式的，就是最上面一层是纯PVC透明层，下面加上印花层和发泡层。 PVC地板是以聚氯乙烯树脂为主要原料，及其共聚树脂为主要原料，加入填 料、增塑剂、稳定剂、着色剂等辅料，分为带基材的发泡聚氯乙烯卷材地板 和带基材的致密聚氯乙烯卷材地板两种.
2
陶瓷纤维
3
加气混凝土
4
合成高分子防水卷材
1.泡沫玻璃
应用 分类
性能
制作原理
中文名称：泡沫玻璃 英文名称：foam glass 定义：由碎玻璃、发泡 剂、改性添加剂和发泡 促进剂等，经过细粉碎 和均匀混合后，再经过 高温熔化，发泡、退火 而制成的无机非金属玻 璃材料。具有优越的绝 热(保冷)、吸声、防潮、 防火、轻质高强等特性。
自清洁玻璃
聚苯乙烯（PS）塑料及其制品 是一种无色透明的无定型类似玻璃的热塑性塑料，其透光性能仅次于有
机玻璃。优点是密度低，耐水，耐光，耐化学腐蚀性好。电绝缘性和低 吸湿性极好，而且易于加工和染色。 聚苯乙烯在建筑中主要用来生产泡沫隔热材料、透光材料等制品。
新型材料的结构简介
C20 + C10
C30 + C20
请单击按钮观看动画
但C30还不是能量最低缺陷，能量最低的缺陷是一种换 价对. 因此，两个C30还会通过得、失电子转化为C3+与C3- ； 然后, C3+不变, 而C3-遇到C20时再按下式反应，变为更稳定的 C20与C1- ：
C3- + C20
C20 + C1-
材料研究的一个重要方向就是其结构与 性能的关系，这正是结构化学的任务。
在本章简短的篇幅中，我们选取一些有 代表性的新型材料，介绍其结构特征和新颖 的性能.
8.1 新型合金材料
8.1.1 储氢合金
1968年, 美国发现Mg -Ni合金具有储氢性能. 此后，对 储氢合金研究开发进一步加强.
目前，利用金属或合金储氢已取得很大进展，先后发 现了Ni、Mg、Fe基三个系列的储氢材料，其中LaNi5性能 良好，储氢密度超过液氢.
利用三维Penrose铺砌来描述某种特定的合金时, 需要 对两种菱面体作适当的“装饰”, 把有关的原子置于菱面 体的一定位置上, 使铺砌结构中各种原子数目符合正确的 比例.
微 晶 粒 模 型
非晶态材料种类很多，其中有非晶态合金和非晶态半 导体.
8.2.2 非晶态合金
非晶态合金也称金属玻璃, 外观与金属晶体没有区别， 密度仅略低于相同成分的金属晶体，表明二者的原子间距 离相似.
晶态金属一般由微米量级的小晶粒组成，晶粒间存在 晶界. 而金属玻璃在微米量级水平上则是均匀固体，无晶 粒和晶界.
准周期性 失配 瘦菱面体 胖菱面体 Y-Ba-Cu-O超导氧化物 多层碳纳米管（MWNT） 单层碳纳米管（SWNT） 手性矢量 手性角 单臂纳米管 锯齿形纳米管 手性纳米管
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形状记忆合金须具备三个特点: (1)马氏体是热弹性类型； (2)马氏体形变主要通过孪晶取向改变产生；(3)母相通常是有 序结构.
形状记忆性能源于马氏体相变及其逆转变特性
Ni-Ti合金母相, 有序结构的奥氏体.
含很多孪晶、较 软的热弹性马氏体. 受外力易变形.
点击动画按钮,用播放键分步观察
变形马氏体. 择优、单一取向的 有序马氏体.
近年来，储氢材料的研究转向高容量、长寿命材料， 主要是固溶体储氢材料、络合催化氢化物、纳米储氢材 料、纳米碳管或纳米碳纤维。纳米碳管储氢的研究已被 国际能源协会（IEA）列为重点发展项目.
