聚合物压电智能材料研究新进展
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展聚合物基复合材料是由聚合物基质中加入颗粒、纤维或薄片状增强材料制成的材料。
它具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
下面将介绍聚合物基复合材料的发展现状和最新进展。
1.纳米材料的应用：近年来，纳米材料成为聚合物基复合材料的研究热点。
纳米粒子的添加能够提高复合材料的力学性能、导电性能和热稳定性能。
例如，纳米粒子的添加可以提高聚合物基复合材料的强度和硬度，使其具有更好的抗冲击性能和热阻性能。
2.高性能增强材料的研发：为了提高聚合物基复合材料的力学性能，研究人员不断提出新的增强材料。
例如，石墨烯是一种具有优异力学性能和导电性能的二维纳米材料，已被广泛应用于聚合物基复合材料中。
同时，碳纳米管、纳米纤维和陶瓷纤维等增强材料也在不断研发中，并取得了较好的效果。
3.新型复合材料的研制：除了传统的增强材料外，研究人员还在努力研制新型复合材料。
例如，聚合物基复合材料中加入具有形状记忆功能的材料，可以使复合材料具有形状可逆调变的功能。
此外，聚合物基复合材料中加入具有光敏性能的材料，可以使复合材料具有光刻功能，从而实现微纳米加工和器件制备。
1.可持续性发展：随着环境问题的日益突出，研究人员开始关注聚合物基复合材料的可持续性发展。
他们试图将可持续材料（如生物基材料）应用于聚合物基复合材料中，以减少对环境的影响。
同时，研究人员还探索了聚合物基复合材料的循环利用和回收利用技术，以实现资源的有效利用。
2.多功能复合材料的研究：为了满足不同领域的需求，研究人员开始研究多功能复合材料。
多功能复合材料可以同时具有力学性能、光学性能、导电性能、热学性能等多种功能。
例如，研究人员研制出了具有自修复功能的聚合物基复合材料，可以在受损后自动修复，延长使用寿命。
3.智能复合材料的研制：智能复合材料是指能够根据环境和外界刺激自主调整性能的复合材料。
例如，研究人员设计了具有温度响应性能的聚合物基复合材料，可以根据温度的变化改变其形状和力学性能，实现智能控制。
压电材料的研究和应用现状
压电材料的研究和应用现状一、概述压电材料是一类具有压电效应的特殊功能材料，它们能够将机械能转化为电能，或者将电能转化为机械能。
自1880年居里兄弟发现压电效应以来，压电材料在科学研究和工业应用中就占据了重要地位。
随着科技的飞速发展，压电材料的研究和应用已经深入到众多领域，如传感器、换能器、振动控制、声波探测、生物医学等。
在压电材料的研究方面，科研人员一直致力于探索新型压电材料，优化其性能，拓宽其应用范围。
目前，压电材料的研究重点主要集中在压电陶瓷、压电聚合物、压电复合材料等领域。
这些新型压电材料在压电常数、介电常数、机械品质因数等关键指标上不断取得突破，为压电材料的应用提供了更多可能性。
在应用方面，压电材料在传感器和换能器领域的应用尤为广泛。
例如，压电传感器可用于检测压力、加速度、振动等物理量，广泛应用于工业自动化、航空航天、环境监测等领域。
压电换能器则可用于声波的发射和接收，广泛应用于声呐、超声检测、通信等领域。
压电材料在振动控制、声波探测、生物医学等领域也展现出广阔的应用前景。
压电材料作为一种重要的功能材料，在科学研究和工业应用中发挥着不可替代的作用。
随着科学技术的不断进步，压电材料的研究和应用必将迎来更加广阔的天地。
1. 压电材料的定义与特性压电材料是一种特殊的功能材料，具有将机械能转化为电能或将电能转化为机械能的能力。
这类材料在受到外力作用时，其内部正负电荷中心会发生相对位移，从而产生电势差，这种现象称为“压电效应”。
反之，当压电材料置于电场中时，材料会发生形变，这种现象称为“逆压电效应”。
压电材料的这种特性使得它们在许多领域都有广泛的应用，如传感器、换能器、振动控制等。
压电材料的特性主要包括压电常数、介电常数、机械品质因数等。
压电常数反映了材料的压电效应强弱，是衡量压电材料性能的重要指标。
介电常数则描述了材料在电场作用下的电荷存储能力。
机械品质因数则反映了材料在振动过程中的能量损耗情况。
新型智能高分子材料的研究与应用
新型智能高分子材料的研究与应用随着科技水平的不断发展，智能材料的研究和应用越来越受到广泛的关注。
而在众多的智能材料中，新型智能高分子材料的研究和应用也成为了当前的热点话题。
智能高分子材料是目前材料科学领域中一种较为先进的材料，它的特殊性能和广泛的应用领域受到了各个领域的研究者和应用者的广泛关注。
下面我们将从新型智能高分子材料的研究和应用方面来一一介绍。
1.新型智能高分子材料的研究进展(1)嵌段共聚物嵌段共聚物是指在一条聚合物链上，有两种或多种不同的聚合单体交替出现，由此形成了多种纳米结构的高分子材料。
在这种结构之中，聚合单体之间的相互作用是非常重要的。
随着研究的深入，嵌段共聚物的应用场景越来越广泛，例如将其应用于纳米材料的研究工作当中。
(2)烯烃-芳香二元共聚物烯烃-芳香二元共聚物是指在一条聚合物链上，同时存在烯烃和芳香烃两种聚合单体。
这种材料在制备的过程中，烯烃和芳香烃之间的相互作用非常重要。
(3)超支化聚合物超支化聚合物是一种具有非常高分子量的聚合物，其形状非常奇特，由于其特殊的结构，超支化聚合物的性质也非常独特。
在实际应用当中，超支化聚合物的应用场景非常广泛，例如在纳米材料和生物医学领域等方面都能够发挥非常重要的作用。
(4)中息肉中息肉是指一种新型智能高分子材料，在制备过程中会发生逆转的“脱溶-相分离-再溶胀”过程。
中息肉具有很好的智能响应性质，能够非常敏锐地响应于外部环境的变化。
在实际应用方面，中息肉也被广泛用于人工智能领域的研究工作中。
2.新型智能高分子材料的应用新型智能高分子材料的应用场景非常广泛，下面我们将介绍一些比较典型的应用领域。
(1)传感器新型智能高分子材料由于具有非常好的响应性质，在传感器方面的应用也非常广泛。
例如在温度传感器、压力传感器和湿度传感器等方面都有广泛的应用。
而在这些传感器中，新型智能高分子材料具有更好的灵敏度和响应速度。
(2)生物医学在生物医学领域中，新型智能高分子材料也被广泛应用。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势智能材料是指具有自感知、自诊断、自修复、自适应和自响应等功能的新型材料。
随着科技的不断发展，对智能材料的研究也越来越深入，其应用范围也越来越广泛。
智能材料的研究现状和未来发展趋势备受关注，本文将对此进行详细分析。
一、智能材料的研究现状1.基础理论研究智能材料研究的基础理论主要包括功能材料、材料设计、制备方法、作用机理等方面。
