先进功能材料-1
1功能材料概论课件
(3)特殊技术和特定结构组合化学。它包括激光喷涂组合化学 研究，主客体组装组合化学等。
(4)固体氧化物燃料电池中新型中、低温(600—800℃)区工 作的固体复合氧化物电解质材料的探索和筛选。
(5)从热力学平衡角度研究材料的相态、结构及稳定性，
获得所需材料体系的相图，同时进行性能测定，由此全
面掌握不同组成、结构和工作温度下的材料特性。
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1.1.3 功能材料的分类
目前主要是根据材料的物质性、或功能性、应用性 进行分类。
（一）根据材料的物质性进行分类 1、金属功能材料 2、无机非金属功能材料 3、有机功能材料 4、复合功能材料
1功能材料概论
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（二）根据材料的功能性进行分类
按照材料的物理化学功能进行分类：
1.光学功能材料（按在具体应用中所发挥的效能和作用）
⑨光记录材料 例：碲、碲合金、稀土类合金
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2、电学功能材料 例：防静电材料 3、磁学功能材料 例：磁带、磁盘 4、声学功能材料 例：音响设备、仪器 5、力学功能材料 例：高结晶材料、超高强材料 6、热学功能材料 例：显示、测量 7、化学功能材料 ①分离功能材料 例：分离膜、离子交换树脂 ②反应功能材料 例：高分子试剂、高分子催化剂 ③生物功能材料 例：固定化酶、生物反应器 8、生物医学功能材料 例：人工肾、人工心肺 9、核功能材料
1功能材料概论
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③磁能与其他形式能量的转换 如光磁效应、热磁效应、磁冷冻效应和磁性转变效应等 ④机械能与其他形式能量的转换 如形状记忆效应、热弹性效应、机械化学效应、压电效 应、电致伸缩、光压效应、声光效应、光弹性效应和磁 致伸缩效应等。
1功能材料概论
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按材料种类分，功能材料还可分为：金属功 能材料、无机非金属功能材料和有机功能材料。
新材料产业“十二五”重点产品目录
新材料产业“十二五”重点产品目录一、背景介绍新材料是现代工业的核心驱动力之一，对于提升产业结构、推动经济发展具有重要意义。
为了加速新材料产业的发展，我国在“十二五”期间制定了一系列政策和措施支持新材料产业的发展，其中之一便是制定“新材料产业‘十二五’重点产品目录”。
二、目录制定原则目录的制定遵循以下原则：1.支持绿色、环保和节能的新材料产品；2.支持具有关键核心技术和自主知识产权的新材料产品；3.支持具有市场需求和潜力的新材料产品；4.支持具有高附加值和国际竞争力的新材料产品。
1.高性能金属材料-高强度钢板、合金材料等；-轻质高强钛材料等；-高温合金材料等。
2.高性能无机非金属材料-高纯度氧化铝材料；-硅酸盐类材料；-氮化硅材料等。
3.高性能有机材料-工程塑料；-特种高分子材料；-高性能橡胶材料等。
4.先进复合材料-高性能纤维增强复合材料；-碳纤维复合材料；-玻璃纤维增强复合材料等。
5.先进功能材料-电子功能材料；-光电功能材料；-磁性材料；-热敏材料等。
6.先进制造材料-高温陶瓷材料；-高性能涂料材料；-高功能粘接材料等。
7.先进能源材料-锂离子电池材料；-太阳能电池材料；-燃料电池材料等。
8.先进环保材料-生物降解材料；-环境友好型涂料材料；-无毒高效吸附材料等。
9.先进建筑材料-新型建筑隔热材料；-节能型建筑材料；-高效保温材料等。
10.先进交通材料-新型轻量化车身材料；-电动车电池材料；-船用材料等。
11.先进医疗材料-人工骨骼材料；-生物陶瓷材料；-生物可降解材料等。
12.先进军工材料-精密合金；-先进复合材料；-特种涂料材料等。
四、目录实施措施为了促进目录中的重点产品的研发和应用，需要采取以下措施：1.加大科研投入，支持新材料领域的基础研究和前沿技术研究；2.制定和完善相关政策法规，为重点产品的研发、生产和推广提供支持；3.鼓励企业加大自主创新力度，提高新材料产品的研发水平和市场竞争力；4.加强产学研用合作，促进新材料在实际应用中的推广和普及；5.建立健全新材料产品质量监管机制，确保产品的质量和安全性。
化学工程的新材料
化学工程的新材料化学工程作为一门综合性学科，旨在研究和应用化学原理和技术来解决工业生产中的问题。
其中，新材料的研发与应用一直是化学工程领域的关注焦点。
在现代社会的发展进程中，新材料对于推动科技创新、提升产业竞争力至关重要。
本文将探讨当前化学工程领域中的新材料和其在工业应用中的前景。
一、高性能聚合物材料高性能聚合物是当前化学工程中的研究热点之一。
它们具有优异的力学性能、化学稳定性和耐高温性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器等领域。
例如，聚醚醚酮（PEEK）作为一种具有优异热稳定性的高性能聚合物，被广泛应用于航空航天和医疗器械领域。
二、纳米材料纳米材料是一种材料结构尺寸在纳米尺度范围内的材料。
由于其特殊的物理、化学性质，纳米材料在许多领域具有广泛的应用前景。
在化学工程中，纳米材料可以应用于催化剂、储氢材料、传感器等方面。
例如，纳米金催化剂可以提高反应速率和选择性，被广泛应用于化工生产中。
三、膜分离材料膜分离是一种通过不同材料的选择性渗透性，实现对物质分子进行分离的技术。
膜分离技术在化学工程中具有广泛的应用，如水处理、气体分离等。
聚合物膜是目前膜分离领域的主流材料之一，具有良好的渗透性能和选择性。
另外，无机材料如氧化锆膜、氧化铝膜等也具有优异的分离性能和稳定性。
四、先进功能材料先进功能材料是指通过特殊的结构和功能调控，赋予材料各种特殊的性能和功能。
在化学工程领域，先进功能材料的研发和应用涉及电子材料、光学材料、磁性材料等多个方面。
例如，人工合成的钙钛矿太阳能电池材料具有良好的光电转换效率，被认为是太阳能电池领域的一种新材料。
总结：化学工程的新材料在工业应用中发挥着重要作用。
高性能聚合物材料、纳米材料、膜分离材料和先进功能材料是当前研究和应用较为广泛的新材料。
这些新材料的研究和开发不仅仅为化学工程领域的发展提供了新的技术手段，也为许多相关领域的创新和发展提供了无限的潜力。
随着技术的不断进步和人们对于材料性能和功能的要求不断提高，化学工程的新材料研究仍然具有广阔的前景和应用前景。
化学中的先进材料研究知识点
化学中的先进材料研究知识点化学是一门研究物质组成、结构、性质、变化的科学。
在过去的几十年中，随着科学技术的快速发展，先进材料的研究成为了化学领域的热点之一。
本文将介绍一些化学中的先进材料研究知识点，包括纳米材料、功能性材料和生物可降解材料。
一、纳米材料1. 纳米材料的定义纳米材料是指至少有一个尺寸在纳米尺度的物质。
纳米尺度通常定义为1到100纳米之间。