1997年，Heben等人发现单壁碳纳米管在室温下即可 大量储氢，引发了研究热潮, 已有许多研究报道. 但各种 文献对碳纳米管储氢性能报道的数据差别很大, 有的数据 不能被其他研究者重复. 有的文献指出：碳纳米管的纯度、 两端是否开口、长度和孔径是影响储氢性能的关键. 因此， 对碳纳米管的储氢性能仍须作大量艰苦细致的研究.
准周期性 失配 瘦菱面体 胖菱面体 Y-Ba-Cu-O超导氧化物 多层碳纳米管（MWNT） 单层碳纳米管（SWNT） 手性矢量 手性角 单臂纳米管 锯齿形纳米管 手性纳米管
STM
材料被称为人类社会进化的里程碑、现 代文明的三大支柱之一. 特别是20世纪下半叶， 世界进入新技术革命时代以来，新材料已成 为各个高新技术领域发展的突破口.
8.1.2 形状记忆合金
1962年, 美国海军军械实验室在Ni-Ti合金中发现了形状记 忆效应．后来, 多种形状记忆合金（SMA）被发现，如Ni-Ti、 Ti-Ni-Cu、Ti-Ni-Nb、Cu-Zn-Al、Cu-Al-Ni、Fe-Mn-Si等.
形状记忆合金存在热弹性马氏体，含许多孪晶，受外力 易变形，但原子结合方式不变. 所以, 再加热到一定温度就会 逆变为稳定母相.
在短程有序的前提下，对非晶态物质的结构提出了不同 模型，两种常见的模型是无规网络和微晶粒模型：
无规网络模型认为非晶态材料中的原子完全无规排列堆 积，呈现混乱性和随机性，没有任何小区有序的部分:
无 规 网 络 模 型
微晶粒模型则认为非晶态材料由纳米量级的微晶（几个 到几十个原子间距）组成，在微晶内部的小范围内具有晶态 性质，但各个微晶无规取向，不存在长程有序性。
下面以LaNi5为例介绍储氢合金.
储氢合金 LaNi5
LaNi5是CaCu5型结构，六方晶系，晶胞中含1个LaNi5. 晶体结构如下图:
请单击按钮打开模型观察
晶体由两种结构不同的层交替堆积而成. 请单击各个图片 打开有关模型:
晶胞中有6个变形四面体储氢空隙(Δ), 每个空隙由2La+2Ni共 4个原子围成:
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晶胞中还有3个变形八面体空隙(即8×1/4+2 × 1/2=3), 每个空隙由2La+4Ni共6个原子围成, 如下图正方形所示.
但H原子通常并不 填充这种空隙, 而 只填在较大的变形 四面体空隙中, 组 成为LaNi5H6 .
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假定吸氢后体积不变, 则合金中氢的密度为： [6/（6.022 1023)g]／(90 10-24 cm3)＝0.111 g·cm-3
材料研究的一个重要方向就是其结构与 性能的关系，这正是结构化学的任务。
在本章简短的篇幅中，我们选取一些有 代表性的新型材料，介绍其结构特征和新颖 的性能.
8.1 新型合金材料
8.1.1 储氢合金
1968年, 美国发现Mg -Ni合金具有储氢性能. 此后，对 储氢合金研究开发进一步加强.
目前，利用金属或合金储氢已取得很大进展，先后发 现了Ni、Mg、Fe基三个系列的储氢材料，其中LaNi5性能 良好，储氢密度超过液氢.
8.2 非晶态材料
8.2.1 非晶态固体及其结构特征
非晶态（amorphous）又称玻璃态。1960年，P.Duwez 首次获得非晶态合金.
非晶态物质的结构特点: 短程有序，原子排列既不具备 晶态物质的长程有序性，又不像气体那样混乱无序，而是在 每个原子周围零点几纳米内，最近邻原子数目及化学键的键 长、键角与晶态固体相似.
8.2.3 非晶态半导体
晶态半导体的电学性质可用固体能带理论作出圆满的解 释,但人们由此产生过一种误解, 以为非晶态不可能是半导体. 1955年发现非晶态也有半导体性质后, 经过大量研究, 逐步了 解到：晶体的周期性结构不是解释固体电学、光学、磁学性 质的必要条件. 非晶态的电学性质主要起因于短程有序，而不 是长程有序.