在功能材料方面，目前主要研究的智能材料包括形状记忆材料、光敏材料、温敏材料、磁敏材料等。
材料设计方面，研究人员通过设计新的结构和组分，以实现材料的智能功能。
制备方法方面，研究者通过化学合成、物理合成和生物合成等方法，制备智能材料。
作用机理方面，研究者通过理论模拟和实验验证，揭示智能材料的作用机理。
2.应用领域智能材料已经广泛应用于医药、电子、航空航天、汽车、工程等领域。
在医药领域，智能材料被应用于药物控释、仿生组织工程、医疗器械等方面。
在电子领域，智能材料被应用于传感器、储能器件、光电器件等方面。
在航空航天领域，智能材料被应用于航天器件、机翼、控制系统等方面。
在汽车领域，智能材料被应用于车身材料、发动机零部件、安全气囊等方面。
在工程领域，智能材料被应用于结构材料、建筑材料、声学材料等方面。
3.国际合作与交流智能材料的研究和应用是一个国际化的过程，各国之间的合作与交流十分重要。
目前，许多国际组织和机构致力于智能材料的研究和应用，如美国材料研究学会（MRS）、国际材料研究学会（IMRS）等。
这些组织和机构通过举办国际学术会议、合作研究项目、人才培养等方式，促进了智能材料领域的国际合作与交流。
二、智能材料的未来发展趋势1.材料多功能化未来的智能材料将不仅仅具有单一的智能功能，而是具有多种功能的多功能智能材料。
具有形状记忆功能的材料同时还具有磁敏、光敏等功能，从而可以在不同的环境和条件下实现多种功能。
2.智能材料的可持续性未来的智能材料将更加注重可持续性和环保性，绿色合成、易降解、生物兼容等特性将成为智能材料设计的重要考量因素。
聚合物材料研发的现状与趋势
聚合物材料研发的现状与趋势聚合物作为一类功能性材料已经在人类历史中占据了重要地位，从最初的天然聚合物到现在的合成聚合物，聚合物材料的种类和性能也不断得到了提升和改进。
随着科技的发展和人们对材料功能要求的不断增加，聚合物材料的研发工作也变得日益重要，成为了材料科学和工程研究领域中的热门话题。
本文将从聚合物材料研发的现状和趋势两方面来探讨其发展的方向和前景。
一、聚合物材料研发的现状1. 聚合物材料的应用领域不断拓展聚合物材料已经成为了现代工业发展中的重要材料之一，广泛应用于食品、医药、军工、电子、建筑等领域。
在医疗行业中，聚合物材料被广泛运用于医疗器械、人造器官、药物缓释等领域；在建筑行业中，聚合物材料则被用于地面、墙面、屋面、隔音材料等领域。
随着科技的不断发展，未来聚合物材料的应用领域还将不断拓展和扩大。
2. 聚合物材料的结构和性能不断优化随着人们对聚合物材料性能要求的提升，聚合物材料的结构和性能也得到了不断改进和优化。
当前，一些新型聚合物材料的发展重点主要集中在高强度、高韧性、高耐用性、高透明性、高导热性、高阻隔性等方面，同时聚合物材料的复合材料化、功能化、智能化等方向也得到了广泛关注。
3. 聚合物材料研发技术不断提升在聚合物材料研发技术方面，科学家们不断探索新的合成方法和制备技术，以提高材料的纯度、分子结构等方面的质量。
此外，新型材料评价技术、材料测试技术、材料加工技术等都不断得到提升，为聚合物材料研发提供了更加丰富和全面的手段。
二、聚合物材料研发的趋势1. 生物可降解聚合物材料的热点随着环保意识的不断提高，生物可降解聚合物材料成为了研发的热点之一。
这种材料不仅拥有聚合物材料的特性，还具有较强的降解性能，可以在自然环境中迅速降解，达到环境友好的效果。
生物可降解聚合物材料被广泛应用于医药、包装、餐具等领域。
2. 高性能聚合物材料的发展方向在高性能聚合物材料方面，发展重点主要包括高分子量、高韧性、高透明性、高导电性、高导热性等。
智能材料的研究现状和应用
智能材料的研究现状和应用近年来，随着科技的不断进步，智能材料受到越来越多的关注。
智能材料是一种新型的功能材料，其在外界条件发生变化时，能够自主地实现形态、色彩、物理性能等方面的变化，实现对外界环境的自适应性，同时还能通过外部控制手段实现预设的特定功能。
在实际应用中，智能材料能够广泛应用于生物医学、能源环保、信息通讯、智能交通等大量领域，成为当今材料研究的热门方向之一。
一、智能材料研究现状目前，智能材料的研究已经涉及到了多个领域。
其中，形状记忆材料，是一类能够在外界刺激后发生形状变化，并且能在无外界刺激下恢复到初始形状的新型材料。
这种材料的应用前景非常广阔，能够用于可穿戴设备、生物医学器械、气密密封系统、遥控医疗等领域。
同时，变色材料也是智能材料研究的热门方向之一。
从化学反应到电化学反应，一系列反应的竞争和平衡导致材料的颜色在变化，这一点对于颜色模式识别方面的研究尤为重要。
实际应用中，变色材料能够用于纸质传感器、传感器标签等应用场景。
除了形状记忆材料和变色材料，可充电电容器、电致变色液晶、铁电材料、热变形材料等也是目前研究的重点。
在逐渐实现“智能化”和“自适应”趋势的大环境下，智能材料正逐步发挥其独特的优势，成为了科技创新和产业智能升级的重要工具。
二、智能材料应用前景智能材料的应用前景非常广泛。
它能够涉及到生活的方方面面，比如医疗保健、智能家居、能源环保等。
其中，医疗保健是智能材料应用的一个热点领域。
通过在力、形、温度、光照等方面实现自适应，智能材料能够用于制作可穿戴医疗设备，监测人体生理指标，及时预警和处理出现的异常情况。
同时，它也能用于人工智能机器人以及人工智慧核心芯片的生产等领域。
此外，智能材料还能应用于智能家居领域。
通过与电子设备和家居设备结合，实现智能化的交互和反应，使家居生活更加智能化、便捷化，例如智能家庭智能面板和智能电力控制系统，能够实现远程控制、自动调节功能，使家庭更加舒适和节能环保。
智能材料的研究及应用前景
智能材料的研究及应用前景随着现代科技的飞速发展，智能材料被越来越多地应用于各个领域，成为了一种具有很高潜力和开发前景的材料。
智能材料是指针对特定环境和应用需求设计和制造出能够感知或响应外界刺激的材料，包括响应物理、化学、生物及其他外部刺激的智能材料等。
智能材料的研究及应用前景备受关注，本文将探讨这个话题。
一、智能材料的分类智能材料的分类主要有三类：1. 响应外界物理环境的智能材料，如形状记忆合金、流变材料、压电材料、磁性材料等；2. 响应外界化学环境的智能材料，如聚电解质、化学传感材料、化学反应材料等；3. 响应外界生物环境的智能材料，如生物传感材料、生物活性材料等。
二、智能材料的研究智能材料的研究在过去数十年中得到了快速发展，主要集中在材料的设计、制备及表征三个方面。
其中，材料的设计是指根据应用需求和应激条件，选择适当的基于材料科学、化学及物理学等相关学科的设计理论和设计方法，预先确定材料的组分、结构及性质等因素。
而制备则是指根据材料的设计要求，采用合适的制备工艺制造出所需的智能材料。
在此基础上，对制备的材料进行表征，在材料机理、材料特性、响应规律等方面进行深入研究和探索。