由于其特殊的尺寸效应和表面效应，纳米材料具有许多独特的物理、化学和生物学性质。
2. 纳米材料的合成方法纳米材料的合成方法多种多样，常见的方法包括溶胶凝胶法、热处理法和物理气相沉积法。
其中，溶胶凝胶法是一种将固态产物从溶液中形成的方法，可以得到高纯度的纳米材料。
3. 纳米材料的应用纳米材料在许多领域都有广泛的应用，包括电子学、能源储存、生物医学和环境保护等。
例如，纳米材料可以用于制备高效的太阳能电池和催化剂，还可以用于制备高强度和轻质的材料。
二、功能性材料1. 功能性材料的定义功能性材料是指具有特殊功能或性能的材料。
这些功能可以是电学、磁学、光学、力学等方面的，可以用于实现特定的应用目标。
2. 功能性材料的种类功能性材料有很多种类，常见的有磁性材料、光学材料、光电材料和超导材料等。
每种材料都具有独特的性质和应用领域。
3. 功能性材料的应用功能性材料在许多领域中都有广泛的应用。
例如，磁性材料可以用于制造磁盘驱动器和磁共振成像设备，光学材料可以用于制造激光器和光纤通信设备，光电材料可以用于制造太阳能电池和光电器件。
三、生物可降解材料1. 生物可降解材料的定义生物可降解材料是指可以在生物体内被代谢和分解的材料。
这些材料通常由天然的聚合物或合成的聚合物构成，具有良好的生物相容性和降解性能。
2. 生物可降解材料的种类生物可降解材料有很多种类，常见的有聚乳酸、聚己内酯和明胶等。
这些材料可以通过调整聚合物的结构和组成来控制其降解速度和性能。
3. 生物可降解材料的应用生物可降解材料在医学和环境领域中有广泛的应用。
材料科学的窗口先进材料期刊介绍
材料科学的窗口先进材料期刊介绍材料科学作为一门涉及材料设计、合成、制备和性能研究的学科，一直以来都是科学研究领域的重要组成部分。
随着科技的不断发展，人们对材料的需求也越来越高。
因此，在材料科学领域，有众多的期刊专门发表与先进材料有关的研究成果。
本文将向读者介绍几本国际知名的先进材料期刊。
1. Advanced Materials（《先进材料》）《先进材料》期刊是世界上第一个专门刊登先进材料研究成果的期刊。
它于1989年在德国创刊，至今已有30多年的历史。
该期刊的主要目标是发表样品精致、具有前瞻性和应用性的科学研究成果。
文章领域广泛，包括材料合成、材料设计、功能化材料、纳米材料、仿生材料、能源材料等。
《先进材料》期刊以其高质量的研究论文和广泛的国际影响力而闻名于世。
2. Advanced Functional Materials（《先进功能材料》）《先进功能材料》期刊是由Wiley-VCH出版社出版的国际领先的材料科学期刊之一。
该期刊致力于发表材料的功能性研究成果，特别注重材料的先进性和应用性。
这本期刊的内容十分丰富，研究领域涵盖了光电材料、催化材料、生物材料、磁性材料、超导材料等方面的研究。
《先进功能材料》期刊以其严格的审稿制度和高质量的论文发表而备受学术界的认可。
3. Journal of Materials Science（《材料科学学报》）《材料科学学报》期刊是材料科学研究领域的重要刊物之一。
它由Springer出版社出版，是一本综合性的学术期刊。
该期刊刊载了一系列涵盖了材料科学各个领域的研究论文，包括金属材料、聚合物材料、复合材料、薄膜材料、纳米材料等。
《材料科学学报》期刊以其学术性和多样性而备受学者们的喜爱。
4. Materials Today（《今日材料科学》）《今日材料科学》期刊是一本综合性的材料科学期刊，由Elsevier出版。
该期刊涵盖了材料科学的各个方面，包括材料合成、纳米材料、光电材料、生物材料、能源材料等。
先进材料有哪些
先进材料有哪些先进材料是指在材料科学与工程领域具有特殊性质或功能的材料。
这些材料具有其它常规材料所不具备的特点，能够满足特定领域的需求。
下面是一些先进材料的例子：1. 纳米材料：纳米材料是具有纳米级尺寸的材料，拥有独特的物理、化学和生物学特性。
纳米材料被广泛用于各种领域，如电子学、光学、医学和能源等。
2. 超导材料：超导材料在极低温下能够无阻碍地传导电流，具有极高的电导率。
超导材料可以用于制造超导电缆、磁悬浮列车等高技术产品。
3. 复合材料：复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料。
它们具有各种不同的性能，如高强度、低重量和优异的耐腐蚀性。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和运动器材等领域。
4. 智能材料：智能材料是能够感知和响应外部环境的材料。
它们可以根据外界刺激改变自身的特性，如形状、颜色、导电性和磁性。
智能材料广泛用于传感器、执行器和自适应结构等领域。
5. 生物可降解材料：生物可降解材料是可以被生物体分解和吸收的材料。
它们被广泛应用于医疗领域，如可降解缝线、人工组织和药物缓释系统。
6. 硬质合金：硬质合金是由金属和非金属元素组成的材料，具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
硬质合金广泛应用于切削工具、矿山钻头和汽车发动机零件等领域。
7. 炭纳米管：炭纳米管是由碳原子构成的管状结构，具有惊人的机械强度和导电性。
炭纳米管被广泛应用于电子设备、储能器件和强化材料等领域。
8. 抗菌材料：抗菌材料是具有抑制细菌生长的特性的材料。
它们被广泛应用于医疗设备、包装材料和消毒产品等领域。
9. 高温合金：高温合金可以在极高温度下保持其结构和性能稳定。
它们被广泛应用于航空航天、石油化工和能源领域。
总之，先进材料在各个领域中具有重要的应用，为科技的发展和人类社会的进步做出了重要贡献。
随着科学技术的不断进步，我们可以期待更多功能性更强的先进材料的出现。
化学材料类常见期刊分区
一、第一梯队期刊杂志众所周知的Nature、Science，要求是原创思想.而且是科普性质的.和生物相关的比较多,所以做生物大分子可以瞄准.二、第二梯队期刊杂志1.JACS（全称：Journal of the American Chemical Society）网址：/journals/jacsat/index.html07年IF：7.885ACS（美国化学会）旗下杂志投稿要点：思想新颖，JACS上较多有机的文章，也有高分子领域的2.德国应化（Angew. Chem. Int. Ed.，全称：Angewandte Chemie International Edition）网址：www3.inter /journal/26737/home07年IF：10.031虽然德国应化不如JACS来得权威和悠久，但是其IF暴涨到10以上是大家有目共睹的德国应化也强调新颖，虽然不是特别新但结果很好的也有发表的可能据说很多人是JACS掉下来投他家的另外德国应化上高分子方面的文章比JACS的多3.美国科学院院刊（PNAS）网址：生物，物理类的甚至社会科学的，是个全能期刊。
一般要求学术水平高,思想原创。
