(现代功能材料课件)绪
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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
14
（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
1功能材料概论
15
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
24
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
25
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。
现代仪器分析及材料研究方法(绪论)教材
原料（Raw Materials）与材料
由原料到材料 ※原料一般不是为获得产品，而是生产材料，往往伴随化 学变化。 ※材料的特点往往是为获得产品，一般从材料到产品的转 变过程不发生化学变化。
材料与物质(Materials and Matter)
※ 材料可由一种或多种物质组成。 ※ 同一物质由于制备方法或加工方法不同可以得到用途各异 、类型不同的材料。
现代仪器分析及材料研究方法
第一章 绪论
任祥忠 深圳大学化学与化工学院
1
（一）材料的定义 (Definition)
材料 Materials Material：材料科学 （工科）
物质科学 （理科） •Webster编著的“New International Dictionary（1971年） ”中关于材料（Materials）的定义为：材料是指用来制造某些 有形物体（如：机械、工具、建材、织物等的整体或部分）的 基本物质（如金属、木料、塑料、纤维、陶瓷等） •材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状 的物质。
材料科学的发展趋势
1、从简单物质到复杂物质；随着对材料功能化要求的不断提高，构成材料
的基本物质也越来越倾向于从简单物质到复杂物质。
2、从简单结构到结构控制；对于同种材料，结构上的改变可以带来许多崭新
的功能，而对简单的结构加以调控，才可能使功能得到优化。
3、从粉体材料到器件材料；相对于粉体材料而言，当材料制备成器件后会具
冶炼方法——平炉、转炉、电炉、沸腾炉钢
铸铁 —
灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨<4.5g/cm2） 铝、镁、纳、钙
• 重金属 （>4.58/cm2） 铜、镍、铅、锌
• 贵金属
金、银、铂、铑
功能材料课件ppt课件
物理气相沉积（PVD）
通过物理方法将固体材料转化为气态，再沉积到基材上，如真空镀膜 。
溶胶-凝胶法（Sol-Gel）
通过控制化学反应，将前驱体溶液转化为凝胶，再经过热处理制备功 能材料。
化学合成法
通过化学反应将简单物质转化为复杂物质，如合成高分子材料、复合 材料等。
加工技术
机械加工
激光加工
利用机械力对材料进行切削、磨削等加工 ，以获得所需形状和尺寸的零件或产品。
包括材料的反射率、透射率、折射率 等。这些性能决定了材料在光学设备 和器件中的使用效果。
热性能
包括材料的热导率、热膨胀系数、比 热容等。这些性能决定了材料在热设 备和系统中的使用效果。
03
功能积（CVD）
利用气态物质在固体表面上的化学反应来制备功能材料，如薄膜、涂 层等。
绿色化
随着环保意识的增强，功能材料的制备和应用过程需要更 加注重环保和可持续发展，如使用可再生资源、降低能耗 和减少废弃物排放。
智能化
通过先进的制备技术和结构设计，实现功能材料的智能化 ，如自适应、自修复、自感知等特性，以满足复杂环境和 动态变化的需求。
生物医学应用
功能材料在生物医学领域的应用越来越广泛，如用于药物 传递、组织工程和生物成像等，为医疗健康领域的发展提 供有力支持。
实例
高温超导材料
高温超导材料是指在一定温度下具有超导 性的材料，可用于制造超导线圈、超导电 缆等。
石墨烯
石墨烯是一种新型的二维材料，具有高导 电性、高导热性、高强度等特性，可用于 制造电子元器件、电池电极等。
