功能复合材料2磁性复合材料PPT课件
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功能复合材料-2-磁性复合材料ppt课件
26.06.2020
Байду номын сангаас
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1
2. 2 聚合物基磁性复合材料
聚合物基磁性复合材料主要由强磁粉 （功能体） 、聚合物基体（黏结剂） 和加 工助剂三大部分组成。
2.2.1 无机磁粉功能体
磁粉性能的优劣与其组成、颗粒大小、粒度分 布以及制造工艺有关。
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1. 铁氧体磁粉 2. SmCo5类磁粉 3. Sm2Co17类磁粉 4. NdFeB
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非磁性基体及非磁性相的比例直接影响 到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度，它 可用下述关系式来表达：
Mr(Ms)[0(1)2]3f
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Mr(Ms)[0(1)2]3f
其中，Mr为复合磁体的剩余磁化强度；Ms为磁 性组元的饱和磁化强度；为复合磁体密度； o为 磁性组元的理论密度；为复合物中的非磁性相的 体积分数；f为铁磁性相在外磁场方向的取向度。
BaO ·Fe2O3或SrO ·Fe2O3 第一代稀土复合永磁材料 第二代稀土复合永磁材料 第三代稀土复合永磁材料
磁粉颗粒大小是影响磁性复合材料性能的重要 因素。
铁氧体和SmCo5类粉体的矫顽力是由磁体内部的晶粒形 核机制所控制，因此，当磁粉颗粒尺寸大小接近或等于单畴 尺寸大小时，其矫顽力明显提高，抗外界干扰能力明显增大。
Sm2Co17和熔融-淬火法生产的微晶NdFeB磁粉的矫顽力 是由晶粒内部畴壁钉扎所决定，其矫顽力不受颗粒大小影响， 其颗粒大小主要由填充密度和制造工艺等因素决定。
磁粉粒度分布也对磁性复合材料性能有影响。
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磁性功能材料培训课件(ppt72页).pptx
抗磁性物质：He，Ne，Ar，H2，N2，C，Si， Ge等
（2）顺磁性
χ：10-4-10-5
顺磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
顺磁性：
原子磁矩的方向是紊乱的；在外加磁场作用下趋于 沿外场方向排列，使磁质沿外场方向产生一定强度 的附加磁场。
磁化率虽小，但大于零。磁化强度随温度的升高而
下降。
顺磁金属主要有Mo，Al，Pt，Sn等。
对于3d金属及合金:λs约为 10-5—10-6。
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 物质的磁性 磁矩 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩
1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类
第一节 铁磁学基础
（3）反铁磁性
χ：10-2-10-4
反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
反铁磁性：
磁化率和温度的关系在涅耳点(TN)有一转折。在TN点以下
为反铁磁性,χ随温度升高而升高。在TN以上，χ随温度升
高而下降，表现如顺磁性行为。
反铁磁性物质中有A、B两个次晶格，其原子磁矩反平行 排列，且大小相等，自发磁化强度相互抵消，总磁矩为零 。
铁磁性物质： ①Fe、Co、Ni等纯金属。某些稀土元素如Gd（钆gá）等 ②含Fe、Co、Ni的合金及化合物； ③某些过渡元素组成的合金。
（5）亚铁磁性
χ ： 102 – 106
亚铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
亚铁磁性：
也有两个次晶格，其自发磁化的磁矩方向相反，但大小不等， 总的磁矩为两反平行排列磁矩的和，不为零。
（2） AB阶段，M 随H 急剧增长， 不可逆畴壁移动过程
（2）顺磁性
χ：10-4-10-5
顺磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
顺磁性：
原子磁矩的方向是紊乱的；在外加磁场作用下趋于 沿外场方向排列，使磁质沿外场方向产生一定强度 的附加磁场。
磁化率虽小，但大于零。磁化强度随温度的升高而
下降。
顺磁金属主要有Mo，Al，Pt，Sn等。
对于3d金属及合金:λs约为 10-5—10-6。
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 物质的磁性 磁矩 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩
1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类
第一节 铁磁学基础
（3）反铁磁性
χ：10-2-10-4
反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
反铁磁性：
磁化率和温度的关系在涅耳点(TN)有一转折。在TN点以下
为反铁磁性,χ随温度升高而升高。在TN以上，χ随温度升
高而下降，表现如顺磁性行为。
反铁磁性物质中有A、B两个次晶格，其原子磁矩反平行 排列，且大小相等，自发磁化强度相互抵消，总磁矩为零 。
铁磁性物质： ①Fe、Co、Ni等纯金属。某些稀土元素如Gd（钆gá）等 ②含Fe、Co、Ni的合金及化合物； ③某些过渡元素组成的合金。
（5）亚铁磁性
χ ： 102 – 106
亚铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
亚铁磁性：
也有两个次晶格，其自发磁化的磁矩方向相反，但大小不等， 总的磁矩为两反平行排列磁矩的和，不为零。
（2） AB阶段，M 随H 急剧增长， 不可逆畴壁移动过程
《复合材料原理》PPT课件
的树脂(如乙烯基酯树脂)为基体； 对于碱性介质：宜采用无碱玻璃纤维为增强体和耐碱性
良好的树脂(如胺固化环氧树脂)。
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15
复合材料特性：
.
