其他现代功能材料

激光材料
• 世界上第一台激光器的诞生，使激光技术成为一 门新兴科学发展起来，在光学发展史上翻开了崭 新的一页。激光的出现极大地促进了光学材料的 发展，目前已有数百种新型激光工作物质。
激光材料包括激
光工质材料、激 光调Q材料、激 光调频材料和激 光偏转材料。
1960年美国科学家梅曼红宝石激光器
5. 激光具有下列特点：
要求
对磁泡晶体材料要求缺陷尽量减 少而透明度尽可能提高，还要求 磁泡的迁移速度快、材料的化学 稳定性和机械性能也要好。
制造方法
由于供制造的磁泡器件的单晶要求很薄的 片，因此人们致力于研究用外延法直接长 出单晶薄膜的方法
发展重点
当前发展重点是提高材料的磁泡密度（即减 小泡径）、磁泡迁移率和温度稳定性等
常见的磁存储
声功能材料
• 水声功能材料
• 水下通讯中用光、声、磁、电等四种发射信号方法中， 声法优点最多
• 因为，水对红外线、紫外线是不透明的、对可见光透 明度也不高；海水是一种导体，电磁波或无线电波在 通过海水时会很快衰减，磁的传输和探查只能用在相 当短的距离内，但水却是传送声波的良好介质。
• 水声功能材料用于制造各类声波发射器和水听器。
声功能材料
• 超声功能材料
• 压电晶体和陶瓷是制造超声发生器很重要的一类材料。 越来越引人注目的是陶瓷多晶材料，如钛酸钡。
• 磁致伸缩材料是另一类产生超声辐射的材料
超声应用
空化作用、分散作用、凝聚作用、洗涤作用、发热作 用、超硬物质加工、焊接、催芽、干燥、拉丝
超声焊接
Baidu Nhomakorabea
超声波传感器
• 吸声材料
永磁材料
• 铝镍钴系永磁材料 • 铁氧体永磁材料 • 铁铬钴系永磁材料 • 稀土钴永磁材料 • FE-R-B永磁材料 • 非晶永磁材料
使用广泛 不含钴、镍，比较廉价 永磁性能优良 具有很高的磁能积 有高的磁能积
磁记录材料
• 磁记录材料是一种利用磁性记录物质作记录 、 存储和再生信息的技术，包括录音、录像和录 码等。
入含有大量气泡的填料或增加金属微珠等。在换能器阵的
各阵元之间的隔声去耦、换能器背面的吸声块、充液换能
器腔室内壁和构件的消声覆盖处理、消声水槽的内壁吸声
贴面等结构上，经常利用吸声材料改善其声学性能。
• 主要功能：把声能转化为热能。 • 主要有：纤维材料、泡沫材料、粉刷和涂料等。
光功能材料
• 分类
• 激光材料、发光材料、红外材料、光色材料、光敏聚 合物
•
吸声材料，是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的
材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声
能具有吸收作用的材料，超声学检查设备的元件之一。吸
声材料要与周围的传声介质的声特性阻抗匹配，使声能无
反射地进入吸声材料，并使入射声能绝大部分被吸收。
•
吸声材料在应用方式上，通常采用共振吸声结构或渐
变过渡层结构。为了提高材料的内损耗，一般在材料中混
磁存储材料
由于磁性材料的两种磁化状态很适于表示数字计算机 所采用二进制的0和1两个数，并且通过磁电转换便于 传输，故适用于制作存储器。
磁泡存储器是一种很有希望的存储器。
实际上是一种圆柱形磁畴
若以磁泡的有和无来表示1和0两种信息，则在材料 上加以控制电路和磁路，就能做到控制磁泡的产生、 消失、传输、分裂等，以及次跑的相互作用，从而 完成信息的存储、记录、逻辑运算等动能。
发展
从发展上看，要适应在低频、大功率、高效率、深海 和宽带条件下使用，用于水声换能器的材料要求具有 大功率而低频率常数、时间稳定性和温度稳定性好、 强场下性能好以及能承受更大的动态张应力等性能。
反铁电材料是另一类有希望的材料
其特点是在外界条件达到某一数值时可发生反铁电 到铁电的相变，伴随这已相变，晶包体积发生变化， 导致约为0.1%~0.4%数量级的体积形变。这比压 电陶瓷由压电效应产生的应变大1~2个数量级，因 而存在不必利用共振结构就能够获得大功率输出的 可能性。但是反铁电材料除内耗功率大、效率低外， 工作时还需要一个直流偏压，因而增加了设备的复 杂性。
压电材料 压电材料是另一类在水声工程中得重要材料。
优点 压电陶瓷具有制造容易、不溶于水、耐热、耐湿、便于加 工成型和改变组分以适应在不同用途对性能上的不同要求 等优点它与磁致伸缩材料相比还具有形变量大、无磁致伸 缩的直接损耗、不会因漏磁而使磁致伸缩的有效压电耦合 因素减小，无涡流存在因而形状不受限制等优点
晶态材料和非晶态材料的比较
• 晶体材料只有当其磁各 向异性很小、晶界大孔 隙所造成的静磁能也很 小时，担负磁化过程的 畴壁移动才能最大限度 的进行，因而才可能在 弱外磁场下被强烈地磁 化、显示出高的导磁率。
• 非晶态金属磁化过程容 易受磁致伸缩效应的影 响，其在制作过程中局 部冷却能力不均匀造成 短程有序性不均匀，最 终导致畴壁移动困难降 低材料的软磁性，所以 开发上最重要的是寻求 无磁致伸缩效应的非晶 态合金成分。
因此，大多数磁记录材料依赖于单畴性质，只有好的 单畴性质才能得到所需要的高矫顽力和小尺寸磁单元 材料
常用的磁记录材料分为氧化物和金属两类。
金属磁记录介质材料有铁、钴、镍及其合金，他们 的室温饱和磁化强度远大于铁氧体。
发展： 研究磁记录的一个重要方向是提高记录密度，有人 提出的新设想是以垂直记录方式代替目前主要采用 的记录密度不很高的纵向记录方式。
其他现代功能材料
非晶态材料分为两大类
（1）过渡金属（简称TM）和半金属（简称MD） 的合金系
（2）过渡金属和其他金属（简称M）的合金系
通常在TM-MD系中含有12%~30%非磁性的MD 元素，这类合金硬度高、强度大、韧性好，在磁 致伸缩效应为零的组分附近呈现显著的软磁性， 且电阻大，尤适于磁头材料。
（1）相干性好。所有发射的光具有相同的相位。 （2）单色性纯。因为光学共振腔被调谐到某一特
• 磁记录系统主要部分是磁头组体、磁带、机器 传动装置、记录放大器以及伺服系统。
• 磁头材料是高密度软磁材料 • 涂敷在磁带、磁盘和磁鼓上面用于记录和存储信息的
磁性材料称为磁记录介质。
关于磁记录介质:
通常要求有较高的矫顽力、饱和磁化强度和剩磁，同 时卫视波记录性能好和无规噪音量低，基本磁单元必 须很小，此外，必须能够形成高强度、柔顺和光滑的 表层。