生物可降解塑料
生物可降解塑料是指在特定条件下能够被 微生物分解为无害物质的塑料材料，可用 于替代传统塑料，减少环境污染。
通过物理方法将固体材料转化为气态，再沉积到基材上，如真空镀膜 。
溶胶-凝胶法（Sol-Gel）
通过控制化学反应，将前驱体溶液转化为凝胶，再经过热处理制备功 能材料。
化学合成法
通过化学反应将简单物质转化为复杂物质，如合成高分子材料、复合 材料等。
加工技术
机械加工
激光加工
利用机械力对材料进行切削、磨削等加工 ，以获得所需形状和尺寸的零件或产品。
包括材料的反射率、透射率、折射率 等。这些性能决定了材料在光学设备 和器件中的使用效果。
热性能
包括材料的热导率、热膨胀系数、比 热容等。这些性能决定了材料在热设 备和系统中的使用效果。
03
功能积（CVD）
利用气态物质在固体表面上的化学反应来制备功能材料，如薄膜、涂 层等。
绿色化
随着环保意识的增强，功能材料的制备和应用过程需要更 加注重环保和可持续发展，如使用可再生资源、降低能耗 和减少废弃物排放。
智能化
通过先进的制备技术和结构设计，实现功能材料的智能化 ，如自适应、自修复、自感知等特性，以满足复杂环境和 动态变化的需求。
生物医学应用
功能材料在生物医学领域的应用越来越广泛，如用于药物 传递、组织工程和生物成像等，为医疗健康领域的发展提 供有力支持。
实例
高温超导材料
高温超导材料是指在一定温度下具有超导 性的材料，可用于制造超导线圈、超导电 缆等。
石墨烯
石墨烯是一种新型的二维材料，具有高导 电性、高导热性、高强度等特性，可用于 制造电子元器件、电池电极等。
生物可降解塑料
生物可降解塑料是指在特定条件下能够被 微生物分解为无害物质的塑料材料，可用 于替代传统塑料，减少环境污染。
《建筑材料绪论》课件
THANKS 感谢观看
经济性
评价建筑材料的成本效益，考虑其价格与性 能的综合指标。
环保性
评价建筑材料是否符合环保标准，对环境友 好，节能减排。
建筑材料的质量控制
材料采购
确保采购的建筑材料符合设计要求和相关标 准。
材料运输
确保建筑材料的运输安全，防止在运输过程 中发生损坏或变质。
材料存储
合理规划建筑材料的存储环境，避免因存储 不当造成材料损坏或性能下降。
物理性能检测
检测建筑材料的密度、孔隙率、吸水性等物理性能指标。
力学性能检测
检测建筑材料的抗压、抗拉、抗弯等力学性能指标。
耐久性能检测
检测建筑材料在各种环境条件下的耐久性能，如耐腐蚀、耐磨损等。
建筑材料的性能评价
适用性
评价建筑材料是否符合设计要求，能否满足 使用功能。
安全性
评价建筑材料是否符合国家相关安全标准， 无毒无害，不会对使用者造成危害。
《建筑材料绪论》ppt课件
• 建筑材料概述 • 建筑材料的基本性质 • 建筑材料的生产与加工 • 建筑材料的检测与评价 • 建筑材料的应用与实例
01 建筑材料概述
建筑材料的定义与分类
定义
建筑材料是用于建筑和土木工程 中的各种材料的总称，包括天然 材料和人工材料。
分类
建筑材料可分为结构材料、功能 材料和装饰材料等。
建筑材料在建筑中的作用
01
02
03
支撑作用
建筑材料作为建筑物的骨 架，支撑着建筑物的重量 和其他外部荷载。
保护作用
建筑材料能够保护建筑物 免受风雨侵蚀、温度变化 等自然因素的影响。
美化作用
建筑材料通过其质感、色 彩、纹理等特性，为建筑 物提供美观的外观和室内 装饰效果。
材料科学基础PPT精品课件幻灯片
❖ 材料发展动力： ▪ 社会需求（市场拉动） ▪ 技术发展（技术推动） ▪ 科学发展（对物质的了 解，是创新的源泉）
• 硅时代（1950年）
• 20新20/材12/1料9 时代（1990年材、料科特学征与工是程多学院种材材料学料教研并室存）
8
2020/12/19
材料科学与工程学院材料学教研室
9
材料的历史：300,000 BC—3,500 BC
川徐家岭楚墓出土。龙首、虎颈、虎身、虎尾、
编钟：春秋中期，1978年河南淅川出土， 龟足，张口吐舌，牙齿犀利。龙首上附六条蛇
最大钟通高120.4厘米，舞修52.3厘米，
形龙。脊背上有有一方座，座上有一神兽也为
铣间59.7厘米。该钟一组26件，形制相同， 龙首，口衔一条龙，龙 首。通身饰动物纹和
大2小02依0/1次2/递19减。