4.先进材料（Adv. Mater.，全称：Advanced Materials）网址：/journal/10008336/home07年IF：8.191也是wiley旗下的品牌杂志，也是属于顶级也是要新颖、结果好5.先进功能材料（ADV FUNCT MATER，全称：Advanced Functional Materials）网址：/journal/77003362/home07年IF：7.496跟先进材料一个系列的，文章基本都是全文表征一定要全面，做到无懈可击6.纳米快报（全称：Nano Letters）网址：/journals/nalefd/index.html07年IF：9.627这个比较适合做纳米材料三、第三梯队期刊杂志（Chem Commun，全称：Chemical Communications）网址：/Publishing/Journals/CC/07年IF：5.141RSC（英国皇家化学会）旗下最好的杂志之一这个杂志应该算是这个梯队里面的领军杂志只要新颖性足够就能发表2.材料化学（Chem Mater，全称：Chemistry of Materials）网址：/journals/cmatex/index.html07年IF：4.883ACS里面的，要求数据非常翔实那种3.大分子（全称：Macromolecules）网址：/journals/mamobx/index.html07年IF：4.411专门关于高分子的档次最高的杂志有快报也有全文要求:新颖的结果好的测试全面的都可以投4.生物大分子（全称：Biomacromolecules）网址：/journals/bomaf6/index.html07年IF：4.169ACS关于高分子里面一个小类的杂志和生物相关的都可以往上面灌5.化学材料（JMC，全称：Journal of Materials Chemistry）网址：/Publishing/Journals/jm/Index.asp07年IF：4.339RSC里面一个跟ACS的CM大擂台的杂志不过感觉稍逊于CM 中不了CC的可以改成全文投JMC6.控制与释放（全称：Journal of Controlled Release）网址：/science/journal/0168365907年IF：4.756Elsevier旗下的一个杂志主要是释药方面的文章做生物高分子啊、自组装纳米相关的朋友可以考虑这个7.大分子快报（MRC，全称：Macromolecular Rapid Communications）网址：/journal/10003270/home07年IF：3.383wiley关于高分子系列杂志中的领头羊快报性质很快适合着急的朋友高分子相关的啥都收8.生物材料（全称：Biomaterials）网址：/science/journal/0142961207年IF：6.262这个杂志近几年影响因子冲得很快9.Small网址：/journal/107640323/home07年IF：6.40805年新出的杂志也是适合做纳米的10.软物质（全称：Soft Matter）网址：/publishing/journals/SM/07年IF：4.703顾名思义还满适合高分子的11.欧洲化学（全称：Chemistry - A European Journal）网址：http://www3.interscience.wiley.c ... /cover/current.html 07年IF：5.33综合类杂志高分子的内容较少12.Polymer网址：/locate/polymer07年IF：3.065这是一个非常老牌的杂志了其影响力绝对跟它的影响因子不是一个等级每年收录的文章很多但是比较慢如果工作数据比较充分的但是新颖性有点缺乏可以选择这个杂志加工之类也推荐这个13.JPS系列Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry网址：www3.inter /journal/117933215/home07年IF：3.529ngmuir网址：/journal/langd507年IF：4.009ACS旗下的也很不错尤其适合高分子胶体、界面方面的虫子15.JPC系列The Journal of Physical Chemistry A网址：/journals/jpcafh/index.html 07年IF：2.918The Journal of Physical Chemistry B网址：/journals/jpcbfk/index.html 07年IF：4.086The Journal of Physical Chemistry C网址：h/journals/jpccck/index.html 其中和高分子相关的是B和CB主要收一些高分子、胶体、界面之类的稿子而C是新出的分辑还没有影响因子纳米相关的可以考虑。
人类目前最强功能材料-石墨烯
实验证明
从铅笔石墨中提取的石墨烯，竟然比钻石还坚硬，强 度比世界上最好的钢铁还要高上百倍，这项科学发现 刊登于近期的《科学》杂志，作者是两位哥伦比亚大 学的研究生，来自中国的韦小丁和韩裔李琩钴。
Changgu Lee, et al. Graphene Measurement of th Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Science 321, 385 (2008);
三、石墨烯材料的性质
1、力学性质——比钻石还要硬
数据转换分析：在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每 100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微 牛。 据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的 压力才能使1米长的石墨烯断裂。如果物理学家们能制 取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳 米）石墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将 其扯断。换句话说，如果用石墨烯制成包装袋，那么它 将能承受大约两吨重的物品。 打个比方说单层石墨烯的强度，就像把大象的重量 加到一支铅笔上，才能够用这支铅笔刺穿仅像保鲜膜一 样厚度的单层石墨烯。
三、石墨烯特性 ： 电子运输 在发现石墨烯以前，大多数（如果不是所有的话）物理学 家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。 所以，它的发现立即震撼了凝聚态物理界。虽然理论和实验界 都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层 石墨烯在实验中被制备出来。这些可能归结于石墨烯在纳米级 别上的微观扭曲。 石墨烯还表现出了异常的整数量子霍尔行为。其霍尔电导 =2e²/h,6e²/h,10e²/h.... 为量子电导的奇数倍， 且可以在室温下观测到。这个行为已被科学家解释为“电子在 石墨烯里遵守相对论量子力学，没有静质量”。
先进功能材料
第六章 能源材料一、金属储氢原理1、金属的吸氢机理①氢分子吸附于金属表面，H-H 键解离为氢原子；②氢原子从金属表面向内部扩散，进入金属原子的间隙中(晶格间位置)形成固溶体； ③固溶于金属中的氢与金属反应生成氢化物。