16
抗拉强度与密度 之比 比强度高的材料 能承受高的应力
弹性模量与密度之 比 比模量高说明材料 轻而且刚性大
.
17
疲劳破坏的种类不同： 金属： 突发性破坏 疲劳强度极 限是其拉伸强度的30%~50% 聚合物基复合材料： 有预兆破坏 极限为拉伸强度的70%~80%
.
20
(1) 密度低 ； (2) 耐腐蚀； (3) 易氧化、老化； (4) 聚合物的耐热性通常较差； (5) 易燃； (6) 低的摩擦系数； (7) 低的导热性和高的热膨胀性； (8) 极佳的电绝缘性和静电积累； (9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。 (10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
复合材料原理
.
1
主要内容
1、绪论 2、复合材料的复合效应 3、复合材料的界面状态解析 4、复合体系的界面结合特性 5、复合体系的典型界面反应 6、复合材料的界面处理技术
.
2
7、复合材料物理和化学性能的复合规律 8 、结构复合材复合材料的起源：
.
4
二、复合材料的定义
和聚芳酰胺纤维等高模量纤维为增强剂；
☼ 4、金属、陶瓷基复合材料：上世纪70年代则又出现以
金属、陶瓷等为基体材料的复合材料。
.
7
四、复合材料的分类：
1、无机非金属基复合材料 2、聚合物基复合材料 3、金属基复合材料
基体材料不同
.
8
4.1 复合材料中的材料设计和结构设计
工程应用的角度
结构复合材料
良好的树脂(如胺固化环氧树脂)。
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15
复合材料特性：
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16
抗拉强度与密度 之比 比强度高的材料 能承受高的应力
弹性模量与密度之 比 比模量高说明材料 轻而且刚性大
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17
疲劳破坏的种类不同： 金属： 突发性破坏 疲劳强度极 限是其拉伸强度的30%~50% 聚合物基复合材料： 有预兆破坏 极限为拉伸强度的70%~80%
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20
(1) 密度低 ； (2) 耐腐蚀； (3) 易氧化、老化； (4) 聚合物的耐热性通常较差； (5) 易燃； (6) 低的摩擦系数； (7) 低的导热性和高的热膨胀性； (8) 极佳的电绝缘性和静电积累； (9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。 (10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
复合材料原理
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1
主要内容
1、绪论 2、复合材料的复合效应 3、复合材料的界面状态解析 4、复合体系的界面结合特性 5、复合体系的典型界面反应 6、复合材料的界面处理技术
.
2
7、复合材料物理和化学性能的复合规律 8 、结构复合材复合材料的起源：
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4
二、复合材料的定义
和聚芳酰胺纤维等高模量纤维为增强剂；
☼ 4、金属、陶瓷基复合材料：上世纪70年代则又出现以
金属、陶瓷等为基体材料的复合材料。
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7
四、复合材料的分类：
1、无机非金属基复合材料 2、聚合物基复合材料 3、金属基复合材料
基体材料不同
.
