先进材料及其制备概述

江苏大学
10
江苏大学
11
江苏大学
12
纤维状
颗粒状
层状
片状
填充状
复合材料及其增强相的各种形态
江苏大学
13
江苏大学
14
电子信息材料
是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材 料。 主要包括单晶硅为代表的半导体微电子材料；激光晶体为代表的光 电子材料；介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料；钕铁硼 （NdFeB）永磁材料为代表的磁性材料；光纤通信材料；磁存储和 光盘存储为主的数据存储材料；压电晶体与薄膜材料；贮氢材料和 锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料等。
江苏大学
23
江苏大学
24
江苏大学
25
MWNTs/环氧复合材料在拉伸条件下的SEM照片
江苏大学
26
材料是人类技术进步的标志，是社会文明的基 础。材料的发展是人类社会进步的里程碑。
几乎所有的动物和植物都是以复合材料或复合 结构的方式构成的。复合化是材料发展的重要 趋势。 功能化、智能化，结构-功能一体化是先进材料 研究的重点方向。
江苏大学
32
气相法直接利用气体或者通过各种手段将物质变成 气体，使之在气体状态下发生物理、化学反应，最 后在冷却过程中凝聚长大形成所需材料。 气相法大致可分为气体蒸发冷凝法、化学气相反应 法、化学气相凝聚法和溅射法等。 上述各种方法各有优缺点，应根据所制材料的要求 加以选择；有些情况下，为达到最佳效果，也常同 时使用两种或多种制备技术。
先进材料制备的基本途径
智能材料及其制备概述
江苏大学
43
本讲思考题
就你感兴趣的一种先进材料，谈谈你感兴趣的 原因，并说明该材料的发展和应用趋势。
江苏大学
44
江苏大学
45
江苏大学
31
液相法涉及液相→固相的状态（相）变化，最终 材料从溶液中析出或者从熔体中凝固而来，如沉 淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。 与固相法相比：可以精确控制化学组成；容易添 加微量有效成分，制成多种成分的均一材料；容 易控制材料的组织；工业化生产成本较低。 液相法是目前实验室和工业上广泛采用的一种材 料制备方法。
江苏大学
29
1.3 先进材料制备的基本途径
先进材料制备是指通过各种手段获得特定结构或特定 物理、化学、力学等性能材料的过程。 材料制备过程，主要注重所获得材料的结构和性能， 不强调做成最终零件，但有时也涉及材料的成型过程。
材料的制备方法种类繁多，以制备过程中物料状态来 分可归纳为固相法、液相法、气相法三大类。
江苏大学
27
1.2 本课程的主要内容
制备/加工技术 制备技术 1）先进材料及其制备简介、纳米粉体制备 2）一维纳米材料、二维纳米材料制备 3）纳米复合材料、碳/碳复合材料制备 每次课留一个思考题 参考资料《纳米材料》等
江苏大学
28
课堂讲授 思考题与讨论 课程安排
5.6、5.13 、 5.20、5.27(2+1)

纳米材料大致可分为纳米粉体（零维）、纳米纤维（一维）、纳
米膜（二维）、纳米块体（三维）、纳米复合材料、纳米结构等 六类。

纳米材料与普通材料相比，力学性能有显著的变化，一些材料的
强度和硬度成倍地提高。
江苏大学
19
江苏大学
20
江苏大学
21
多壁碳纳米管的TEM、HRTEM照片
江苏大学
22
碳纳米管阵列的SEM照片
江苏大学
34
江苏大学
35
江苏大学
36
仿真硅材料像皮肤富有 弹性，不掉色、不变形。
机器人说话时会转脸， 让人真假难辨。
江苏大学
37
江苏大学
38
江苏大学
39
自愈合抗氧化仿生
不同碳材料氧化过程示意图
江苏大学
40
江苏大学
41
江苏大学
42
第一讲 先进材料及其制备概述
先进材料简介 本课程的主要内容
江苏大学
33
1.4 智能材料及其制备概述
不少材料对环境能产生自适应响应，因此提出了材 料机敏度和结构智商概念。 构成材料机敏度的关键在于材料结构的感知功能和 驱动功能，如准确性、灵敏性、重复性和持久性等 均可用于评价机敏材料的机敏程度。
一般都是复合材料，突破关键是设计、合成工艺技 术，从微观上开始设计，直到宏观上智能化的功能。
江苏大学
3
金属材料
江苏大学
4
江苏大学
5
wk.baidu.com苏大学
6
高分子材料
江苏大学
7
陶瓷材料
江苏大学
8
传统单一材料金属材料、无机非金属材料、有机 高分子材料性能、工艺、成本等各有千秋。 使用中需要扬长避短，克服单一材料的缺点 。 复合将可能产生原来单一材料所没有的新性能。
江苏大学
9
复合材料

电子信息材料的总体发展趋势是向着大尺寸、高均匀性、高完整性、 以及薄膜化、多功能化和集成化方向发展。
江苏大学
15
江苏大学
16
新能源材料
江苏大学
17
江苏大学
18
纳米材料
纳米本是一个尺度，纳米科学技术是一个融科学前沿的高技术于
一体的完整体系，它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造 自然，通过直接操作和安排原子、分子创新物质。
江苏大学
30
固相法是从固相到固相的变化来制造纳米粉体，不 伴随有气相→固相、液相→固相的状态（相）变化。 一类是将大块物质变形或分割（尺寸降低）的方法， 物质无变化，有机械粉碎法、爆炸烧结法、溶出法 （化学处理）等。 另一类是将最小单位（分子或原子）组合（构筑过 程）的方法，物质发生变化，如热分解法、固相反 应法等。
先进材料制备与加工
江苏大学 陈刚
江苏大学
第一讲 先进材料及其制备概述
先进材料简介 本课程的主要内容
先进材料制备的基本途径
智能材料及其制备概述
江苏大学
2
1.1 先进材料简介
新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广 泛，它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最 重要和最具发展潜力的领域。 电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材 料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、 磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物 医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及 化工新材料等。