三、智能材料的应用前景智能材料作为一种新型材料，具有广阔的应用前景。
以下列举其应用领域：1. 医疗方面。
智能材料可应用于医学仿生材料、人工皮肤、生物传感器、凝血材料、药物控释材料等领域，能够解决许多医学难题。
2. 航空航天。
利用智能材料制造出形状记忆合金、压电材料等，可制造出超导、光学微系统等，进一步推进航空航天技术。
3. 智能化家居。
采用智能材料制造智能玻璃、智能窗帘、智能灯等智能家居产品，能够给人们带来更为便利的生活体验。
4. 智能交通。
利用智能材料制造和研究超导磁悬浮列车、智能路面、智能汽车等交通工具，实现自动驾驶、智能交通系统等目标。
总之，智能材料的应用前景广阔，目前各个领域都存在着智能材料的应用，如医疗、航空航天、智能家居、智能交通等，既可以帮助解决一些现实存在的问题，也可以推进现代科技的发展。
智能材料的研究及其应用
智能材料的研究及其应用随着科技的不断发展，我们的生活也越来越依赖于科技的支持。
在这个科技日新月异的时代，智能材料的发展成为了人们关注的热点之一。
智能材料是一种具有响应、适应和控制能力的先进材料，它能够根据外部环境的变化自动调节其本身的物理、化学、电学和光学性质，从而实现自主制动、感知、调控和适应。
本文将探讨智能材料的研究进展及其应用。
一、智能材料的分类智能材料可以分为以下几类：1、压电材料：压电材料是指在机械应力或电场作用下，能够产生极化电荷的材料。
应用于声波发生器、振动器、控制器、音叉等。
2、形状记忆合金：形状记忆合金是指在外力作用下具有形状记忆功能的合金材料。
应用于机器人、太阳能板、智能窗帘等。
3、磁致伸缩材料：磁致伸缩材料是指在磁场作用下，能够产生较大的应变的材料。
应用于传感器、减振器、阀门等。
4、光致变色材料：光致变色材料是指在光照作用下，能够发生颜色变化的材料。
应用于太阳镜、防紫外线材料等。
5、智能液晶材料：智能液晶材料是指在电场或温度作用下具有光学响应的材料。
应用于显示屏、液晶窗帘、自适应透明材料等。
二、智能材料的研究进展自1990年代以来，智能材料的研究与应用一直是国际上热门的研究领域之一。
目前，智能材料在机械、电子、光学、生物、环境、储能等领域都有广泛的应用。
1、智能材料在机械领域的应用智能材料在机械领域的应用主要涉及精确控制和优化设计方面的问题。
智能材料的响应速度快、控制精度高、阻尼系数优秀，使其成为细小结构、高精度、高可靠性机械系统的重要构成部分。
例如，压电陶瓷可以用于超声波加工、纳米加工等领域；形状记忆合金可以用于精确定位和微尺度操纵；磁致伸缩材料可以用于定量检测压力和形变等领域。
2、智能材料在电子领域的应用智能材料在电子领域的应用主要涉及感应、存储、传输和处理等方面。
智能材料的本质特征和强大功能，使其适用于传感器、复合材料、光学器件、非线性元器件、分子电机、微机械系统等领域。
智能材料技术研究进展
智能材料技术研究进展智能材料技术是近年来较为热门的研究方向之一，在我国也得到了越来越多的关注和推广。
其优越的物理性质与广阔的应用前景，使其成为许多研究人员关注的焦点。
本文将主要介绍智能材料技术的定义、分类以及研究进展。
一、智能材料技术的定义智能材料技术是指通过引入具有响应功能的智能体系，令材料能够主动或被动地改变自身结构、形态、功能以及相互作用。
包括智能材料的设计、制备、性质、应用及相关理论研究等诸多方面。
与传统材料相比，智能材料拥有着更多的优点。
首先，智能材料可以自主响应外部作用的变化，从而调节自身的物理性能，并实现自动控制和适应性能。
其次，智能材料通常是多功能化的，并能够同时实现多种工作功能，从而减小系统体积与成本，提高系统效率。
最后，智能材料还可以被制备成高精度、高稳定度、可控性能的工程器件，并在新型质量监测与能源转换领域得到广泛应用。
二、智能材料技术的分类基于智能体系的不同，智能材料技术可以分为以下几种类型：形状记忆材料、压电材料、磁致伸缩材料、电致变材料、热致变材料、光学响应材料、光电材料等。
这些种类的智能材料均具有不同的物理性质和应用特点。
形状记忆材料是指在加热、拉伸等条件下发生变形，但一旦去除作用力，就可回复原来的形状。
其重要性在于可以控制所需要的特定形状，对开展微机电系统、铁路绝缘件、航空航天等领域得到了广泛应用。
压电材料是指在施加电场时，可引起物理量如应变、压力、形变等变化的材料。
这类材料在超声波发射、传感器、换能器等领域得到了广泛应用。
磁致伸缩材料是指在磁场中可产生明显变形的材料。
这类材料具有节能环保、化学稳定性好、自监测及修复性能等特点，是磁力驱动器、钣金加工机床、智能车窗等领域的理想选择。
电致变材料是指在施加电压时，发生电极端面位移或振动的材料体系。
这类材料广泛应用于声源、振动源、速度控制器、安全感知装置等领域。
热致变材料是指在温度变化时，可改变长度或形状的材料体系。
这类材料广泛应用于精密度量、各种类型的阀门、液晶和生物医学。
新型智能材料的研究进展
新型智能材料的研究进展近年来，随着科技的不断发展，新型智能材料在人们的生产生活中扮演着越来越重要的角色。
新型智能材料是指具有感知、响应、调控或自适应功能的一类材料，在材料性能表现上呈现出智能化特征。
这类材料常见的应用领域包括智能传感器、智能控制系统、智能医疗设备等。
本文将着重介绍新型智能材料的种类、应用及研究进展。
一、新型智能材料种类根据智能材料的特性，我们可以将其分为以下几类：1. 压电材料压电材料是一类能够在受到外部力作用下产生电荷的材料。
其在医疗、通讯、传感器等领域都有广泛应用。
比较常见的样品有氧化锌、铁电体、陶瓷等。
2. 形状记忆合金材料形状记忆合金材料是指可以在不同温度下保持形状的金属合金。
该类材料在机器人、汽车制造、航空航天等行业中有广泛应用。
其中比较常见的是镍钛合金。
3. 智能橡胶材料智能橡胶材料是一种能够感知外部环境并做出自适应变化的弹性材料。
除了一般橡胶的耐磨耐酸碱、弹性恢复等特性以外，还具有一定的敏感性和自适应性。
在医疗、柔性电子等领域有应用。
4. 磁形材料磁形材料是指受到外部磁场或机械应力作用而发生形变的材料。
该类材料主要应用于控制器件、巨磁阻传感器、电机性能等领域。
比较常见的是镍、钴等金属。
二、新型智能材料应用新型智能材料具有诸多特性和应用，下面将简单介绍其主要应用领域。
1. 建筑装饰在建筑室内装饰中，有一种智能玻璃材料被广泛应用，即通过电子控制可改变透明度的玻璃。
该类玻璃可以根据需求调节光线、改善室内舒适度。
2. 智能医疗设备智能材料在医疗设备领域的应用较为广泛。
智能材料的敏感、响应和可变性质特点，使其被运用到智能监测装置、生物医疗器械等方面。
例如，在人工器官、药物缓释、医用材料、假肢、拐棍等方面均有应用。
3. 汽车工业智能材料对汽车产业有着很大的帮助。