8
4.1 复合材料中的材料设计和结构设计
工程应用的角度
结构复合材料
2024版《复合材料》PPT课件
基体材料选择
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等，具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤，以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上，通过手工涂刷或喷涂基体材料，形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面，形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件，具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等，具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点，如纤 维增强混凝土（FRC）在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等，提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件，具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点，如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件， 提高舒适性和美观度，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质， 具有隐身、光学存储等智能特性， 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等，具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤，以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上，通过手工涂刷或喷涂基体材料，形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面，形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件，具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等，具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点，如纤 维增强混凝土（FRC）在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等，提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件，具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点，如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件， 提高舒适性和美观度，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质， 具有隐身、光学存储等智能特性， 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
磁性功能材料培训课件(ppt 57页)
磁存储材料是电子计算机存储器所用的 磁性材料。较早应用的是磁滞回线接近 矩形的矩磁材料，利用其两个剩磁态+Br 和-Br表示计算机中的“1”和“0”状态
低剩磁和恒导磁合金
65Ni-1Mn-Fe合金，经真空冶炼， 冷轧到一定厚度的薄带后，经横向 磁场处理（在T≤Tc附近的温度施加 一定强度的磁场，磁场方向与轧面 方向平行但与轧制方向垂直）后， 即可获得恒导磁和低剩磁的合金。
Fe-Si合金主要指低C（C≤0.015%，最好是≤0.005%与低 Si（Si+Al≤1%） 和Si含量在0.5%-6.5%范围内的Fe-Si软磁 合金。
（C<0.02%，Si: 1.5%～4.5%的合金）
Fe-Si相图
Si在Fe的溶解度为15%，存在、、（FeSi）、 （Fe5Si3）相。只有是铁磁性的。 BCC结构，<001>方向易磁化方向，<111>难磁化方 向
（二）定义，基本要求
软磁材料是具有低矫顽力、高磁导率的材料。
基本要求： （1）高的饱和磁感应强度 （2）低的矫顽力 （3）高的磁导率（μi，μmax） （4）稳定性要好 （5）损耗低
❖ 2.1 概述 （一）发展历史 （二）定义，基本要求 （三）分类 ❖ 2.2 电工纯铁和电工钢 ❖ 2.3 Fe-Ni合金 ❖ 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 ❖ 2.5 铁氧体软磁材料 ❖ 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
（一）电工纯铁
指纯度在99.8%以上的铁，且不含有任何故意添加的合金 化元素。
最早，最常用 资源丰富、价格低廉，具有良好的可加工 性。
影响电工纯铁性能的主要因素
1. 杂质元素 C, N, O, Mn, S, P, Ni, Cr，Cu，Al 等。
低剩磁和恒导磁合金
65Ni-1Mn-Fe合金，经真空冶炼， 冷轧到一定厚度的薄带后，经横向 磁场处理（在T≤Tc附近的温度施加 一定强度的磁场，磁场方向与轧面 方向平行但与轧制方向垂直）后， 即可获得恒导磁和低剩磁的合金。
Fe-Si合金主要指低C（C≤0.015%，最好是≤0.005%与低 Si（Si+Al≤1%） 和Si含量在0.5%-6.5%范围内的Fe-Si软磁 合金。