2020/12/19
材料科学与工程学院材料学教研室
3
提到“材料”，同学们会想到什么？列举一下现 代生活中用到了哪些材料？给材料下个定义。
请同学们能不能根据材料的发展来划分历史？如 果能，是怎样划分的？ 材料科学与材料工程有什么区别？
请问同学们材料是怎样分类的？
如何认识材料的科学问题？ （链接）
2020/12/19
•
由于材料的重要性，历史学家常常根据人类使用的材料来划分
人类社会发展的历史阶段。从古代到现在人类使用材料的历史共经
历了七个时代，其中的有些时代持续了几个世纪，各时代的开始时
间：
• 旧、新石器时代（公元前10万年） • 陶器时代 • 青铜器时代（公元前3000年） • 铁器时代（公元前1000年） • 水泥时代（公元0年） • 钢时代（1800年）
6
《功能材料隐身》课件
隐身技术重要性
在现代战争和国防安全中，隐身技术 对于提高武器装备的生存能力和突防 能力具有重要意义。
功能材料在隐身技术中的应用
1 2
功能材料在雷达隐身中的应用
利用吸波材料、导电高分子材料等，吸收和散射 雷达波，降低目标的雷达散射截面。
功能材料在红外隐身中的应用
利用热辐射控制材料、红外遮蔽材料等，降低目 标的红外辐射强度，实现红外隐身。
热损耗型功能材料隐身案例
总结词
利用热损耗型功能材料可以有效地吸收和散射热辐射， 从而达到隐身效果。
详细描述
热损耗型功能材料主要通过材料的热物理性质实现对热 辐射的损耗。这些材料能够将热辐射转化为热能，并通 过材料的热传导和热对流将热量散失到环境中。常见的 热损耗型功能材料包括热辐射涂层、隔热材料等。
磁损耗型功能材料
总结词
具有高磁导率、低磁损耗特性，通过吸收和散射电磁波达到 隐身效果。
详细描述
磁损耗型功能材料如铁氧体、磁性纤维等，具有高磁导率、 低磁损耗的特性。这类材料能够吸收和散射电磁波，减少电 磁波的反射和传播，降低目标的雷达散射截面，实现隐身效 果。
热损耗型功能材料
总结词
具有高热导率、低热容特性，通过快速散热降低红外辐射实现隐身效果。
可见光隐身的原理与技术
可见光隐身原理
通过降低目标的反射率和改变目标的颜色 等方式，降低目标在人眼和可见光探测器
上的信号强度，从而达到隐身的目的。
迷彩涂料
采用与环境颜色相近的涂料，降低目标的 可见性。
可见光隐身技术
采用迷彩涂料、光学伪装等技术手段，实 现可见光隐身。
光学伪装
通过使用光学仪器和装置，改变目标的颜 色和形状，使其与周围环境融为一体，从 而提高目标的隐身性能。
在现代战争和国防安全中，隐身技术 对于提高武器装备的生存能力和突防 能力具有重要意义。
功能材料在隐身技术中的应用
1 2
功能材料在雷达隐身中的应用
利用吸波材料、导电高分子材料等，吸收和散射 雷达波，降低目标的雷达散射截面。
功能材料在红外隐身中的应用
利用热辐射控制材料、红外遮蔽材料等，降低目 标的红外辐射强度，实现红外隐身。
热损耗型功能材料隐身案例
总结词
利用热损耗型功能材料可以有效地吸收和散射热辐射， 从而达到隐身效果。
详细描述
热损耗型功能材料主要通过材料的热物理性质实现对热 辐射的损耗。这些材料能够将热辐射转化为热能，并通 过材料的热传导和热对流将热量散失到环境中。常见的 热损耗型功能材料包括热辐射涂层、隔热材料等。
磁损耗型功能材料
总结词
具有高磁导率、低磁损耗特性，通过吸收和散射电磁波达到 隐身效果。
详细描述
磁损耗型功能材料如铁氧体、磁性纤维等，具有高磁导率、 低磁损耗的特性。这类材料能够吸收和散射电磁波，减少电 磁波的反射和传播，降低目标的雷达散射截面，实现隐身效 果。
热损耗型功能材料
总结词
具有高热导率、低热容特性，通过快速散热降低红外辐射实现隐身效果。
可见光隐身的原理与技术
可见光隐身原理
通过降低目标的反射率和改变目标的颜色 等方式，降低目标在人眼和可见光探测器
上的信号强度，从而达到隐身的目的。
迷彩涂料
采用与环境颜色相近的涂料，降低目标的 可见性。
可见光隐身技术
采用迷彩涂料、光学伪装等技术手段，实 现可见光隐身。
光学伪装
通过使用光学仪器和装置，改变目标的颜 色和形状，使其与周围环境融为一体，从 而提高目标的隐身性能。
《功能材料概论》课件
功能材料与结构材料相对，后者主要关注材料的强度、硬度、耐久性等结构特性，而功能材料则更注重 材料的特殊功能和用途。