采用新型智能材料在汽车中制造不仅可以提高汽车安全、舒适性、美观性、性能等多方面的要求，同时还可减轻汽车自重，降低燃油消耗量，提高汽车的动力性能。
具有自适应控制功能的智能材料研究
具有自适应控制功能的智能材料研究智能材料是一种先进的材料，其具有自适应控制功能，可以对外界环境作出智能响应。
它们还能够自主修复并具有较强的可塑性。
这种材料在现代工业中有很多应用前景。
因此，具有自适应控制功能的智能材料研究备受关注。
一、智能材料的分类智能材料一般可分为以下四类：1. 压电材料：这种材料可以在受到电场作用下产生机械位移。
由于其具有高灵敏度、快速动态响应和可控性强等特点，在声学和仪器控制方面有着广泛的应用。
2. 形状记忆合金（SMA）: SMA是一种能够在温度变化或受到外力作用下，恢复原有形状的合金材料。
它具有很强的可塑性和弹性回弹性，可以制成小型的执行器，用于实现柔性机器人和智能结构工程的自适应控制。
3. 智能高分子材料：这种材料可以根据外界环境的变化而改变自身的形状、性质等，如溶剂、温度、电场、光、力等。
智能高分子具有响应时间短、能量转换效率高、自主修复等特点，可用于制作光电器件等。
4. 磁敏材料：这种材料可以在磁场中产生位移和振动，具有高精度、高速度和多自由度的特点。
它广泛应用于医学、微纳加工、光学、精密定位等领域。
二、智能材料的应用1. 智能结构：智能材料可以被制成各种形态的结构，如智能伸缩梁、智能构造梁等，广泛应用于航天、航空、工程等领域。
例如，智能伸缩梁可以自适应地跟随气动负载变化，提供足够的支持力，减少结构应力，延长结构寿命。
2. 智能传感器：智能材料可以被用作传感器，实现对物理量的测量、信号的转换和信号的输出。
例如，在航空、机械等领域中，智能材料可以被用作温度、压力、振动等各种传感器。
3. 智能执行器：智能材料可以被用作执行器，实现运动的控制。
例如，形状记忆合金被用于控制机械臂、微机械系统、纳米机器人的运动。
4. 智能医疗：智能材料可以被用于医疗领域，如智能药物、智能人工关节、智能支架、智能缝合线等。
三、智能材料的研究进展智能材料具有广泛的应用前景，其研究不断向前发展。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势智能材料是一种具有自感知、自适应、自诊断、自修复和自动反应等功能的新型材料，是当今材料科学和工程领域的研究热点之一。
智能材料的应用领域广泛，涉及到军事、航空航天、汽车、医疗器械、建筑、环境保护和可穿戴设备等领域，对于提升产品性能、延长使用寿命、降低维护成本具有重要意义。
目前，智能材料的研究现状主要聚焦在以下几个方面：一、生物仿生智能材料研究生物仿生智能材料是基于生物体内部复杂的结构和功能，模拟生物体的某些结构和功能原理而设计的新型智能材料，如仿生智能材料的光敏、温敏、机械敏感性等。
目前，生物仿生智能材料的研究涉及到仿生结构、仿生材料和仿生功能的设计和制备，包括仿生纳米片、仿生多孔结构和仿生复合材料等。
这些材料在生物医学、机器人和传感器等领域具有巨大的应用前景。
二、智能材料的功能化改性研究智能材料的功能化改性是指在传统材料的基础上，通过加入合适的功能组分或控制其微观结构，使其具有感应、响应等特定功能的改性过程。
目前，智能材料的功能化改性研究主要集中在液晶材料、形状记忆合金、电致变色材料、光敏材料、压敏材料等方面，通过对材料的结构和性能进行调控，实现材料的智能化。
三、智能材料的制备技术研究智能材料的制备技术主要包括化学合成、物理制备、生物制备和仿生制备等多种手段，同时也涉及到纳米技术、生物技术、材料工程等多个学科的交叉。
目前，智能材料的制备技术正在不断地向纳米尺度、高性能和多功能化方向发展，如采用纳米材料、生物模板、自组装技术等方法，实现智能材料的精准设计和高效制备。
随着科学技术的不断进步，智能材料的研究未来将呈现出以下几个发展趋势：一、智能材料的多功能化随着人们对材料性能要求的不断提高，智能材料的未来发展趋势将朝着多功能化方向发展。
未来的智能材料不仅具有自感知、自诊断、自修复、自适应等基本功能，还将具有多种功能的集成和协同作用，如光、电、热、声等多种功能的融合，从而实现更加智能、多样化的应用。
聚合物材料的最新研究进展与应用前景
聚合物材料的最新研究进展与应用前景随着人类对材料科学的研究不断深入，聚合物材料成为了备受关注的新型材料之一。
目前，聚合物材料已经成功应用于食品包装、医疗器械、电子器件等领域，并且在不断拓展应用范围的同时，其性能也在不断提高。
在本文中，我们将介绍聚合物材料的最新研究进展以及应用前景，通过这些内容可以更好地了解聚合物材料的优势与不足，从而更好地指导其发展方向。
一、聚合物材料的种类及主要性能聚合物材料是由单体分子通过化学反应形成的高分子化合物材料，包括热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体、共聚物和交联聚合物等。
这些材料具有密度低、化学稳定性好、加工性能高等优点，因此广泛应用于工业、医疗、电子等领域。
聚合物材料的主要性能包括：1.力学性能：聚合物材料具有高强度、高韧性、低密度等特点，在某些状态下具有良好的弹性。
2.化学稳定性：聚合物材料不易被化学物质侵蚀，因此在一些领域中应用较为广泛，如食品包装、医疗器械等。
3.耐热性和耐寒性：聚合物材料对温度波动的抵抗力较强，能够适应不同的环境条件。
4.光学性能：聚合物材料能够满足不同光学要求的性能，例如透光性、光谱特性等。
二、聚合物材料的应用领域1.医疗与健康聚合物材料在医疗领域有着广泛的应用，如医疗包装、医疗器械、医用敷料等。
而且聚合物材料具有生物相容性好、透明度高、消毒方便等特点，能够为医疗行业提供更加安全、便捷的方案。
2.电子与光电随着智能手机、平板电脑、智能手表等新型智能设备的普及，对应的电子制造行业也得到了迅速发展。
在这个领域中，聚合物材料具有低介电常数、低损耗、高导电性等特点，成为了替代铜基板和玻璃基板的优秀替代品。
3.包装与储存食品、药品等产品的保鲜性能是一个很重要的方面，而聚合物材料具有密封、隔氧、防潮等特点，能够更好地保护食品、药品的品质，从而更好地延长其保存时间。
4.建筑领域聚合物材料的良好耐久性可在日常使用中保持良好的稳定性，而且可以有效地替代传统的建筑材料，例如石膏板、混凝土等，进而使建筑物的结构更加轻便、耐久。
智能材料研究进展(毕业论文doc)
智能材料研究进展摘要智能材料是一门多门类、多学科交叉的科学，与物理学、材料力学、电子学、化学、仿生学、生命科学、控制理论、人工智能、信息技术、生物技术、计算机技术、材料合成与加工等诸多的前沿科学及高新技术戚戚相关、紧紧相连。
因此，它一旦有所突破，便会导致众多学科的理论创新和许多领域的技术变革，大大地推动国家科学技术的进步和综合实力的提高。