（C<0.02%，Si: 1.5%～4.5%的合金）
Fe-Si相图
Si在Fe的溶解度为15%，存在、、（FeSi）、 （Fe5Si3）相。只有是铁磁性的。 BCC结构，<001>方向易磁化方向，<111>难磁化方 向
（二）定义，基本要求
软磁材料是具有低矫顽力、高磁导率的材料。
基本要求： （1）高的饱和磁感应强度 （2）低的矫顽力 （3）高的磁导率（μi，μmax） （4）稳定性要好 （5）损耗低
❖ 2.1 概述 （一）发展历史 （二）定义，基本要求 （三）分类 ❖ 2.2 电工纯铁和电工钢 ❖ 2.3 Fe-Ni合金 ❖ 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 ❖ 2.5 铁氧体软磁材料 ❖ 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
（一）电工纯铁
指纯度在99.8%以上的铁，且不含有任何故意添加的合金 化元素。
最早，最常用 资源丰富、价格低廉，具有良好的可加工 性。
影响电工纯铁性能的主要因素
1. 杂质元素 C, N, O, Mn, S, P, Ni, Cr，Cu，Al 等。
19-复合材料PPT模板
结构复合材料 功能复合材料 智能复合材料
是指利用其力学性能制作结构和零件的复 合材料。
是指具有某些物理功能和效应的复合材料， 如导电、超导、磁性等复合材料
是指具有自诊断、自适应、自愈合、自决 策功能的材料，为高级复合材料。
1.2 复合材料的性能特点
比强度和比模量高
陶
瓷 抗疲劳性能好
性 能
减振性能好
双层金属复合材料 是将性能不同的两种金属用胶合或熔合等方 法复合在一起而形成的。
最简单的双层金属复合材料是将两块具有不同热膨胀系数 的金属板胶合在一起，可作为测量和控制温度的简易恒温器。
（2）塑料-金属多层复合材料
塑料-金属多层复合材料的典型代表是SF型三层复合材料，如
下图所示。
如左图所示，它是以钢为基体，以烧结
铜网或铜球为中间层，以塑料为表面层的一
种自润滑材料。其整体性能取决于基体，而
摩擦磨损性能取决于塑料。
中间层为多孔性青铜，其作用是使三层
SF型三层复合材料
之间获得较强的结合力，且一旦塑料磨损露
出青铜，也不致磨伤轴。
与单一塑料相比，这种复合材料可提高承载能力20倍，提高导热率50倍 ，降低热膨胀系数75%，因而改善了尺寸稳定性，适用于制造高应力（140 MPa）、高温（270℃）、低温（－195℃）和无油润滑条件下的各种滑动轴 承，目前已应用于汽车、矿山机械和化工机械中。
（2）碳纤维增强复合材料
碳纤维树脂复合材料
多以环氧树脂、酚醛 树脂和聚四氟乙烯等 为基体材料
碳纤维碳复合材料
以碳或石墨为基体材 料
其密度小，强度高，弹性模量大， 比强度和比模量高，抗疲劳性能优良，耐 冲击性、耐磨性及耐蚀性好，导热性好； 但碳纤维与基体的结合力低，各向异性表 现明显。
功能复合材料-PPT
EcEmVmEfVf
平行效应
显示这一效应的复合材料，它的各 组分材料在复合材料中，均保留本身 的作用，既无制约，也无补偿。
对于增强体（如纤维）与基体界 面结合很弱的复合材料，所显示的复 合效应，可以看作是平行效应。
相补效应
组成复合材料的基体与增强体，在性 能上相互补充，从而提高了综合性能，则 显示出相补效应。
另外，模仿生物体中的纤维和基体的 合理分布，通过数据库和计算机辅助设计 可望设计出性能优良的仿生功能材料。
2.1 磁性复合材料
磁性复合材料(Magnetic composite materials)是以高聚物或软金属为基体与磁 性材料复合而成的一类材料。
由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此 也有相应的软磁和硬磁复合材料。
下图显示了在1MHz高频下，复合材料 磁损耗与粉末颗粒尺寸D的关系。
从图中可看
出，粉末尺寸越
磁 损
小，损耗越低。 耗
因此，可以 通过调整磁性粉 末颗粒的尺寸来 调节损耗ＰL值。
PL/kW.m-3
磁粉粒度/ um 磁损耗与软磁粉粒度的关系
2.1.3 磁性记录与读出
记录声音和图像，然后将其读出(再生) 的过程，如下图所示。
很显然，与高密度的金属磁体或陶 瓷磁体(铁氧体)相比，复合磁体的优良加 工性能是以牺牲一部分磁性能为代价的。
非磁性基体及非磁性相的比例直接影响 到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度，它 可用下述关系式来表达：
Mr(Ms)[0(1)2]3f
Mr(Ms)[0(1)2]3f
其中，Mr为复合磁体的剩余磁化强度；Ms为磁 性组元的饱和磁化强度；为复合磁体密度； o为 磁性组元的理论密度；为复合物中的非磁性相的 体积分数；f为铁磁性相在外磁场方向的取向度。
平行效应
显示这一效应的复合材料，它的各 组分材料在复合材料中，均保留本身 的作用，既无制约，也无补偿。
对于增强体（如纤维）与基体界 面结合很弱的复合材料，所显示的复 合效应，可以看作是平行效应。
相补效应
组成复合材料的基体与增强体，在性 能上相互补充，从而提高了综合性能，则 显示出相补效应。
另外，模仿生物体中的纤维和基体的 合理分布，通过数据库和计算机辅助设计 可望设计出性能优良的仿生功能材料。
2.1 磁性复合材料
磁性复合材料(Magnetic composite materials)是以高聚物或软金属为基体与磁 性材料复合而成的一类材料。
由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此 也有相应的软磁和硬磁复合材料。
下图显示了在1MHz高频下，复合材料 磁损耗与粉末颗粒尺寸D的关系。
从图中可看
出，粉末尺寸越
磁 损
小，损耗越低。 耗
因此，可以 通过调整磁性粉 末颗粒的尺寸来 调节损耗ＰL值。
PL/kW.m-3