功能材料的特性包括电、磁、热、光、化学、生物等性质，这些性质在特定的外部刺激下会发生改变， 从而实现对外部环境的响应和调控。
分类
根据功能性质，功能材料可以分为电子 功能材料、磁功能材料、热功能材料、 光学功能材料、化学功能材料和生物功 能材料等。
功能材料在水力发电、海洋能利用等领域 应用广泛，如水轮机叶片材料、海洋能转 换材料等。
生物医学领域
生物医学领域概述
功能材料在生物医学领域中具有广泛的应用前景，涉及医疗器械、生 物医用材料、药物载体等多个方向。
医疗器械领域应用
功能材料在医疗器械制造中应用广泛，如人工关节、心脏起搏器等医 疗设备材料。
根据应用领域，功能材料可以分为能源领域 功能材料、环境领域功能材料、医疗领域功 能材料、信息领域功能材料等。
根据材料的组成和结构，功能材料 可以分为金属功能材料、无机非金 属功能材料、有机功能材料和高分 子功能材料等。
02 功能材料的特性与性能
特性
物理特性
功能材料通常具有独特的物理特性，如超导性、半导性、 磁性、光学性能等。这些特性使得功能材料在特定条件下 能够表现出与众不同的性质。
化学特性
功能材料的化学特性包括稳定性、抗氧化性、耐腐蚀性等 。这些特性决定了材料在各种环境下的稳定性和使用寿命 。
生物特性
某些功能材料具有生物相容性，可以用于生物医学领域， 如人工关节、牙齿等。这些材料需要与人体组织有良好的 相容性，以减少排斥反应。
性能
力学性能
功能材料的力学性能包括硬度、 强度、韧性等。这些性能决定了 材料在受力条件下的表现，对于 材料的加工和使用具有重要意义 。
功能材料的特性包括电、磁、热、光、化学、生物等性质，这些性质在特定的外部刺激下会发生改变， 从而实现对外部环境的响应和调控。
分类
根据功能性质，功能材料可以分为电子 功能材料、磁功能材料、热功能材料、 光学功能材料、化学功能材料和生物功 能材料等。
功能材料在水力发电、海洋能利用等领域 应用广泛，如水轮机叶片材料、海洋能转 换材料等。
生物医学领域
生物医学领域概述
功能材料在生物医学领域中具有广泛的应用前景，涉及医疗器械、生 物医用材料、药物载体等多个方向。
医疗器械领域应用
功能材料在医疗器械制造中应用广泛，如人工关节、心脏起搏器等医 疗设备材料。
根据应用领域，功能材料可以分为能源领域 功能材料、环境领域功能材料、医疗领域功 能材料、信息领域功能材料等。
根据材料的组成和结构，功能材料 可以分为金属功能材料、无机非金 属功能材料、有机功能材料和高分 子功能材料等。
02 功能材料的特性与性能
特性
物理特性
功能材料通常具有独特的物理特性，如超导性、半导性、 磁性、光学性能等。这些特性使得功能材料在特定条件下 能够表现出与众不同的性质。
化学特性
功能材料的化学特性包括稳定性、抗氧化性、耐腐蚀性等 。这些特性决定了材料在各种环境下的稳定性和使用寿命 。
生物特性
某些功能材料具有生物相容性，可以用于生物医学领域， 如人工关节、牙齿等。这些材料需要与人体组织有良好的 相容性，以减少排斥反应。
性能
力学性能
功能材料的力学性能包括硬度、 强度、韧性等。这些性能决定了 材料在受力条件下的表现，对于 材料的加工和使用具有重要意义 。
第一章功能材料概论-哈工大版PPT课件
❖资 源 ❖能 源 ❖环 保 ❖经 济 ❖质 量
2021/7/23
6
考虑到上述各种因素之后，有人提出材 料应该定义为：
人类社会所能够接受的经 济地制造有用器件的物质
2021/7/23
7
2、 材料科学及其发展
第一代（天然材料）：自然界的矿物、植物以及动物 第二代（烧炼材料）：烧结：砖瓦、陶瓷、玻璃、水泥；
功能材料概论
Introduction to Functional Materials
2021/7/23
1
课程简介
课程性质：专业基础课
先修课程：无机化学，物理化学，高分子化学，高分子物理
总 学 时： 36学时
教 材：《功能材料概论》殷景华 王雅珍等编
参 考 书： 现代功能材料及其应用—郭卫生, 汪济奎 功能材料学——周馨我 新型功能材料—— 贡长生，张克立
课程内容： 1．功能材料的科学基础
2．金属功能材料
3．无机非金属功能材料
2021/7/23
4．功能高分子材料
2