第八章 新型材料的结构简介
Chapter 8. Introduction to the Structure of New Materials
Contents
第八章目录
8.1 新型合金材料 8.1.1 储氢合金 8.1.2 形状记忆合金
8.2 非晶态材料 8.2.1 非晶态固体及其结构特征 8.2.2 非晶态合金 8.2.3 非晶态半导体
微 晶 粒 模 型
非晶态材料种类很多，其中有非晶态合金和非晶态半 导体.
8.2.2 非晶态合金
非晶态合金也称金属玻璃, 外观与金属晶体没有区别， 密度仅略低于相同成分的金属晶体，表明二者的原子间距 离相似.
晶态金属一般由微米量级的小晶粒组成，晶粒间存在 晶界. 而金属玻璃在微米量级水平上则是均匀固体，无晶 粒和晶界.
(6个H的质量) / (晶胞体积) = (氢的密度) 这比标准状态下氢气的密度大许多倍，也比液氢密度大．
各种储氢材料的储氢 机制不尽相同。对于LaNi5 来说，H2分子在合金表面 上首先原子化，然后进入 合金内部的间隙位置，因 此同时起到了纯化和功能 转换作用.
eeBiblioteka H2的σ*与Ni的d轨道叠加并 接受Ni的d电子，H2被打开.
8.3 准晶态材料 8.4 高温超导材料
Contents
8. 5 纳米材料 8.5.1 纳米材料 8.5.2 纳米材料的基本物理效应 8.5.3 碳纳米管的结构 8.5.4 扫描探针显微技术 8.5.5 纳米材料的应用
关键词超连接
LaNi5 形状记忆合金 无规网络模型 微晶粒模型 非晶态半导体 硫属玻璃 非晶硅 换价对(VAP) 准晶态材料 谢氏体 瘦菱形 胖菱形
形状记忆性能源于马氏体相变及其逆转变特性
Ni-Ti合金母相, 有序结构的奥氏体.
含很多孪晶、较 软的热弹性马氏体. 受外力易变形.
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变形马氏体. 择优、单一取向的 有序马氏体.
近年来，储氢材料的研究转向高容量、长寿命材料， 主要是固溶体储氢材料、络合催化氢化物、纳米储氢材 料、纳米碳管或纳米碳纤维。纳米碳管储氢的研究已被 国际能源协会（IEA）列为重点发展项目.
1997年，Heben等人发现单壁碳纳米管在室温下即可 大量储氢，引发了研究热潮, 已有许多研究报道. 但各种 文献对碳纳米管储氢性能报道的数据差别很大, 有的数据 不能被其他研究者重复. 有的文献指出：碳纳米管的纯度、 两端是否开口、长度和孔径是影响储氢性能的关键. 因此， 对碳纳米管的储氢性能仍须作大量艰苦细致的研究.
准周期性 失配 瘦菱面体 胖菱面体 Y-Ba-Cu-O超导氧化物 多层碳纳米管（MWNT） 单层碳纳米管（SWNT） 手性矢量 手性角 单臂纳米管 锯齿形纳米管 手性纳米管
STM
材料被称为人类社会进化的里程碑、现 代文明的三大支柱之一. 特别是20世纪下半叶， 世界进入新技术革命时代以来，新材料已成 为各个高新技术领域发展的突破口.
8.1.2 形状记忆合金
1962年, 美国海军军械实验室在Ni-Ti合金中发现了形状记 忆效应．后来, 多种形状记忆合金（SMA）被发现，如Ni-Ti、 Ti-Ni-Cu、Ti-Ni-Nb、Cu-Zn-Al、Cu-Al-Ni、Fe-Mn-Si等.
形状记忆合金存在热弹性马氏体，含许多孪晶，受外力 易变形，但原子结合方式不变. 所以, 再加热到一定温度就会 逆变为稳定母相.
在短程有序的前提下，对非晶态物质的结构提出了不同 模型，两种常见的模型是无规网络和微晶粒模型：
无规网络模型认为非晶态材料中的原子完全无规排列堆 积，呈现混乱性和随机性，没有任何小区有序的部分:
无 规 网 络 模 型
微晶粒模型则认为非晶态材料由纳米量级的微晶（几个 到几十个原子间距）组成，在微晶内部的小范围内具有晶态 性质，但各个微晶无规取向，不存在长程有序性。
下面以LaNi5为例介绍储氢合金.