磁粉粒度/ um 磁损耗与软磁粉粒度的关系
2.1.3 磁性记录与读出
记录声音和图像，然后将其读出(再生) 的过程，如下图所示。
很显然，与高密度的金属磁体或陶 瓷磁体(铁氧体)相比，复合磁体的优良加 工性能是以牺牲一部分磁性能为代价的。
非磁性基体及非磁性相的比例直接影响 到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度，它 可用下述关系式来表达：
Mr(Ms)[0(1)2]3f
Mr(Ms)[0(1)2]3f
其中，Mr为复合磁体的剩余磁化强度；Ms为磁 性组元的饱和磁化强度；为复合磁体密度； o为 磁性组元的理论密度；为复合物中的非磁性相的 体积分数；f为铁磁性相在外磁场方向的取向度。
(教师参考)高中化学 4.3 复合材料课件2 鲁科版必修1
性能：耐高温、强度高、导电导热性好、 不吸湿和不易老化，密度小。
精选ppt
9
2）机身隔热复合材料：
组成
基体：陶瓷
增强体：碳纤维、碳化硅纤维、氧 化铝纤维
性能：耐高温、韧性好
精选ppt
10
精选ppt
6
二、形形色色的复合材料
1、生产生活中常用的复合材料
1）、玻璃钢
玻璃钢
基体：合成树脂 增强体：玻璃纤维
玻璃钢克服了玻璃易碎、密度较大，合成树脂强
度不够高的缺点，它具有强度高、密度小、韧性
好、耐腐、耐磨、耐撞、绝缘、产品美观、制造
方便等优良特性。可广泛用于制作小型娱乐设施、
管道、小舟、化工设施、精选小ppt 型建筑等
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2）、碳纤维复合材料
碳纤维复 合材料
基体：合成树脂 增强体：碳纤维
性能：韧性好，强度高，质量轻
应用：纺织机械和化工机械的制造，人
体组织中韧带的制作，制造高尔夫球杆、
网球拍等等体育用具
精选ppt
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2、航空、航天领域的复合材料 1）机翼、机身、导弹壳体和尾翼的复合材料 组成
基体：金属
增强体：纤维（碳纤维、硼纤维、碳 化硅纤维、氧化铝纤维等）
精选ppt
3
归纳
1、复合材料的概念：
将两种或两种以上的性质不同的材料经过 特殊的加工制成的材料称为复合材料。
2、复合材料的组成：
基体― 起粘结作用
复合材料
增强体―起骨架作用
精选ppt
4
3、复合材料的特性：
复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥 补它们的不足，而且由于各组份之间的相互 协同作用，产生了优于原材料的新的性能。
第4章 材料家族中的元素 第3节 复合材料
电子产品结构材料之复合材料PPT(19张)
2.纳米磁性材料复合材料 制备时将纳米磁性材料如Fe3O4包覆在SiO2等材料表面.形成纳米磁性 材料复合材料，有良好的电波吸收功能，所以也是一种飞机隐身材料。
第六讲 复合材料
* 金属、金属氧化物和某些非金属材料的纳米级超细粉在细化过 程中处于表面的原子数越来越多，增大了纳米材料的活性。在微 波的辐射下，原子核电子活动加剧，促使磁化，使电子能转化为 热能，从而增加了对电磁波的吸收，同时金属的高反射性能使材 料具有良好的红外辐射性能。 * 纳米隐身材料大多是以磁性金属纳米材料为主体构成的纳米复 合材料。纳米隐身材料具有纳米尺寸效应、界面效应、纳米非均 匀性和各向异性等特点，可在微波频段实现高磁导率、高磁损耗， 达到宽频带强吸收的目的。
商。一种硼纤维复合材料如下表所示。
第六讲 复合材 料
表6-2 硼纤维光纤复合 材料
第六讲 复合材 料
小结：
n 复合材料是材料 科技的一个发展 方向。
•
1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。
•
2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。
第六讲 复合材料
6.3 塑木复合材料 1.塑木复合材料（Wood Plastic Composite，WPC） 是采用木纤维或植物纤维以各种不同的形态作为增强材料或填料， 经过预处理后使之与热塑性树脂（PP、PE、PVC等）或其他材料复 合而成的一种新型环保复合型材料。这种材料在反腐、防水、强度 方面大大优于木材。
第六讲 复合材
料
* IBM很早就采用了碳纤维制造笔记本电脑，如全球售出200万台 的IBM 600系列笔记本电脑。据该公司的报告称碳纤维强韧 性是铝镁合金的两倍。
第六讲 复合材料
* 金属、金属氧化物和某些非金属材料的纳米级超细粉在细化过 程中处于表面的原子数越来越多，增大了纳米材料的活性。在微 波的辐射下，原子核电子活动加剧，促使磁化，使电子能转化为 热能，从而增加了对电磁波的吸收，同时金属的高反射性能使材 料具有良好的红外辐射性能。 * 纳米隐身材料大多是以磁性金属纳米材料为主体构成的纳米复 合材料。纳米隐身材料具有纳米尺寸效应、界面效应、纳米非均 匀性和各向异性等特点，可在微波频段实现高磁导率、高磁损耗， 达到宽频带强吸收的目的。
商。一种硼纤维复合材料如下表所示。
第六讲 复合材 料
表6-2 硼纤维光纤复合 材料
第六讲 复合材 料
小结：
n 复合材料是材料 科技的一个发展 方向。
•
1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。
•
2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。
第六讲 复合材料
6.3 塑木复合材料 1.塑木复合材料（Wood Plastic Composite，WPC） 是采用木纤维或植物纤维以各种不同的形态作为增强材料或填料， 经过预处理后使之与热塑性树脂（PP、PE、PVC等）或其他材料复 合而成的一种新型环保复合型材料。这种材料在反腐、防水、强度 方面大大优于木材。