2、储氢合金的吸氢热力学原理①吸收少量氢后，形成含氢固溶体(α相)，合金结构保持不变，其溶解度[H]M 与固溶体平衡氢压的平方根成正比②固溶体进一步与氢反应，产生相变，生成金属氢化物相(β相)：3、金属－氢系的相平衡金属-氢反应的特点：①可逆反应；②正向吸氢、放热；③逆向放氢、吸热；④温度(T)、压力(p)、成分(c)控制着反应的进行方向；⑤温度升高，氢平衡压力升高，有效氢容量减少；⑥吸氢和释氢时，虽在同一温度，但氢平衡压力不同，即出现滞后现象。
储氢材料的滞后越小越好。
二、储氢合金1、储氢合金应具备的条件：容易活化，储氢量大。
即单位质量或体积吸氢量(或电化学容量)大。
金属氢化物的生成热小。
过高则氢化物过于稳定，放氢需较高温度。
平衡氢压适中，平坦区域较宽。
便于储氢和放氢。
氢吸收、分解过程中的平衡压差，即滞后要小。
吸、放氢速度快，可逆性好。
对杂质(氧、水和二氧化碳等)敏感性小，抗中毒能力强。
使用寿命长，在反复吸放氢循环中，合金的粉化小，化学性质稳定。
储运中性能可靠、安全、无害。
价格便宜、不污染环境、容易制造。
2、活化：储氢合金第一次与氢反映称为活化处理3、机械合金化法(Mechanical Alloying ，简称MA)： 机械合金化是将不同成分的粉末在高能球磨机中进行较长时间的研磨，使其在固相状态下形成合金的一种材料制备技术。
4、燃烧合成法(Combustion Synthesis ，简称CS)：燃烧合成法又称自曼延高温合成法，它利用高放热反应的能量使化学反应自发地持续下去，从而实现材料合成与制备。
三、Ni-MH 电池的工作原理Ni-MH 电池的工作基于储氢合金的电化学吸放氢特性和电催化活性，其充放电机理是：氢在金属氢化物(MH)电极和Ni(OH)2电极之间在KOH 水溶液中的运动。
机械化学法合成金属有机骨架材料HKUST-1及其吸附苯性能
机械化学法合成金属有机骨架材料HKUST-1及其吸附苯性能李玉洁;苗晋朋;孙雪娇;肖静;夏启斌;奚红霞;李忠【摘要】金属有机骨架材料是一类新兴纳米多孔功能材料，研究出一种绿色环保的制备和活化金属有机骨架材料方法对于其工业应用具有重要的意义。
应用机械化学法合成金属有机骨架材料（HKUST-1），并提出采用乙醇对所合成的材料进行活化和纯化，讨论不同溶剂（氯仿、乙醇）活化对合成的 HKUST-1的孔隙结构和吸附性能的影响。
研究结果表明：相对于传统水热法合成时间（24 h），无溶剂机械化学法反应时间缩短为30 min；活化溶剂对HKUST-1的比表面积和孔结构有较大的影响，乙醇比氯仿更容易置换出HKUST-1孔道中残留的前驱物，增大材料的比表面积，乙醇活化得到的HKUST-1比表面积高达1442.7 m2·g−1。
在298 K、8 kPa条件下，乙醇活化得到的HKUST-1对苯的吸附容量高达6.90 mmol·g−1，比氯仿活化和水热法合成的HKUST-1对苯的吸附量高约25%，而且高于同等温度压力条件下活性炭、碳分子筛、沸石等常规吸附剂对苯的平衡吸附量。
%Metal-organic frameworks (MOFs) are a new class of nanoporous materials. An efficient and environmentally friendly method for the synthesis of MOFs is needed for efficient industrial applications. In this work, a porous metal-organic framework HKUST-1 was prepared by the mechano-chemical method. The effects of different activation solvents (chloroform and ethanol) on the surface area, pore structure and benzene adsorption of HKUST-1 were investigated. The mechano-chemical synthesis time of HKUST-1 could be reduced from 24 h to 30 min compared with the hydrothermal method. The surface area and porevolume of HKUST-1 were significantly affected by activation solvents. Using ethanol as an activation solvent could more easily displace the precursors remaining in the channels of HKUST-1, thus achieving a larger surface area (1442.7 m2·g−1) and 25%higher benzene adsorption (6.90 mmol·g−1 at 298 K and 8 kPa). Under the same condition, the benzene absorption capacity of the HKUST-1 sample was higher than the regular absorbents, such as activated carbon, molecular sieve and zeolite.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】7页(P314-320)【关键词】机械化学法;HKUST-1;活化;苯;吸附;吸附等温线【作者】李玉洁;苗晋朋;孙雪娇;肖静;夏启斌;奚红霞;李忠【作者单位】华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510640;华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510640;华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640;华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510640;华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510640;华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510640;华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TB383;O647引言金属有机骨架（MOF）材料作为新兴一族多孔材料，由于其比表面积巨大、孔容高，孔径结构、组成和功能设计可调等传统多孔材料无法比拟的优点，在气体的存储、吸附分离和催化方面表现出巨大的潜在应用前景。