智能材料具有十分重要的现实用途和极为广阔的应用前景。
从高精尖的宇宙探索，到普通人的日常生活，智能材料都起着重要的作用。
未来社会发展的趋势是智能化。
智能化的首要问题是大力发展智能材料，智能材料的研究是材料科学研究的重要方向。
智能材料的本质特征是材料具有仿生功能，即材料能根据感受到的信息而自动判断、控制和调整以适应外界条件变化。
本文介绍了智能材料的概念、定义及智能材料的特征,阐述和评价了智能材料——形状记忆合金、电流变体材料、光致变色材料、电致变色材料、形状记忆复合材料和智能型药物释放体系等的种类、组成、特点、用途、研究现状与市场前景。
重点论述了压电陶瓷材料的制造工艺、特点、性质、研究现状及市场前景等。
论述了发展智能材料的战略意义，展望了它的发展前景。
关键词：智能材料，研究，应用，发展DEVELOPMENT PROGRESS OFSMART MATERIALSABSTRACTSmart materials is more than one categories, interdisciplinary science, and physics, mechanics, electronics, chemistry, bionics, life sciences, control theory, artificial intelligence, information technology, biotechnology, computer technology, materials synthesis and processing and many other leading edge science and very much related to high-tech, tightly linked. Therefore, once it has been a breakthrough, it will lead to many disciplines in many areas of theoretical innovation and technological change; greatly promote national scientific and technological progress and the improvement of overall strength. Smart materials is of great practical use and very broad application prospects. Explore the universe from the sophisticated to the daily lives of ordinary people, smart materials play an important role.The trends of coming society are intellectualization. The essential issue of intellectualization is to develop intelligent materials vigorously. The study of intelligent materials is a crucial direction of material science.The main characteristic of intelligent materials is bionics functions. That is, it can judge, control and adjust it automatically to adapt the change of the external environment according to accepting information.In this paper, the concept of smart materials, definitions, describes the characteristics of smart materials, intelligent materials described and evaluated - shape memory alloys, electrorheological materials, photochromic materials, electrochromic materials, shape memory composites and smart based drug delivery system, and the type, composition, characteristics, uses, current situation and market prospects. Focuses on the manufacturing process of piezoelectric ceramic materials, characteristics, nature, current situation andmarket prospects. Discusses the strategic significance of the development of intelligent materials and look forward to its future development.KEY WORDS：smart materials, research, application, development目录前言 (1)第一章绪论 (3)§1.1智能材料内涵 (3)§1.2智能材料的定义 (4)§1.3国内外发展情况 (5)§1.4智能材料的分类 (6)第二章智能材料发展现状及应用前景 (7)§2.1金属系智能材料 (7)§2.1 形状记忆合金 (7)§2.2无机非金属系智能材料 (9)§2.2.1 电流变体材料 (9)§2.2.2 光致变色材料 (11)§2.2.3 电致变色材料 (12)§2.3高分子系智能材料 (14)§2.3.1 形状记忆复合材料 (14)§2.3.2 智能型药物释放体系 (15)第三章压电陶瓷 (18)§3.1压电陶瓷的制造工艺 (18)§3.2压电陶瓷的特性 (20)§3.3压电陶瓷材料研究现状 (21)§3.3.1 一元系压电陶瓷 (21)§3.3.2 二元系压电陶瓷 (22)§3.3.3 三元系及多元系压电陶瓷 (23)§3.4压电陶瓷的应用 (23)§3.5压电陶瓷的发展趋势 (26)§3.5.1 压电复合材料 (26)§3.5.2 压电薄膜 (26)§3.5.3 无铅压电陶瓷 (27)§3.5.4 纳米压电陶瓷 (27)第四章压电陶瓷的压电效应 (29)§4.1压电陶瓷的压电效应 (29)§4.2压电陶瓷正压电效应验证试验 (29)§4.3压电陶瓷逆压电效应 (30)结论 (31)参考文献 (33)致谢 (35)前言随着高新技术的不断发展，作为现代科技三大支柱之一的新材料技术业已成为世界各国学者们争相探索和研究的热点领域。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势1. 引言1.1 智能材料的定义智能材料的定义是指一类具有自主、自适应和自响应功能的材料。