第六讲 复合材
料
* IBM很早就采用了碳纤维制造笔记本电脑，如全球售出200万台 的IBM 600系列笔记本电脑。据该公司的报告称碳纤维强韧 性是铝镁合金的两倍。
4第四讲 导电功能与复合材料1 (2)-15页PPT精选文档
第三章 导电功能与复合材料
一、概述
电导率：
电流密度/电场强度
电阻率：
单位
室温下，不同材料的电导率
二、金属导电பைடு நூலகம்机制
纯金属
金属的电阻率随温度的降低而降低， 最终达到一个有限值
为线性温度系数
Matthiessen公式（rule）：
晶格原子在平衡位置的 热振动+掺杂+缺陷
Cu和Cu-Ni合金的电阻率随温度的关系
Kondo效应（effect）: 如含少量Fe的Cu，在低温下电阻率出现一 个极小值（磁矩的散射作用）。
用途： 热阻材料：镍铬铁合金；碳复合材料
超导性
超导体是在一临界温度下电阻率极小（比正常材料小至少1016）或 者等于零的材料。 临界温度：0.01K-130K
超导材料：27种单质、大量的合金、含Cu、O的陶瓷、硒或硫基的聚合物 一些金属在很大压力下也可以表现出超导性，如Ce
二、半导体导电机制
1. 本征半导体
0 K下不导电 温度升高，在价 带产生空穴；导带 产生电子；即载流 子而发生导电。导 电性随温度的升高 而升高.
随着原子间距的减小，能级、能级展宽成带、带的交叠。
Si沿着X方向的能带结构。
2. 掺杂半导体：
图8.7
n-型半导体：施主掺杂； 电子是主要载流子
弛豫时间：
量子力学角度分析：
二维速度空间的电子速度（a）平衡下（b）应用电场后。 除去阴影部分的电子，其他电子都有相应的具有大小相等、 方向相反的电子和其抵消；只有具有阴影部分中速度的电 子没有被抵消，所以只有这部分电子对材料的传导起作用。
合金
在溶质浓度较低时，随着溶质浓度的增加，合金电阻率增加； 斜率保持不变 原因：
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μr(V) = 1 + A V
μr 相对磁导率；
A 依赖于磁性材料性能、形状和填充量的系数； V 磁性材料填充的体积分数。
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随着填充比例的增加，磁导率明显偏离线性。
μr(V) = 1 + B V 2 B，磁感应强度。
对于填充两种或两种以上不同尺寸磁粉及不 同尺寸分布和形状的混杂磁性复合材料，如果其 粒子形态相似而磁性能不同，则μr 与各磁性材料
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2. 2 聚合物基磁性复合材料
聚合物基磁性复合材料主要由强磁粉 （功能体） 、聚合物基体（黏结剂） 和加 工助剂三大部分组成。
2.2.1 无机磁粉功能体
磁粉性能的优劣与其组成、颗粒大小、粒度 分布以及制造工艺有关。
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2
1. 铁氧体磁粉 2. SmCo5类磁粉 3. Sm2Co17类磁粉 4. NdFeB
体积分数V i 的关系可表示为：
μr(V1，V2) = 1 + B1V2 2+ B2V2 2
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2.3.2 磁性复合材料的分类
由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此也有 相应的软磁和硬磁复合材料。
此外，强磁性(铁磁性和亚铁磁性)细微颗粒涂 覆在高聚物材料带上或金属盘上形成磁带或磁盘 用于磁记录，也是一类非常重要的磁性复合材料， 又如与液体混合形成磁流体等。
2. 磁性复合材料
2. 1 概述
磁性复合材料(Magnetic composite materials)是以高聚物或软金属为基体与磁 性功能体复合而成的一类材料。
1.无机磁性材料与聚合物基体构成的复合材料。 2.无机磁性材料与低熔点金属基体构成的复合材料。
3. 有机聚合物磁性材料与聚合物基体构成的固态复合材料。 4. 以无机磁性材料与载液构成的液态复合材料-磁流变体。
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Mr(Ms)[0(1)2]3f
其中，Mr为复合磁体的剩余磁化强度；Ms为磁 性组元的饱和磁化强度；为复合磁体密度； o为 磁性组元的理论密度；为复合物中的非磁性相的 体积分数；f为铁磁性相在外磁场方向的取向度。
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由于复合永磁材料的易成形和良好加工 性能，因此常用来制作薄壁的微型电机使用 的环状定子，例如计算机主轴电机，钟表步 进电机等。
BaO ·Fe2O3或SrO ·Fe2O3 第一代稀土复合永磁材料 第二代稀土复合永磁材料 第三代稀土复合永磁材料
磁粉颗粒大小是影响磁性复合材料性能的重 要因素。
铁氧体和SmCo5类粉体的矫顽力是由磁体内部的晶粒形 核机制所控制，因此，当磁粉颗粒尺寸大小接近或等于单畴 尺寸大小时，其矫顽力明显提高，抗外界干扰能力明显增大。
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永磁复合材料的功能组元是磁性粉末， 高聚物和软金属起到粘结剂的作用。
其中，高聚物使用较为普遍，常用的 有环氧树脂、尼龙和橡胶等材料。
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永磁复合材料的制造方法常采用模压、 注塑、挤压等工艺技术。
