智能材料

1.简述智能材料的定义，内涵特征及分类？

具有感知环境刺激，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。

智能材料需具备以下内涵：

(1)具有感知功能，能够检测并且可以识别外界的刺激强度(2)具有驱动功能，能够响应外界变化；(3)能够按照设定的方式选择和控制响应；(4)反应比较灵敏,及时和恰当；(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。

分类：金属系智能材料：形状记忆合金、磁致伸缩材料等。

无机非金属系智能材料：电(磁)流变液、压电陶瓷、变色材料、光纤高分子系智能材料：高分子凝胶；智能高分子膜材；智能药物释放体系；智能纤维与织物等

复合和杂化型智能材料

2、智能材料与智能系统的基本构成单元及作用？

智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。作用：基体材料担负着承载的；敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化；驱动材料担负着响应和控制的任务；

信息处理器：在敏感材料和驱动材料间传递信息的部件，是联系两者的桥梁。

3、智能材料的设计与工作思路？

智能材料的设计思路以功能材料为基础以仿生学、人工智能及系统控制为指导依据材料复合的非线性效应用先进的材料复合技术将感知材料、驱动材料和基体材料进行复合。

4、形状记忆效应与形状记忆材料的定义分类及其特点？

形状记忆效应：将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当的外界条件，材料会恢复到变形前的形状的现象。单程形状记忆效应；双程形状记忆效应；全程记忆效应

形状记忆材料

具有一定初始形状的材料经形变并固定成另一种形状后，通过物理刺激或化学刺激的处理又可恢复成初始形状的材料。

形状记忆合金；形状记忆陶瓷；形状记忆聚合物

5、形状记忆合金的类型及应用？

Ti-Ni系形状记忆合金；铜基系形状记忆合金；铁基系形状记忆合金航空航天：人造卫星和宇宙飞船的天线

机械设备中的应用：弹簧、眼镜框等弹性部件

医学上的应用；人工心脏、形状记忆合金人工食管

装饰用品：感温的自动开放的装饰性花朵

7、简述变色玻璃的类型及其变色机理？

光致变色玻璃：当紫外线辐照时，离子Ag+还原成原子Ag。此时银原子团簇影响光的入射，产生深色效应;在没有紫外线照射时，Ag原子转变为离子Ag+，原子团簇解体，镜片褪色。

电致变色玻璃：电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，使材料的颜色发生变化

热致变色玻璃存在一个相变温度，在相变温度之上或之下，材料表现出不同的光学性质。

8.智能高分子材料的定义设计思路及分类？

通过分子设计和有机合成的方法，使有机材料本身具有生物所赋予的高级功能，它是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料的设计构思：

人工智能材料的水平反映生物计算机的未来模式；软件功能引入材料；能量传递；要求材料有寿命预告，自修复、自分解、甚至自学习、自增殖、自净化和可应对外部刺激积极自变的动态功能

智能髙分子材料的分类

刺激响应性高分子凝胶；智能高分子膜材；智能药物释放体系；智能纤维与织物

9、电流变效应与电流变液的定义及其组成？

电流变效应：在外电场的作用下，流体的表观粘度将大幅度增加，强场下呈近似于粘弹性固体的性质。

电流变液：由高介电常数、低电导率的电介质颗粒分散于低介电常数的绝缘液体中形成的悬浮体系，是可快速和可逆地对电场作出反应，迅速实现液体-固体性质转变的一类智能材料。

组成：由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体。一般由基础液、固体粒子和添加剂组成

10、磁流变效应与磁流变液的定义及其组成？

磁流变液：用不导电(或导电)的基础液和均匀散布其中的磁性固体颗粒制成的悬浮液，在外加磁场作用下流变特性会发生急剧变化。

组成：磁性粒子＋基础液＋添加剂

磁流变效应：在强磁场作用下能在瞬间(毫秒级)从流动性良好的、具有一定粘滞度的牛顿流体，转变为具有相当屈服剪切力的粘塑性体直至固体，呈现可控的屈服强度，而且这种变化是可逆的，当磁场移去之后，又立即恢复液态。