这类材料能够根据外部环境的变化或内部激励的影响，自动地做出相应的响应或行为，具有“智能”特性。
智能材料能够感知外界环境的信号或刺激，并作出相应的反应，以实现特定的功能或性能。
这种自适应性和自响应性的特点使得智能材料在各个领域具有广泛的应用前景。
智能材料与传统材料相比具有更加灵活多变的特性，能够实现多种复杂功能。
智能材料不仅可以实现形状变化、结构调节等基本功能，还可以实现自愈合、自修复、自清洁等高级功能，具有广泛的应用前景。
在工程领域中，智能材料可以被广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械等领域，能够提高产品的性能和可靠性，推动科学技术的发展进步。
1.2 智能材料的研究意义1. 创新科技发展：智能材料的研究可以推动科技领域的创新和发展，为传统材料的升级换代提供可能性，推动各个领域的技术进步。
2. 提高产品性能：智能材料拥有响应、适应、感知等特性，能够随着外部环境的变化自主调整，可以为产品提供更高的性能和稳定性，提升产品质量和竞争力。
3. 实现智能化应用：智能材料的研究为智能制造、智能健康、智能交通等领域的发展提供了重要支撑，推动物联网、人工智能等前沿技术的应用与发展。
4. 促进经济增长：智能材料的研究与应用能够创造新的产业链，推动相关产业的发展，有效带动经济增长，提高国家科技竞争力。
5. 促进社会进步：智能材料的应用范围广泛，不仅可以提升生产效率、改善生活质量，还可以应用于环境保护、医疗健康等领域，为社会进步和人类福祉做出积极贡献。
1.3 智能材料的研究现状智能材料是一种具有识别、感知、响应和控制能力的新型材料，其独特的性能使其在多个领域有着广泛的应用前景。
目前，智能材料的研究已经取得了许多重要的进展。
在智能材料的研究领域中，形状记忆合金、聚合物和液晶等材料被广泛应用于传感、控制、储能等方面。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势智能材料是一种能够感知外部环境并做出相应响应的材料，它具有自主性和适应性，可以通过自身内部结构或外部刺激来实现自我调节和控制。
近年来，随着科技的发展，智能材料逐渐成为研究热点，并在多个领域展现出了巨大的应用潜力。
本文将介绍智能材料的研究现状与未来发展趋势。
一、智能材料的研究现状1. 主要类型智能材料主要包括形状记忆材料、压电材料、磁致伸缩材料、光致变色材料等。
形状记忆材料是一种在外部刺激下能够恢复原始形状的材料，具有广泛的应用前景；压电材料能够在施加电场或机械压力时发生形变，被广泛应用于传感器、能量收集等领域；磁致伸缩材料是一种在外部磁场作用下能够发生形变的材料，可以用于智能结构和执行器等领域；光致变色材料则能够在受到光照时发生颜色变化，被广泛应用于显示技术和光学材料等领域。
2. 研究进展随着科技的进步，智能材料的研究取得了长足的进步。
近年来，研究人员利用纳米技术和生物技术改善了智能材料的性能，使其更加灵活、高效和环保；智能材料在医疗器械、柔性电子、智能纺织品等领域的应用也在不断拓展，为生产和生活带来了便利。
3. 应用领域目前，智能材料已经在多个领域得到了广泛应用。
在医疗领域，智能材料被应用于仿生器官、医疗传感器等方面，有望实现对患者的远程监测和康复治疗；在建筑领域，智能材料能够实现结构自适应和能源调控，使建筑更加节能高效；在汽车领域，智能材料可以实现自身修复和碰撞感知，提高汽车安全性能。
未来，智能材料有望在人工智能、机器人技术以及环境监测等领域得到更广泛的应用。
二、未来发展趋势1. 多功能复合材料未来，智能材料将向多功能复合材料发展，以实现更加复杂的功能需求。
具有形状记忆功能的同时能够实现自愈合和自清洁的智能材料，将为多个行业带来巨大的变革。
2. 生物仿生材料随着生物技术的发展，智能材料将向生物仿生材料方向发展，模仿生物体内的神经元和细胞，实现更加智能的自我调节和自我修复功能。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势随着科学技术的不断发展，智能材料也随之出现并逐渐得到广泛关注。
智能材料是指能够对外界环境做出反应或产生主动变化的材料，广泛应用于航空航天、电子、医疗、军事等领域。
目前，智能材料的研究方向主要集中在以下几个方面：1.响应型材料响应型材料是一种能够对外界刺激产生反应的材料。
响应型材料可根据激励类型不同分为压电材料、热响应材料、光响应材料等。
常用于开关、控制和传感器等领域。
2.形状记忆材料形状记忆材料是一种能够记住形状并在受到刺激后恢复原始形状的材料。
形状记忆材料可分为单向形状记忆材料、双向形状记忆材料等。
常用于变形、传感器、储能等领域。
3.自修复材料自修复材料是一种能够自动修复自身缺陷的材料。
自修复材料可分为活性修复材料、反应修复材料、微胶囊修复材料等。
常用于涂料、塑料、复合材料等领域。
4.智能表面涂层智能表面涂层是一种能够在接触或环境变化时产生变化的涂层。
智能表面涂层可分为摩擦削减涂层、智能防水材料、智能环保涂料等。
常用于航天、汽车、建筑等领域。
未来发展趋势：1.集成化发展未来智能材料将越来越多地融入到各行业领域中。
智能材料的集成化将成为一个趋势，多种智能材料的组合将产生更多的应用场景。
2.生物仿生趋势生物仿生是智能材料发展的重要趋势之一。
通过仿生材料的研究，人们可以学习自然界中的生物材料，并将其应用于工业和医疗等领域。
3.纳米技术的应用纳米技术被认为是智能材料发展的重要支撑。
纳米技术的发展将带来更多的新材料、新成像等应用。
总之，智能材料具有很大的开发潜力，其广泛应用可以促进各行业的发展。
智能材料的研究目前正处于快速发展阶段，其未来的发展趋势也将越来越多地向集成化、生物仿生和纳米技术等方向发展。
智能材料的研究和应用前景
智能材料的研究和应用前景智能材料指的是一种具有内部响应机制、能够感知外界环境变化以及主动进行调节反应的新材料，也称为智能结构材料或多功能材料。
智能材料的应用涉及到多个领域，包括医疗保健、交通运输、航空航天、环境保护、建筑结构和电子设备等。
随着相关技术的不断进步和新的应用场景的出现，智能材料的研究和应用前景越来越广阔。