对于软金属粘结工艺来说，由于它较为 复杂，因此除磁体要求在较高温度下(＞200 ℃)使用外，很少采用这种金属基复合磁体。
Sm2Co17和熔融-淬火法生产的微晶NdFeB磁粉的矫顽力 是由晶粒内部畴壁钉扎所决定，其矫顽力不受颗粒大小影响， 其颗粒大小主要由填充密度和制造工艺等因素决定。
磁粉粒度分布也对磁性复合材料性能有影响。
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通常较大尺寸的金属软磁材料，其相对 磁导率 r 随驱动频率的增大而急速下降， 如下图所示：
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Fe--Si---Al粉末颗粒复合体相对磁导率随驱动频率的变化
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复合永磁材料的良好成型性，使其适用 于制作体积小、形状复杂的永磁体。如汽车 仪表用磁体，磁推轴承及各类蜂鸣器等。
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复合永磁材料的功能体可看作是各类 磁体粉末（如铁氧体、铝镍钴、Sm--Co、 Nd--Fe--B等）制成的粘结磁体。
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2.2.2 聚合物基体
分为橡胶类、热固性树脂类和热塑性树脂类 三种。
2.2.3 加工助剂
为了改善复合体系的流动性，常加入各种助 剂以提高磁功能体沿易磁化轴的方向取向和提高 磁粉含量，常使用一些硬脂酸盐润滑剂、偶联剂 及增塑剂等。其中硅烷偶联剂同时对提高磁功能 体的抗氧化能力起到一定作用。
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2.3.3 磁性复合材料的应用
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2.4 永磁复合材料
典型的永磁材料包括永磁铁氧体、铝镍 钴以及稀土永磁材料。
一般情况下，永磁材料的密度较高， 脆而硬，不易加工成复杂的形状。
但是，制成高聚物基或软金属基复合 材料后，上述难加工的缺点可得到克服。
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很显然，与高密度的金属磁体或陶 瓷磁体(铁氧体)相比，复合磁体的优良加 工性能是以牺牲一部分磁性能为代价的。
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非磁性基体及非磁性相的比例直接影响 到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度，它 可用下述关系式来表达：
Mr(Ms)[0(1)2]3f
也可以选用两种或两种以上的不同磁 粉与高分子材料复合，以便得到更宽范围 的实用性能。
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2.5 软磁复合材料
电器元件的小型化，导致磁路中追求更 高的驱动频率，为此应用的软磁材料，除在 静态磁场下经常要求的高饱和磁化强度和高 磁导率外，还要求它们具有低的交流损耗PL磁性复合材料的制备工艺
常采用模压、注塑、挤压等工艺技术。
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NdFeB/环氧树脂复合材料 的性能与成型压力的关系
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2.3 磁性复合材料的性能、分类及应用
2.3.1 磁性复合材料性能与填充磁体含量的关系 对低填充量的颗粒状磁性功能体填充的复合材料：
μr 相对磁导率；
A 依赖于磁性材料性能、形状和填充量的系数； V 磁性材料填充的体积分数。
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随着填充比例的增加，磁导率明显偏离线性。
μr(V) = 1 + B V 2 B，磁感应强度。
对于填充两种或两种以上不同尺寸磁粉及不 同尺寸分布和形状的混杂磁性复合材料，如果其 粒子形态相似而磁性能不同，则μr 与各磁性材料
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2. 2 聚合物基磁性复合材料
聚合物基磁性复合材料主要由强磁粉 （功能体） 、聚合物基体（黏结剂） 和加 工助剂三大部分组成。
2.2.1 无机磁粉功能体
磁粉性能的优劣与其组成、颗粒大小、粒度 分布以及制造工艺有关。
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1. 铁氧体磁粉 2. SmCo5类磁粉 3. Sm2Co17类磁粉 4. NdFeB
体积分数V i 的关系可表示为：
μr(V1，V2) = 1 + B1V2 2+ B2V2 2
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2.3.2 磁性复合材料的分类
由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此也有 相应的软磁和硬磁复合材料。
此外，强磁性(铁磁性和亚铁磁性)细微颗粒涂 覆在高聚物材料带上或金属盘上形成磁带或磁盘 用于磁记录，也是一类非常重要的磁性复合材料， 又如与液体混合形成磁流体等。
2. 磁性复合材料
2. 1 概述
磁性复合材料(Magnetic composite materials)是以高聚物或软金属为基体与磁 性功能体复合而成的一类材料。