功能材料的研究与进展报告
功能材料的研究与进展报告功能材料的研究与进展报告题目：功能材料的研究进展课程名称：先进功能材料学院：材料与冶金学院专业：材料物理班级：xxx学号：xxxx学生姓名：xxxx指导老师：xxx随着经济的迅速发展，人们对材料的需求日益增加。
为了满足这些现代技术对材料的需求，世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。
功能材料作为现代技术的标志，引起了各国的关注，已经成为材料科学中的一个分支学科，并在不同程度上推动或加速了各种现代技术的进一步发展。
本篇综述简单介绍了功能材料的基本性能、特点和分类及其发展现状和发展趋势。
一、功能材料的基本性能功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称, 即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质,或在其作用下表现出特殊功能的材料。
功能材料按其显示功能的过程可分为一次功能和二次功能。
一次功能是当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同种形式时, 材料起能量传送部件作用, 又称载体材料, 主要有: (1) 力学功能如惯性、粘性、流动性、润滑性、成型性、超塑性、高弹性、恒弹性、振动性和防震性; (2) 声功能如吸音性、隔音性; (3) 热功能如隔热性、传热性、吸热性和蓄热性; (4) 电功能如导电性、超导性、绝缘性和电阻; (5) 磁功能如软磁性、硬磁性、半硬磁性; (6) 光功能如透光性、遮光性、反射光性、折射光性、吸收光性、偏振性、聚光性、分光性; (7) 化学功能如催化作用、吸附作用、生物化学反应、酶反应、气体吸收; (8) 其它功能如电磁波特性( 常与隐身相联系) 、放射性。
二次功能是当向材料输入的能量和输出的能量属于不同形式时, 材料起能量转换部件作用, 又称高次功能, 主要有: (1) 光能与其它形式能量的转换, 如光化反应、光致抗蚀、光合成反应、光分解反应、化学发光、感光反应、光致伸缩、光生伏特效应、光导电效应; (2)电能与其它形式能量的转换, 如电磁效应、电阻发热效应、热电效应、光电效应, 场致发光效应、电光效应和电化学效应; (3) 磁能与其它形式能量的转换, 如热磁效应, 磁冷冻效应、光磁效应和磁性转变; (4) 机械能与其它形式能量的转换, 如压电效应、磁致伸缩、电致伸缩、光压效应、声光效应、光弹性效应、机械化学效应、形状记忆效应和热弹性效应。
现代功能材料知识点总结
现代功能材料知识点总结引言现代功能材料是指具有特定功能和性能的新型材料，它们在材料科学领域具有重要的应用价值。
现代功能材料不仅具有传统材料的结构和性能，还具有一些特殊的物理、化学或生物功能。
本文将从功能材料的类型、特点、应用以及前沿研究领域等方面进行总结。
一、功能材料的类型1. 结构材料结构材料主要用于支撑、连接和保护其他物体，包括金属、陶瓷、聚合物等。
这类材料一般需要具备高强度、高刚性、良好的耐磨性和耐腐蚀性。
2. 功能材料功能材料是指那些具有某种特定功能和性能的材料，包括光、磁、电、热、声等功能材料。
它们可以根据功能的不同被分为光功能材料、磁功能材料、电功能材料、热功能材料等。
3. 复合材料复合材料是指由两种或多种不同性质和结构的材料按照一定的比例和方式混合或叠层而成的材料，其性能优于单一材料。
常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维复合材料、陶瓷复合材料等。
4. 先进功能材料先进功能材料是指那些可以通过外部刺激产生一定功能的材料，包括智能材料、敏感材料、可控材料等。
这类材料具有自感应、自响应、自适应等特性，可以被用于传感器、执行器、光、电、磁、声等器件。
二、功能材料的特点1. 特定功能功能材料具有特定的物理、化学或生物功能，可以产生一定的响应和效果。
不同的功能材料在不同的应用领域有不同的特点和优势。
2. 多功能性一些功能材料可以具备多种功能，例如热响应型形变材料可以在受热状态下改变形状，在降温后保持新的形状；再如磁光材料既具备光学性质，又具有磁学性质。
3. 高性能功能材料具有较高的性能，例如高强度、高硬度、高电导率等。
在一些特殊的条件下，功能材料可以展现出非常强的适应性和稳定性。
4. 可控性功能材料具有较强的可控性，能够根据特定的刺激产生相应的响应和效果。
这种可控性可以使功能材料在特定的应用场景中发挥更好的效果。
5. 高成本由于功能材料具有特殊的性能和功能，其生产成本相对较高，价格昂贵。
因此在使用功能材料时需要进行经济性和可行性分析。
先进的功能性聚合物材料的研究与应用分析
先进的功能性聚合物材料的研究与应用分析随着科技的发展和人民群众对生活品质的追求，聚合物材料作为一种重要的工程材料，越来越受到人们的关注与重视。
在这些聚合物材料中，功能性聚合物材料具有独特的性能和应用价值，已经成为了材料学、化学、医药、生物、环保等领域的研究热点。
本文将重点介绍功能性聚合物材料的研究进展和应用领域。
一、功能性聚合物材料的概述聚合物材料是由多个单体分子聚合而成的高分子化合物，具有广泛的应用领域，例如塑料行业、电器电子领域、农业、医药、生物、环保等。
在传统的聚合物材料中，主要以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料为主，但随着技术的不断进步，新型的聚合物材料逐渐得到了研究和应用。
其中，功能性聚合物材料是一种具有特殊功能和性能的聚合物材料。
功能性聚合物材料是指在传统的聚合物材料基础上，添加了其他物质，使其可能具有新的特性和应用价值。
这些添加物质包括但不限于交联剂、共聚单体、共混剂、催化剂、抗氧化剂等。
不同的添加物质可以使聚合物材料呈现出不同的性能，例如力学性能、光学性能、电学性能、热学性能、生物相容性等。
由于功能性聚合物材料具有独特的性能和应用价值，在医药、生物和环保等领域得到了广泛的应用。
二、功能性聚合物材料的研究进展1. 生物医学领域在生物医学领域，功能性聚合物材料可以用于制备生物传感器、缓释控释材料、组织工程材料等。
例如，聚乳酸-聚己内酯共聚物可以用于制备医用注射器、缓释的药物控释系统等。
聚N-异丙基丙烯酰胺可以制备生物相容性良好的羟基磷灰石复合材料，用于修复骨折、缺失组织等。
2. 环保领域在环保领域，功能性聚合物材料可以用于制备高效吸附材料、可降解塑料、高分子膜等。
例如，聚苯乙烯-二烯烃共聚物可以制备高效吸附材料，用于水处理、废气处理等。
聚乳酸可以制备可降解塑料，用于替代传统的塑料材料，减少对环境的污染。
3. 新型能源领域在新型能源领域，功能性聚合物材料可以用于制备锂离子电池、燃料电池、光伏电池等。
钙钛矿材料的功能
钙钛矿材料的功能
钙钛矿材料是一种具有广泛应用潜力的先进功能材料，其主要功能包括但不限于以下几点：
1.光电转换：钙钛矿材料在太阳能电池中有广泛应用，其优异的光电转换效率使太阳能电池的发电效率得到显著提升。