一、智能材料的种类和特点智能材料包括多种类型，如形状记忆材料、压电材料、磁致伸缩材料、电致变色材料等。
它们与一般材料相比，具有响应速度快、精度高、能耗低、寿命长、自主性强等特点，可以自适应地感知和响应外界环境的变化，实现主动调节和控制。
二、智能材料在医疗保健中的应用在医疗保健领域中，智能材料可以用于制造生物传感器、药物控释系统、仿生组织等医疗器械和治疗设备。
比如，利用形状记忆合金材料制造小型压力传感器，可以检测血压和心率等生物指标；运用纳米材料制造药物控释系统，可以缓慢释放药物并减少不良反应；制造仿生组织，可以应用于器官移植和再生医疗等方面。
智能材料的应用可以提高治疗效果、缩短恢复时间以及减少医疗成本。
三、智能材料在交通运输中的应用智能材料在交通运输领域中的应用主要体现在汽车、飞机、高铁等交通工具的制造和维护上。
例如，在汽车制造中，智能材料可以提高汽车零件的密封性和保温性能，减少噪音和振动；在飞机制造中，智能材料可以提高机身和飞翼的刚度和强度，并减小重量，提高燃油效率；在高铁制造中，智能材料可以应用于高速列车的轨道测量和控制系统，提高行车速度和安全性。
智能材料的应用可以提高交通运输设施的安全性、舒适度、经济性和可靠性。
四、智能材料在环境保护中的应用智能材料在环境保护领域中的应用主要涉及到污染治理和能源利用两个方面。
比如，利用压电材料制造污染物传感器，可以实现在线监测和预警；利用磁致伸缩材料制造清洁能源发电机，可以实现高效能量转换和储存。
智能材料的应用可以有效地提升环境监测和污染治理的效率和准确性，同时也提高了可再生能源利用的水平。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势1. 引言1.1 智能材料的重要性智能材料是一种具有特殊功能和响应能力的材料，能够根据外部环境的变化做出自主调节和响应。
这种材料的重要性在于它们可以为各个领域提供全新的可能性和解决方案。
智能材料的出现不仅可以提升产品的性能和功能，还可以改变我们的生活方式和工作方式。
智能材料在医疗领域的应用可以帮助治疗各种疾病和提高患者的生活质量。
在建筑领域，智能材料可以增强建筑物的耐久性和安全性。
在航空航天领域，智能材料可以减轻飞行器的重量并提高其性能。
在军事领域，智能材料可以提升武器装备的效率和战斗力。
在智能穿戴设备和智能家居中，智能材料也起着至关重要的作用。
智能材料不仅可以推动科学技术的发展，还可以创造更多的商业机会和就业岗位。
有关智能材料的研究和应用将成为未来科技发展的重要方向，引领着我们走向更加智能化和高效化的社会。
1.2 研究现状概述目前，智能材料的研究已经取得了不俗的成绩，成为材料领域中的热门研究方向之一。
智能材料的研究主要集中在材料科学、力学工程、电子学、光学等领域，涉及到材料的设计、合成、性能测试等多个方面。
研究者们通过不断探索材料结构与性质之间的关系，为智能材料的开发和应用提供了坚实的基础。
目前，智能材料的研究重点主要集中在形状记忆材料、光敏材料、温度敏感材料、磁敏材料等方面。
这些材料具有各自独特的性能和应用特点，为各行业提供了丰富的选择。
在应用领域上，智能材料已经广泛应用于航空航天、生物医药、电子产品、智能传感器等多个领域，发挥着重要的作用。
智能材料的研究现状呈现出多样化的特点，各个领域都在不断推动智能材料的发展与创新。
随着科技的不断进步和人们对材料性能需求的不断提升，智能材料的研究必将迎来更加辉煌的发展前景。
1.3 研究现状分析智能材料是当前科技领域中备受关注的研究方向之一。
随着科技的不断发展，智能材料的研究也在不断深入和扩展。
目前，智能材料的研究现状主要体现在以下几个方面：智能材料的种类逐渐增多。
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压电材料类型 （PVDF） 压电聚合物聚偏氟乙烯 Polyvinylidenefluoride 压电陶瓷锆钛酸铅 Lead Zirconium Titanate （PZT） d 31 （pm / V） 28 175 g31 （mV-m / N） 240 11 k 31 0.12 0.34 特性 柔性， 轻质， 低声阻抗和机械阻抗 脆， 重， 毒性大
Calculated 7.0 35.0 6.6 30.0 12.0 23.0
measured 10.0 38.0 6.5 125.0 12.0 17.6
3.7 11.5 6.0 19.0 14.0 29.5 7.0
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1.33 1.48 0.83 0.44 0.37 0.14 18.40
P u 由公式 P u = N!计算而得； " E 由公式计算而得； " E 由Eabove T g -Ebelow T g测量而得； 通常在 0.8 ~ 1.2 之间。 P r 由热激电流法测得的实际极化值。PVDF 的介电常数极低，
［4］ 物理加工方法控制） 的 PVDF， 才能在拉伸、 极化后提供较为理想的压电特性 。拉伸高聚物可以使非
并不是任何 PVDF 都有理想的压电性能， 只有头尾接、 结晶度高于 85% ， 具有B、 （可通过 Y、 S 极性晶型
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的总等效偶极距为 8.8D， 远大于
2.1 半结晶高聚物 半结晶高聚物必须具有极性的结 2.1.1 半结晶高聚物压电效应的微观机理 要使材料产生压电性， 晶相。这种高聚物的结构是由微晶区分散于非晶区构 （见图 1a） 成的。非晶区的玻璃化转变温度决定 聚合物材料的机械性能， 而微晶区的熔融温度决定了材料的使用上限温度。压电高聚物的结晶度由 其制备方法和热历史决定。由机械激发的电响应的产生要求材料本身在结构上具有某种定向性。高 分子聚合物薄膜如聚乙烯氟化物膜经延展拉伸和电场极化后就会具有这种特性。 聚合物压电材料为获得压电性进行的极化预处理称为单畴化 （成极） ， 即在一定的温度 T 之下加 电场 E ， 维持特定的时间 。极化温度 T 、 极化场强 E 、 极化时间 ， 这些参数应按照材料极化机制适当 选择。假如 E 超过矫顽场， 移去 E 之后剩余极化并不消失。大多数半晶高聚物都有几个多态相， 其 中一些可能是极性的。机械拉伸、 退火处理、 高压极化都可以有效诱导微晶区相转变。正因为如此，
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2004 年 10 月