1.无机磁性材料与聚合物基体构成的复合材料。 2.无机磁性材料与低熔点金属基体构成的复合材料。
3. 有机聚合物磁性材料与聚合物基体构成的固态复合材料。 4. 以无机磁性材料与载液构成的液态复合材料-磁流变体。
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Mr(Ms)[0(1)2]3f
其中，Mr为复合磁体的剩余磁化强度；Ms为磁 性组元的饱和磁化强度；为复合磁体密度； o为 磁性组元的理论密度；为复合物中的非磁性相的 体积分数；f为铁磁性相在外磁场方向的取向度。
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功能复合材料
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由于复合永磁材料的易成形和良好加工 性能，因此常用来制作薄壁的微型电机使用 的环状定子，例如计算机主轴电机，钟表步 进电机等。
BaO ·Fe2O3或SrO ·Fe2O3 第一代稀土复合永磁材料 第二代稀土复合永磁材料 第三代稀土复合永磁材料
磁粉颗粒大小是影响磁性复合材料性能的重 要因素。
铁氧体和SmCo5类粉体的矫顽力是由磁体内部的晶粒形 核机制所控制，因此，当磁粉颗粒尺寸大小接近或等于单畴 尺寸大小时，其矫顽力明显提高，抗外界干扰能力明显增大。
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永磁复合材料的功能组元是磁性粉末， 高聚物和软金属起到粘结剂的作用。
其中，高聚物使用较为普遍，常用的 有环氧树脂、尼龙和橡胶等材料。
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功能复合材料
12
永磁复合材料的制造方法常采用模压、 注塑、挤压等工艺技术。
对于软金属粘结工艺来说，由于它较为 复杂，因此除磁体要求在较高温度下(＞200 ℃)使用外，很少采用这种金属基复合磁体。
Sm2Co17和熔融-淬火法生产的微晶NdFeB磁粉的矫顽力 是由晶粒内部畴壁钉扎所决定，其矫顽力不受颗粒大小影响， 其颗粒大小主要由填充密度和制造工艺等因素决定。
磁粉粒度分布也对磁性复合材料性能有影响。
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通常较大尺寸的金属软磁材料，其相对 磁导率 r 随驱动频率的增大而急速下降， 如下图所示：
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Fe--Si---Al粉末颗粒复合体相对磁导率随驱动频率的变化
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复合永磁材料的良好成型性，使其适用 于制作体积小、形状复杂的永磁体。如汽车 仪表用磁体，磁推轴承及各类蜂鸣器等。
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复合永磁材料的功能体可看作是各类 磁体粉末（如铁氧体、铝镍钴、Sm--Co、 Nd--Fe--B等）制成的粘结磁体。
5
2.2.2 聚合物基体
分为橡胶类、热固性树脂类和热塑性树脂类 三种。
2.2.3 加工助剂
为了改善复合体系的流动性，常加入各种助 剂以提高磁功能体沿易磁化轴的方向取向和提高 磁粉含量，常使用一些硬脂酸盐润滑剂、偶联剂 及增塑剂等。其中硅烷偶联剂同时对提高磁功能 体的抗氧化能力起到一定作用。
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2.3.3 磁性复合材料的应用
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2.4 永磁复合材料
典型的永磁材料包括永磁铁氧体、铝镍 钴以及稀土永磁材料。
一般情况下，永磁材料的密度较高， 脆而硬，不易加工成复杂的形状。
但是，制成高聚物基或软金属基复合 材料后，上述难加工的缺点可得到克服。
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很显然，与高密度的金属磁体或陶 瓷磁体(铁氧体)相比，复合磁体的优良加 工性能是以牺牲一部分磁性能为代价的。
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非磁性基体及非磁性相的比例直接影响 到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度，它 可用下述关系式来表达：
Mr(Ms)[0(1)2]3f
也可以选用两种或两种以上的不同磁 粉与高分子材料复合，以便得到更宽范围 的实用性能。
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2.5 软磁复合材料
电器元件的小型化，导致磁路中追求更 高的驱动频率，为此应用的软磁材料，除在 静态磁场下经常要求的高饱和磁化强度和高 磁导率外，还要求它们具有低的交流损耗PL磁性复合材料的制备工艺
常采用模压、注塑、挤压等工艺技术。
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NdFeB/环氧树脂复合材料 的性能与成型压力的关系
功能复合材料
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2.3 磁性复合材料的性能、分类及应用
2.3.1 磁性复合材料性能与填充磁体含量的关系 对低填充量的颗粒状磁性功能体填充的复合材料：