2.发光：钙钛矿材料也可以用作荧光粉、LED器件等发光材料，具有高亮度、宽广的发光光谱和长寿命等优点。
3.光催化：钙钛矿在光催化反应中表现出卓越的催化性能，可用于水分解产氢、有机废水处理、空气净化等环境保护领域。
4.磁电性能：钙钛矿材料还具有优异的磁电、压电、铁电等性能，这些性能使其在磁电存储器、压电传感器、铁电存储器等领域也有广泛应用。
这些功能使得钙钛矿材料在能源、环保、电子等多个领域具有巨大的应用潜力，对未来的科技发展有着重要意义。
如需了解更多信息，建议查阅相关的文献资料或咨询专业的研究人员。
现代功能材料及其应用
现代功能材料及其应用摘要：近年来，人们在研究结构材料取得重大成就的同时，特别注重新型功能材料的研究。
功能材料作为能源、计算机、通讯、电子、激光等现代科学的基础，近10年来，已成为材料科学和工程领域中最为活跃的部分。
关键词：功能材料新型现代应用高分子功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。
在国外，常将这类材料称为功能材料、特种材料或精细材料。
功能材料涉及面较广，具体包括光、电功能，磁功能，分离功能，形状记忆功能等等。
这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。
一、功能材料的分类随着技术的发展和人类认识的扩展，新型的功能材料不断被开发出来，因此对其也产生了许多不同的分类方法。
从功能的不同考虑，可将功能材料分为以下几类。
（1）力学功能主要是指强化功能材料和弹性功能材料（2）化学功能①分离功能材料：如分离膜，例子交换树脂、高分子络合物。
②反应功能材料：如高分子试剂、高分子催化剂等等。
③生物功能材料：如固定化酶，生物反应器等等。
（3）物理化学功能①电学功能材料：如超导体，导电高分子等等。
②光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等。
③能量功能材料：如压电材料、光电材料。
（4）生物化学功能①医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺，可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等等。
②功能性药物：如释放性高分子，药物活性高分子，高分子农药等等。
③生物降解材料二、功能材料的特点功能材料是目前材料领域发展最快的新领域。
功能材料产品产量小，利润高，制备过程复杂，其主要原因是基于其特有的“功能性”。
功能材料的结构与性能之间存在着密切的联系，材料的骨架、功能基团以及分子组成直接影响着材料的宏观结构与材料的功能。
研究功能材料的结构与功能之间的关系，可以指导开发更为先进、新颖的功能材料。
三、现代功能材料（1）导电高分子材料按照材料的结构与组成，导电高分子材料可以分为结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。
材料科学基础——先进功能材料部分
先进功能材料复习题汇总一、名词解释和简答：1、均匀成核（书P228）：均匀形核：新相晶核是在母相中均匀地生成的，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。
2、超塑性（书P216）：材料在一定条件下进行热变形，可获得延伸率达500％－2000％的均匀塑性变形，且不发生缩颈现象，材料的这种特性称为超塑性。
3、储存能（书P192）：塑形变形中外力所作的功除大部分转化成热之外，还有一小部分以畸变能的形式储存在形变材料内部。
这部分能量叫做储存能，其大小因形变量、形变温度，以及材料本身性质而异，约占总形变功的百分之几。
4、再结晶（书P197）：将冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状况，这个过程称之为再结晶。
5、伪共析: 亚（过）共析钢从单相奥氏体区冷却进入双相区时，以较快的速度冷却到ES 的延长线SE ’与GS 延长线SG ’以下，发生珠光体转变，因为这种组织成分不是共析成分，所以称为伪共析转变。
（By Baidu Baike ）6、平衡分配系数（书P290）：合金凝固时，要发生溶质的重新分布，重新分布的程度可用平衡分配系数表示。
定义为平衡凝固时固相的质量分数和液相质量分数之比，即。
7、调幅分解（书P272）：溶混间隙转变可写成L L1＋L 2，或，后者在转变成二相中，其转变方式可有两种：一种是通常的形核长大方式，需要克服形核能垒；另一种是通过没有形核阶段的不稳定分解，称为调幅分解。
8、非均匀形核（书P228）：新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外来表面形核。
9、形变织构（书P191）:在塑性变形中，随着形变程度的增加，各个晶粒的滑移面和滑移方向向主形变方向转动，使多晶体中原来取向互不相同的各个晶粒在空间取向上呈现一定程度的规律性，这种组织形态成为形变织构。
10、珠光体（书P285）：铁碳相图中，在727发生的共析转变：，转变产物是铁素体与渗碳体的机械混合物，称为珠光体。
工程技术人员先进材料
工程技术人员先进材料一、概述先进材料在工程技术领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍先进材料的定义、分类、特点以及应用领域，并重点探讨其在工程技术人员中的重要性和必要性。
二、先进材料的定义先进材料是指具有优异性能和特殊功能的材料，其研究和应用可以推动工程技术的发展。
这些材料通常具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及热稳定性等特点。
三、先进材料的分类先进材料可根据其组成、结构和性能进行分类。
常见的分类包括：1. 金属材料：如钢、铝、镁等，具有优异的强度和导热性能；2. 高分子材料：如聚合物、橡胶等，具有良好的耐磨性和柔韧性；3. 陶瓷材料：如氧化铝、碳化硅等，具有优异的耐高温和绝缘性能；4. 复合材料：如碳纤维增强复合材料、玻璃钢等，结合了不同材料的优点，具有高强度和轻质化的特点；5. 先进功能材料：如形状记忆合金、磁性材料等，具有特殊的功能和应用。
四、先进材料的特点1. 高性能：先进材料具有优异的力学性能、热学性能和电学性能，能够满足复杂工程技术需求；2. 轻质化：先进材料通常具有较低的密度，可以减轻结构负荷，提高工程技术的效率；3. 耐腐蚀性：先进材料具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣环境下长期稳定运行；4. 高温稳定性：先进材料能够在高温环境下保持稳定的性能，适用于高温工程技术领域；5. 可再生性：一些先进材料具有可再生性，有利于可持续发展。