第一章 绪 论
现代文明的三大支柱-----能源、信息和材料。 材料是一切技术发展的物质基础。
2021/7/23
3
一、材料科学及其发展
1、 什么是材料？
材料是可以用来制造有用的构件、器 件或物品的物质。师昌绪主编：《材料大辞典》
冶炼：铜铁 第三代（合成材料）：20世纪初出现化工产品，塑料、
橡胶、纤维等已广泛用于生活。 第四代（可设计材料）：前三代为单一产品，于是根据需
要设计特殊性能的材料。例20世 纪40年代的复合材料 第五代智能材料： 近三、四十年研制的新型功能材料， 例记忆合金等。
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考虑到上述各种因素之后，有人提出材 料应该定义为：
人类社会所能够接受的经 济地制造有用器件的物质
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2、 材料科学及其发展
第一代（天然材料）：自然界的矿物、植物以及动物 第二代（烧炼材料）：烧结：砖瓦、陶瓷、玻璃、水泥；
功能材料概论
Introduction to Functional Materials
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1
课程简介
课程性质：专业基础课
先修课程：无机化学，物理化学，高分子化学，高分子物理
总 学 时： 36学时
教 材：《功能材料概论》殷景华 王雅珍等编
参 考 书： 现代功能材料及其应用—郭卫生, 汪济奎 功能材料学——周馨我 新型功能材料—— 贡长生，张克立
课程内容： 1．功能材料的科学基础
2．金属功能材料
3．无机非金属功能材料
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4．功能高分子材料
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第一章 绪 论
现代文明的三大支柱-----能源、信息和材料。 材料是一切技术发展的物质基础。
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一、材料科学及其发展
1、 什么是材料？
材料是可以用来制造有用的构件、器 件或物品的物质。师昌绪主编：《材料大辞典》
冶炼：铜铁 第三代（合成材料）：20世纪初出现化工产品，塑料、
橡胶、纤维等已广泛用于生活。 第四代（可设计材料）：前三代为单一产品，于是根据需
要设计特殊性能的材料。例20世 纪40年代的复合材料 第五代智能材料： 近三、四十年研制的新型功能材料， 例记忆合金等。
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功能材料-磁性材料课件
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
3、高斯织构硅钢片
结构特点：
➢ 易磁化方向[100]与轧制方向平行 ➢ 难磁化方向[111]与轧制方向成55角
轧 [100] 制 方 向
55
[111] [110]
➢ 中等磁化方向[110]与轧制方向成90角
横向
高斯织构硅钢片具有磁各向异性，沿[100](轧制方向)磁性能最佳。
3、主要用途
直流磁场下工作的磁性元件，如电磁铁和继电器的铁芯。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
电工用硅钢片
在纯铁中加入1.04.0%Si的铁碳硅合金。 Si的加入，提高了电阻率，从而减少涡流损耗。
1、电工用硅钢片的种类
硅钢片按生产方法、结晶织构和磁性能的分类：
电工用硅钢片
热轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧高斯织构（单取向）硅钢片 冷轧立方织构（双取向）硅钢片
150·cm，为1J79铁镍合金的2～3倍。 ➢ 硬度、强度和耐磨性较高。
例如1J16的硬度和耐磨性比1J79合金高，适用于磁头等磁性器件。 ➢ 密度较低。
可以减轻磁性元件的铁芯质量。 ➢ 对应力敏感性小。
适于在冲击、振动等环境下工作。 ➢ 合金的时效性良好。