本文着重介绍压电聚合物的性能， 压电机理及研究进展。 1.2 压电陶瓷和压电聚合物性能比较 的压电应力常数 （d31） 比压电陶瓷要小， 然而压 与压电陶瓷和压电晶体相比， 压电聚合物 （见表 1） 电聚合物具有比压电陶瓷高很多的压电电压常数 （g31） ， 这说明它是比压电陶瓷更好的传感器材料。 同时， 聚合物材料轻质， 高韧性， 适于大面积加工和可剪裁成为复杂形状的特点也为压电聚合物传感 器和驱动器的加工提供了很大的灵活性。高聚物同时还具有高的强度和耐冲击性， 显著的低介电常 数， 柔性， 低密度， 和由此带来的对电压的高度敏感性 （优异的传感器特性） ， 低的声阻抗和机械阻抗 （对于医学和水下应用至关重要） 。高聚物还具有较高的介电击穿电压， 比压电陶瓷能够承受更高的 极化电场和工作电场。压电高聚物还可以实现在薄膜表面形成电极和选择性区域极化。基于以上优 良性能， 高聚物压电材料在技术应用领域和器件配置中占有其独特的地位。
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2Байду номын сангаас04 年 l0 月
晶区定向排列 （见图 lb） ， 电场可以辅助微晶区定向旋转。高聚物 片层平面的机械性能和电性能 （进一步决定换能响应） 为高度各 向异性或各向同性取决于单轴拉伸和双轴拉伸。电极化是通过 在高聚物厚度方向上施加电场实现的 （见图 lc） 。50 MV / m 的电 场即可有效影响高聚物微晶区取向。高聚物可以通过直接接触 法或电晕放电进行极化。电晕放电极化方法已成功地用于极化 大面积 PVDF 薄膜。 压电聚合物的单畴化将诱导分子偶极子取向， 感应场在取向 上的变化为宏观极化提供主要贡献， 形成了压电机理。假如偶极 子是刚性的， 在样品形变中维持固定的取向， 则压电反应仅由样 品厚度的变化产生， 通常称为 “尺寸效应” 。当偶极子是通过强化 学键形成时 （大多数极性聚合物如此） ， 尺寸效应是很重要的。具 体的以压电系数最高的聚偏氟乙烯的预处理过程为例： 这种碳原 子为奇数的聚合物经过机械滚压和拉伸而成为薄膜之后， 链轴上 带负电的氟离子和带正电的氢离子分别被排列在薄膜表面的对 图 熔融浇注 la PVDF 薄膜形态；lb 机械拉 应上下两边上， 可以形成尺寸为 l0 ~ 40 ! 又 伸取向后形态； m 的微晶偶极矩结构， lc 沉积电极沿薄膜厚度方向 称为! 形晶体， 再经一定时间的外电场和温度联合作用之后， 晶 极化后形态。 体内部的偶极矩进一步旋转定向， 形成了垂直于薄膜平面的碳-氟 Figure l
2 聚合物压电材料的结构要求
压电效应是许多非中心对称的陶瓷、 聚合物、 生物体系的特性。压电聚合物可以分为非晶和半结
第5期
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晶聚合物两类。半结晶和非晶的高聚物其压电效应具有不同的产生机理。虽然它们在很多方面都有 着显著的差别， 尤其是在极化稳定性上， 但无论聚合物压电材料的形态如何 （半结晶或非晶） 压电性能 的产生对聚合物结构都有着五项基本的要求： （1） 存在永久分子偶极 （偶极距 ! ） （2） ； 单位体积中偶极 的数量 （偶极浓度 N ） 必须达到一定数值； （3） 分子偶极取向排列的能力； （4） 取向形成后保持取向排列 的能力； （5） 材料在受到机械应力作用时承受较大应变的能力。 对刚性偶极模式的聚合物 （假设其所有偶极都能按拉伸和极化场方向取向） 而言， 其最终极化参 数 P u = N! 。介电松弛强度 " E 表示聚合物在通过玻璃化转变温度前后材料介电常数的变化。从表 2 所示某些无定型压电聚合物和 PVDF 极化参数数据， 可以得到非常有意思的聚合物压电性能判据。
a
H
（10
- 30
N Cm） （10 m ）
28 -3
Pua （mC / m2） 50 170 50 84 52 40 140
c
" E
b
" E
c
P remancentd （mC / m2） 16.0 25.0 5.0 50.0 10.0 14.0 40.0 ~ 55.0
P r / Pu （%） 32 17 10 60 19 35 30 ~ 42
作者简介： 胡南， 中科院广州化学研究所， 硕士研究生， 研究方向为无铅柔性压电复合材料。
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明。
聚合物压电智能材料研究新进展
胡 南，刘雪宁，杨治中
（中国科学院广州化学研究所， 广州 510650）
摘要： 聚合物压电材料已经有近 40 的历史， 近年来由于被用于智能材料而引起更多研究工作者 的关注。本文介绍了聚合物产生压电性能的机制、 分类， 判断、 评价聚合物压电性能的基本参数和指 标， 分析了不同形态聚合物压电材料的结构要求及微观机理， 介绍了材料取向、 极化机制与方法。讨 论了其主要表征和基本模拟方法， 并对压电聚合物材料的优良性能、 应用与发展前景作出了简要说 关键词： 非晶高聚物；半结晶高聚物；偶极取向；压电特性；智能材料
［2］ 正压电效应； 反之称为逆压电效应 。压电智能材料包括压电陶瓷 （如钛酸钡， 钛酸铅， 锆钛酸铅等） ，
锆钛酸铅 / 环氧树脂和 压电晶体 （如罗息尔盐， 磷酸二氢钾等） ， 压电复合材料 （如尼龙 11 / 聚偏氟乙烯， 钛酸铅 / 合成树脂等） 和压电高聚物。 压电聚合物通常为非导电性高分子材料， 从原理上讲它们不包含有可移动电子电荷。然而， 在某 些特定条件下， 带负电荷的引力中心可以被改变。不导电特性可以用两个重要的物理特性来描述： 一 个是介电常数， 它描述了在电场中的极化性， 而另一个参数是自发极化强度矢量， 它在无电场时存在。 极化性可以被机械压力或温度变化来改变， 前者称为压电效应， 后者称为热电效应。较为典型的压电
表 2 某些无定型压电聚合物和 PVDF 极化参数数据 Table 2 Polarization data for some amorphous piezoelectric polymers and PVDF
聚合物 PVC PAN PVAc PVDCN / VAc PPEN （ ） -CN APB / 0DPA B PVDF
［3］ （Kawai） 才开始了 PVDF 压电效应开拓性的研究。同期 Fukuda 也在做了大量的生物高聚物的压电 其在初始拉伸方向上显示出的压电应变系 性研究之后指出， PVDF 与生物高聚物的压电性有所不同， 数最大 （d31!d32） 。但是， 关于机电耦合系数的进一步实验弄清了垂直于聚偏氟乙烯薄膜表面， 即平行 于极化方向的压电效应， 甚至比横向更强， 其机电耦合系数 ! "20% 。在类似的聚合物， 如尼龙 11、 环
由 PAN 和 （ APB / 0DPA 的数据可以明显看到偶极浓度对于最终极化度所产生的重要影响， B-CN） 从结构上看