五、先进材料的应用领域先进材料在各个工程技术领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 航空航天领域：先进材料在飞机、火箭、卫星等航空航天器件中的应用，能够提高载荷能力和降低重量；2. 汽车工业：先进材料在汽车制造中的应用，可以提高车辆的安全性、燃油效率和减轻车身重量；3. 电子领域：先进材料在电子器件中的应用，如半导体材料、导电材料等，能够提高电子产品的性能和稳定性；4. 建筑工程：先进材料在建筑领域中的应用，如高强度混凝土、节能材料等，能够提高建筑物的耐久性和节能性；5. 医疗领域：先进材料在医疗器械、人工器官等领域的应用，能够改善医疗技术和提高治疗效果。
先进材料应用方案-第1篇
1.将循环经济理念贯穿于先进材料的全生命周期，提高资源利用效率。 2.通过废弃物回收、再生利用等方式，实现资源的有效循环利用。 3.加强废弃物处理和污染防治，降低对生态环境的影响，推动绿色发展。
先进材料应用方案
经济效益与社会影响
经济效益与社会影响
▪ 降低材料成本
1.通过应用先进材料，减少施工过程中的材料浪费，降低直接 材料成本。 2.提高材料的利用率和循环再利用率，进一步降低长期成本。 3.先进材料的维护成本较低，可提高项目的整体经济效益。
▪ 柔性电子材料
1.柔性电子材料具有良好的弯曲性和延展性，可适应各种复杂形状的表面。 2.在可穿戴设备、柔性显示器、传感器等领域有广泛应用，可提高设备的舒适性和便携性。 3.常见的柔性电子材料包括聚合物基电子材料、金属纳米线等。
先进材料应用领域
自修复材料
1.自修复材料具有自我修复能力，可修复因外界因素造成的损 伤，延长材料的使用寿命。 2.在航空航天、汽车、建筑等领域有广泛应用，可提高设备的 可靠性和安全性。 3.常见的自修复材料包括含有自修复剂的聚合物材料、胶原蛋 白基生物材料等。
先进材料应用方案
技术挑战与发展趋势
技术挑战与发展趋势
材料性能与稳定性的挑战
1.先进材料在复杂环境下的性能与稳定性需求。在高温、高压、高腐蚀等极端环境下，材料需要有 足够的稳定性和可靠性。 2.需要深入研究材料的物理、化学性能以及其相互作用机制，以提升材料的性能与稳定性。 3.通过纳米技术、复合技术等手段，优化材料结构，提高材料性能。
先进材料的应用前景
1.随着科技的不断进步，更多性能优异的先进材料将被应用到 工程中，提升工程的质量和效率。 2.我们需要关注新材料的研发动态，积极尝试在工程实践中应 用，推动工程技术的创新发展。 ---
advanced functional materials 分区
advanced functional materials 分区（最新版）目录1.引言2.先进功能材料的分区概述3.不同分区的特点和功能4.实际应用案例5.结论正文【引言】先进功能材料是指具有独特性能和功能的材料，可以应用于各种高科技领域，如电子、光电子和能源等。
随着科技的进步，对先进功能材料的研究和应用越来越广泛，而对这些材料的分类和分区也变得越来越重要。
本文将对先进功能材料进行分区概述，并介绍不同分区的特点和功能，以及实际应用案例。
【先进功能材料的分区概述】先进功能材料主要分为以下几类：氧化物、有机材料、无机非晶材料、纳米材料和生物材料。
氧化物：包括氧化锡、氧化锌、氧化铁等，具有良好的电学、光学和磁学性能，广泛应用于电子器件、传感器和光电器件等领域。
有机材料：包括有机半导体、有机磁性材料、有机光电材料等，具有较高的导电性、磁性和光学性能，主要应用于有机发光二极管、有机太阳能电池等。
无机非晶材料：包括玻璃、陶瓷等，具有良好的力学性能、化学稳定性和高温性能，广泛应用于建筑、交通、能源等领域。
纳米材料：包括纳米金属、纳米氧化物、纳米复合材料等，具有独特的光学、电学、磁学和力学性能，主要应用于催化、传感、电子器件等领域。
生物材料：包括天然生物材料和人工合成生物材料，具有良好的生物相容性和生物活性，广泛应用于医疗、生物工程等领域。
【不同分区的特点和功能】氧化物具有良好的电学、光学和磁学性能，可应用于电子器件、传感器和光电器件等领域。
例如，氧化锡在透明导电薄膜领域具有广泛的应用，氧化锌在太阳能电池领域表现出优异的光电性能。
有机材料具有较高的导电性、磁性和光学性能，主要应用于有机发光二极管、有机太阳能电池等。
例如，有机发光二极管（OLED）在显示技术领域具有广泛的应用，有机太阳能电池在未来可持续能源领域具有巨大的潜力。
无机非晶材料具有良好的力学性能、化学稳定性和高温性能，广泛应用于建筑、交通、能源等领域。
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1.7 本课程的介绍
开设目的
• 围绕材料学科研究的现状，使学生对材料特别 是功能材料的发展近况有较为深入的了解。 • 结合文献中的实例，分析常用的功能材料的制 备、表征和特点做案例式的分析。 • 了解各种功能材料制备方法（注意：各种方法 之间似乎没有绝对的优劣！） • 结合个人未来有可能开展的研究方向展开有关 讨论，这样在有较全面的概念的基础上，进一 步加入对自己题目的认识。
导磁材料和半导体材料的发明和应用，使大规模集成电路 问世，带来了计算机的广泛应用，同时原子能、激光技术 等利用，极大发展了生产力和科学技术； 第四次技术革命 有人说目前正处在第四次技术革命 的前夜。这次技术革命以信息技术、新材料技术、新能源 技术和生物工程技术为基础。亦有人把材料、能源和信息 科学看作是现代科学技术的三大支柱，而材料科学技术称 为三大科学技术支柱之首。
性材料、发热材料、发光材料… 2) 功能转换材料如压电材料、光电材料、热电材料、… 3) 多功能材料如电磁材料、耐热密封材料… 4) 复合和综合功能材料如形状记忆材料、隐身材料、分 离功能材料… 5) 新形态和新概念材料如液晶材料、非晶态材料、梯度 材料、纳米材料、非平衡态材料等
实现具有复杂功能材料的思路
1）特征：尚无统一和严格的定义。但与结构材料相 比有如下主要特征： 其功能直接受到材料的微观结构和微观物体的运动或 相变的影响（本质特征）； 聚集态和形态非常多样化（！）； 结构材料常以材料形式为最终产品，而功能材料绝大 部分是以元件形式为最终产品，即：材料-元件一体 化； 多学科交叉的知识密集型产物； 新工艺和新技术的集成
第五代为智能材料
智能材料是近三四十年来研
国产业革命，使得以手工技术为基础的资本主义工场手 工业过渡到采用机器大生产的资本主义工厂制度。这场 工业革命的物质基础是钢铁材料，而伴随的新技术则是 蒸汽机的发明；
制的一类新型功能材料，它们随时间、环境的变化改变 自己的性能或形状，好像具有智能。例如形状记忆合金 就属于这一类。
第二次技术革命——电气革命
1879年爱迪生发明了
电灯，把电力革命的曙光带给了人类，一系列电气材料相 继诞生与广泛应用，产生了巨大的生产力变革； 第三次技术革命——电子革命 20世纪中叶，新导电、
美国商业部对12项新型技术的预测 (2006) 项目 产值/亿美元 所占比例/％ 分类
先进材料× 超导材料 先进半导体器件 数字图象技术 高密度数字存储器 高功能计算机 光电子 人工智能 柔性集成加工 传感技术 生物技术 医疗与诊断装置 合计 1500 50 750 40 150 500 40 50 200 50 150 80 3560 42.1 1.4 21.1 1.1 4.2 14.0 1.1 1.4 5.6 1.4 4.2 2.3 100 新兴材料 新型电子与信 息技术