随着环境温度的变化和使用时间的延长，其磁性变化不大。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
2、铁铝合金的主要应用
铁和铝资源丰富、价格低廉，铁铝合金的磁性能与铁镍合金类似， 同时还具有一些独特的优点，因此是铁镍合金的一种替代材料，适用于 电子变压器、磁头和磁致伸缩换能器等方面。
铁铝合金的牌号、主要成分、特点和用途
牌号 铝含量 /%
特点
主要用途
1J6
材料科学与工程的四个基本要素 教学PPT课件
• 10-8 ～10-6 m (10～1000 nm)。
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大， 晶粒和晶界是晶态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多 重要的性质也受到显微结构显著的影响。
• 10-8 ～10-6 m (10～1000 nm)。
材料原子间结合能与热膨胀系数之间的关系
• 材料的热膨胀系数（CTE）定义为 =(1/L)(dL/dT), 即材料在给定方向上的尺度L 随温度T 的升高而增加，其反映了材料尺寸随温度的变化。该宏观性质也与材料原 子间的键强有关。
• 材料中原子间结合能和原子间距的曲线形状反映了化学键的强度，进而反映了材料 热膨胀系数的大小。曲线越陡峭，最小值越低，其线性热膨胀系数越小。
范德华键 －分子之间的作用力
由于极化所产生的分子之间的静电作用力，较弱，作 用能在几十kJ/mol以下。
特征： 1. 由于极化，分子之间产生微量静电荷 2. 无方向性，但受分子大小的影响 3. 弱键 (是强键的1/100; <10 kcal/mol) 4. 氢键是范德华键的一种
氢键——范德华键的一种
纳米结构
• 纳米氧化铁(5～10 nm) 颗粒分散在液体中，制备铁磁流体和液态磁体， 用于扩音器的传热冷却。
• 10-9 ～ 10-7 m (1～100 nm)。
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大，晶粒和晶界是晶 态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多重要的性质也受 到显微结构显著的影响。
• 材料的结构决定材料的性能。 材料结构的描述：
1. 宏观组织结构: 1000,000 nm 2. 微观显微结构: 10 ～1000 nm 3. 纳米结构: 100nm 4. 键合结构: 原子/离子间的化学键 5. 原子结构: 原子的电子结构
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大， 晶粒和晶界是晶态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多 重要的性质也受到显微结构显著的影响。
• 10-8 ～10-6 m (10～1000 nm)。
材料原子间结合能与热膨胀系数之间的关系
• 材料的热膨胀系数（CTE）定义为 =(1/L)(dL/dT), 即材料在给定方向上的尺度L 随温度T 的升高而增加，其反映了材料尺寸随温度的变化。该宏观性质也与材料原 子间的键强有关。
• 材料中原子间结合能和原子间距的曲线形状反映了化学键的强度，进而反映了材料 热膨胀系数的大小。曲线越陡峭，最小值越低，其线性热膨胀系数越小。
范德华键 －分子之间的作用力
由于极化所产生的分子之间的静电作用力，较弱，作 用能在几十kJ/mol以下。
特征： 1. 由于极化，分子之间产生微量静电荷 2. 无方向性，但受分子大小的影响 3. 弱键 (是强键的1/100; <10 kcal/mol) 4. 氢键是范德华键的一种
氢键——范德华键的一种
纳米结构
• 纳米氧化铁(5～10 nm) 颗粒分散在液体中，制备铁磁流体和液态磁体， 用于扩音器的传热冷却。
• 10-9 ～ 10-7 m (1～100 nm)。
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大，晶粒和晶界是晶 态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多重要的性质也受 到显微结构显著的影响。