储氢合金 LaNi5
LaNi5是CaCu5型结构，六方晶系，晶胞中含1个LaNi5. 晶体结构如下图:
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晶体由两种结构不同的层交替堆积而成. 请单击各个图片 打开有关模型:
晶胞中有6个变形四面体储氢空隙(Δ), 每个空隙由2La+2Ni共 4个原子围成:
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晶胞中还有3个变形八面体空隙(即8×1/4+2 × 1/2=3), 每个空隙由2La+4Ni共6个原子围成, 如下图正方形所示.
但H原子通常并不 填充这种空隙, 而 只填在较大的变形 四面体空隙中, 组 成为LaNi5H6 .
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假定吸氢后体积不变, 则合金中氢的密度为： [6/（6.022 1023)g]／(90 10-24 cm3)＝0.111 g·cm-3
材料研究的一个重要方向就是其结构与 性能的关系，这正是结构化学的任务。
在本章简短的篇幅中，我们选取一些有 代表性的新型材料，介绍其结构特征和新颖 的性能.
8.1 新型合金材料
8.1.1 储氢合金
1968年, 美国发现Mg -Ni合金具有储氢性能. 此后，对 储氢合金研究开发进一步加强.
目前，利用金属或合金储氢已取得很大进展，先后发 现了Ni、Mg、Fe基三个系列的储氢材料，其中LaNi5性能 良好，储氢密度超过液氢.
8.2 非晶态材料
8.2.1 非晶态固体及其结构特征
非晶态（amorphous）又称玻璃态。1960年，P.Duwez 首次获得非晶态合金.
非晶态物质的结构特点: 短程有序，原子排列既不具备 晶态物质的长程有序性，又不像气体那样混乱无序，而是在 每个原子周围零点几纳米内，最近邻原子数目及化学键的键 长、键角与晶态固体相似.
8.2.3 非晶态半导体
晶态半导体的电学性质可用固体能带理论作出圆满的解 释,但人们由此产生过一种误解, 以为非晶态不可能是半导体. 1955年发现非晶态也有半导体性质后, 经过大量研究, 逐步了 解到：晶体的周期性结构不是解释固体电学、光学、磁学性 质的必要条件. 非晶态的电学性质主要起因于短程有序，而不 是长程有序.
第八章 新型材料的结构简介
Chapter 8. Introduction to the Structure of New Materials
Contents
第八章目录
8.1 新型合金材料 8.1.1 储氢合金 8.1.2 形状记忆合金
8.2 非晶态材料 8.2.1 非晶态固体及其结构特征 8.2.2 非晶态合金 8.2.3 非晶态半导体
微 晶 粒 模 型
非晶态材料种类很多，其中有非晶态合金和非晶态半 导体.
8.2.2 非晶态合金
非晶态合金也称金属玻璃, 外观与金属晶体没有区别， 密度仅略低于相同成分的金属晶体，表明二者的原子间距 离相似.
晶态金属一般由微米量级的小晶粒组成，晶粒间存在 晶界. 而金属玻璃在微米量级水平上则是均匀固体，无晶 粒和晶界.
(6个H的质量) / (晶胞体积) = (氢的密度) 这比标准状态下氢气的密度大许多倍，也比液氢密度大．
各种储氢材料的储氢 机制不尽相同。对于LaNi5 来说，H2分子在合金表面 上首先原子化，然后进入 合金内部的间隙位置，因 此同时起到了纯化和功能 转换作用.
eeBiblioteka H2的σ*与Ni的d轨道叠加并 接受Ni的d电子，H2被打开.
8.3 准晶态材料 8.4 高温超导材料
Contents
8. 5 纳米材料 8.5.1 纳米材料 8.5.2 纳米材料的基本物理效应 8.5.3 碳纳米管的结构 8.5.4 扫描探针显微技术 8.5.5 纳米材料的应用
关键词超连接
LaNi5 形状记忆合金 无规网络模型 微晶粒模型 非晶态半导体 硫属玻璃 非晶硅 换价对(VAP) 准晶态材料 谢氏体 瘦菱形 胖菱形