3）功能材料的研究内容及相关学科
• 功能材料学：研究功能材料的成分、结构、性 能、应用及相互关系。在此基础上，研究功能材 料的设计和发展途径。 • 功能材料工程学：研究功能材料的合成、制备、 提纯、改性、储存及使用的技术和工艺。 • 相关的表征和测试技术
1.6 功能材料的现状
现已开发的以物理功能材料最多，主要有： 1）如单功能材料如导电材料、介电材料、铁电材料、磁
功能材料的进步
功能材料研究的进步，使对功能材料的研究从简单 的， 发展到复杂的功能体系。
1、从单一功能的材料，发展到复合功能的体系。 2．同时，对材料作功能性操作的驱动力，也得到不断 的深化和新的认识。出现了: 如光，电， 热， 化学 （pH）等驱动因子。 于是就有按驱动力而分类的材料科学体系，如光功能材 料的出现。
催化 电子
生物、医学
课程考核的方式
• 平时成绩：30%（包括作业和课堂讨论，主 要是以ppt的形式！） • 期末成绩：70%
能源
材料
……
环境
信息
课程内容
• • • • • • • • • 绪论（1） 电学及电功能材料（4） 磁性材料（1） 光学及发光材料（2） 生物及仿生材料（2） 新型催化材料（2） 新型能源材料（4） 重要制备方法（1） “明星”材料（1）
• 一种高级的复杂功能材料，往往是要由多种不 同的单一功能材料经合理的组合而成。 • 通过将不同单一功能材料合理组织，并经彼此 间的合作和协同，是构成具有高级、复杂的功 能材料的重要方法。 因此，存在着对复杂功能材料的设计，组合和构 成的问题。
展望
1）开发高技术所需的新型功能材料，特别是在尖
端领域和极端条件下工作的高性能功能材料； 2）功能进一步从单功能向多功能、复合或综合功 能发展； 3）功能材料和器件的一体化、高集成化、超微型 化和超分子化； 4）功能材料和结构材料兼容； 5）新概念、新设计和新工艺的不断涌现
石器时代：以石头制造工具。可以划分为
旧石器时代（公元前2‾3百万年至约1万年），从原始 部落到母系社会； 中石器时代（公元前约1万年至7‾8千年）； 新石器时代（公元前7‾8千年至6千年）。这期间，我 们的祖先以石器为主要工具，在寻找石器的过程中认识了 矿石，发明了火，制造了第一种人造材料——陶，并在烧 陶过程中发展了冶铜术，开创了冶金技术。
第一章 绪论
1.1 材料使用水平是社会发展的里程碑
从人类社会发展来看，使用材料经历了三大里程碑： 石器时代、铜器时代和铁器时代
先进功能材料
1.1 材料的使用水平是社会发展的里程碑 1.2 材料的发展过程 1.3 材料与新技术革命 1.4 功能材料的诞生与进步 1.5 功能材料的特征、分类、研究内容及相关学 科 1.6 功能材料的现状 1.7 课程的介绍 1.8 功能材料的合成方法
随着功能材料的进步，可将功能材料（以高分子 功能材料为例）作如下的划分：
• 具有固定功能特征的材料，如导电性高分子。 • 经简单的掺杂或修饰而构成的材料，如光导性高分 子材料。 • 由多种组分构成的复杂功能材料。如光折变材料。 固定 • 智能型功能材料。
1.5 功能材料的特征、分类、研究内容 及相关学科
功能材料的有关参考书
ACTA BIOMATER 4.822 ACTA MATER 3.781 ADV FUNCT MATER 8.486 ADV INORG CHEM 3.500 ADV MATER 10.857 BIOMATERIALS 7.882 CHEM COMMUN 5.787 CHEM MATER 6.397 CRYST GROWTH DES 4.389 CRYST ENG COMM 4.006 J MATER CHEM 5.099 J PHYS CHEM B 4.189 MAT SCI ENG R 12.619 MATER TODAY 12.929 NANO LETT 12.186 NANO TODAY 11.750 NAT MATER 29.897 SMALL 7.333
第三代材料为合成材料
在20世纪初期出现了化工合成产品。其 中，1907年开始生产酚醛树脂；1927年第一种 热塑性聚氯乙烯塑料的商品化生产；1930年建 立了聚合物概念；聚合物工业逐渐迅猛发展起 来。 这一领域的进展经历了新型塑料和合成纤维 的深入研究（1950-1970年）、工程塑料、聚合 物合金、功能聚合物材料的工业化（1970-1980 年）、分子设计、高性能、高功能聚合物的合 成（1990年）等几个发展进程
1.2 材料的发展过程
第一代为天然材料 在原始社会生产技术水平低 下，人类使用的材料只能是自然界的动物、植物和矿 物，主要的工具是棍棒，用石料加工的磨制石器等； 第二代为烧炼材料 烧炼材料是烧结材料和冶炼于烧结材料；从各种天然 的矿石中提炼铜、铁等金属，则属于冶炼材料；
新型生产系统
新型生命科学 技术
×先进材料包括特种陶瓷，陶瓷基和金属基复合材料，金属间化合物与轻合金，先进聚
合物，表面改性材料，金刚石薄膜，膜材料及生物材料等。
任何材料在使用过程中都能提供可资利用的某种或某 些功能。根据这些性能可以将材料分为两大类：
结构材料（Structural material）：以力学性能，如受力形 变、脆性断裂和强度等作为应用性能，如制造工具、机器、车 辆用的钢铁材料，建筑房屋、桥梁和铁路用的混凝土材料。这 些材料都具有抵抗外力作用而保持自己的形状、结构不变的优 良力学性能。 功 能 材 料 （ Functional material ） ： 此 概 念 最 早 由 J.A.Morton提出，现已被各国材料界重视和接受。其定义是： 具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学和生 物学功能及相互转化的性能，被用于非结构目的的高技术材 料。
1.4 功能材料的诞生与进步
功能材料的提出: J A Morton(1965)提出 材料科学与工程(materials science and engineering) :
’70年代提出 材料科学与工程：多学科交叉、贯通。设计的 学科有化学、化工、物理、电子、生物、信 息、能源等等。
调查：国内985, 211高校 北美著名高校
宋锐 中科院研究生院
铜器时代： 人类大量制造和使用第二种人造材 料——“红铜”和“青铜”。 “红铜”时代约在公元前4-5千年，即 原始社会到奴隶社会初期； “青铜”时代约在我国商周时代和私有 制建立的前夜。
铁器时代： 人类制造和使用第三种人造材料——铸 铁，嗣后是钢铁工业的迅猛发展, 成为18 世纪产业革命的重要内容和物质基础。人 类社会发展到20世纪中叶以来，科学技术 突飞猛进，日新月异，作为发明之母和产 业粮食的新材料研制更是异常活跃，出现 了称之为聚合物时代、半导体时代、先进 陶瓷时代和复合材料时代等种种提法。
部 分 相 关 刊 物
第四代为可设计的材料
该技术发展并不满足
1.3 材料与新技术革命
新材料的每次使用都引起人类社会的巨大变革和生 产力革命。18世纪以来世界范围内的生产力变革和技术 革命都以新材料使用为龙头： 第一次技术革命——产业革命 始于18世纪的英