• 材料的结构决定材料的性能。 材料结构的描述：
1. 宏观组织结构: 1000,000 nm 2. 微观显微结构: 10 ～1000 nm 3. 纳米结构: 100nm 4. 键合结构: 原子/离子间的化学键 5. 原子结构: 原子的电子结构
《建筑材料(第4版)》教学课件-绪论
二、 建筑材料的技术标准
3.分类：
1）按级别分类：国家、行业、地方、企业 2）按执行力度分类：强制性、推荐性 3）按作用分类：质量评定、检测方法、应用技术
按标准的等级分类
标准类别及代号
举例
适用范围
国家标准（GB）
《冷轧带肋钢筋》 GB 13788-2017
全国通用
建筑材料 《蒸压粉煤灰砖》 行业（JC） JC/T 239-2014
(/T)
（也可以执行其他标准） GB/T 14684-2011
按标准所起的作用分类
标准类别
内容及作用
举例
质量评定 标准
规定了材料的各项技术要 《烧结普通砖》
求和质量指标，是评定产 品质量是否合格的依据。
GB 5101-2017
检测方法 标准
规定了对材料质量进行检 《砌墙砖试验方法》
测试验应采用的设备、方 法、步骤、计算取值等要
方法、代号与标志、质量要求、抽样方法、检验 方法、质量评定方法及应用技术等内容作出的具 体详细的要求和规定。
二、 建筑材料的技术标准
2.表示方法：
每个技术标准都有内容名称、类型代号、顺序编号和发布年号。 例如：
《通用硅酸盐水泥》 GB 175-2007
发布年号：2007年
顺序编号：175
标准代号：GB 标准名称：通用硅酸盐水泥
发展趋势：
轻质、高强、节能、环保、绿色、多功能
活动：
在教师指导下，学习如何在网上查询并 确认相关技术标准的有效性和现行有效版本 的方法。并照例填写查询内容如下表：
名称
编号 实施时间 状态 现行有效版本 实施时间
《烧结普通砖》
GB 51012003
2004-0401
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功能材料按功能体系的分类：
功能材料
电学功能材料 磁学功能材料 光学功能材料 热学功能材料 声学和振动相关功能材料 力学功能材料 化学及能量功能材料 放射性相关功能材料 生物技术和生物医学工程材料
绪论
二、关于纪律
1、旷课3次及以上，取消考试资格； 2、缺实验1次及以上，课程成绩以0分计。
三、关于成绩评定
1、课程成绩由作业成绩15%、实验成绩15%、出勤成绩10%、考试成绩 60%组成。
绪论
Introduction
主要内容：
功能材料的发展概况 功能材料的定义 功能材料的特点 功能材料的分类
形成了较为完善的功能材料体系
绪论
二、功能材料的定义
具有优良的电、磁、声、光、热、力学、化学和生物功能及其相互 转换的功能，被用于非结构目的的一类材料。
三、功能材料的特点
结构材料 功能材料
常以材料形式为最终产品，评价的是材料本身的性能。 评价的是元件形式的物理性能。
材料 元、器件一体化
四、功能材料的分类
绪论
功能材料的发展历史：
20世纪50年代，随着微电子学技术的发展
半导体功能材料
60年代，出现激光技术
光学材料
70年代，伴随着光电子技术的诞生
光电子材料
80年代，人工智能、能源科学受到普遍重视
……
智能材料、储能材料
新型能源材料（包括原子反应堆材料、太阳能材料、高效电池等）快 速发展，生物医学材料迅速掘起
绪论
一、功能材料的发展概况
材料按照性能特征和用途的分类：
“力能”
结构材料
Structural materials
材料
功能材料
Functional materials
具有较高力学性能并主要用来制 造机械产品结构件的材料
具有特殊物理、化学等性能并主 要用来制造具有特定功能的元、 器件和产品的材料
“功能”
(现代功能材料课件)绪论
教材与参考书
教材
陈玉安, 王必本, 廖其龙编. 现代功能材料. 重 庆大学出版社.
参考书
周馨我主编. 功能材料学. 北京理工大学出版 社.
殷景华主编. 功能材料概论. 哈尔滨工业大学 出版社.
重要提示
一、关于课程
1、本课程是材料科学与工程专业的专业主干课； 2、本课程的先修课时。