01功能材料概述.
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一汽车材料基本知识
等。
塑料具有重量轻、耐腐蚀、绝 缘性好、加工方便等优点，能 够提高汽车的燃油经济性和安
全性。
常见的汽车塑料材料包括聚丙 烯、聚碳酸酯、ABS等，它们具 有不同的性能特点，适用于不 同的汽车部件。
塑料的发展趋势是高性能化、 环保化和低成本化，未来将有 更多高性能的塑料材料应用于 汽车工业。
橡胶
01
橡胶在汽车中主要用于密封、减震、传递动力等，如轮胎、减震器、 传送带等。
玻璃的发展趋势是轻量化、节能化和安全性提高，未 来将有更多高性能的玻璃材料应用于汽车工业。
玻璃在汽车中主要用于车窗、挡风玻璃等。
汽车玻璃材料主要包括普通玻璃和安全玻璃，它 们具有不同的性能特点，适用于不同的汽车部件 。
陶瓷
陶瓷在汽车中主要用于发动 机部件、传感器、燃烧高、耐高温、 耐腐蚀等优点，能够提高汽
详细描述
在汽车零部件方面，复合材料可以用于制造发动机罩、 车门、翼子板、车顶等部件。这些部件通常需要承受较 大的压力和重量，并且需要具有良好的外观和防腐性能 。复合材料的轻质和高强度特性使得它们成为这些部件 的理想选择。此外，复合材料还可以用于制造汽车内部 装饰件，如座椅、仪表盘和车门内饰等。这些部件需要 具有良好的舒适性和美观度，而复合材料的多样性和可 塑性使得它们能够满足这些要求。
复合材料的强度和刚性通常优于传统材料，能够承受更大的压力和提供更好的抗震性能。此外，复合材料的耐腐 蚀性和抗氧化性也优于金属材料，可以在恶劣的环境中保持稳定的性能。此外，复合材料的隔热性能也较好，能 够有效地阻隔热量的传递。
复合材料在汽车工业中的应用
总结词
复合材料在汽车工业中得到了广泛的应用，主要用于 制造汽车零部件和车身。
汽车材料的重要性
安全性
塑料具有重量轻、耐腐蚀、绝 缘性好、加工方便等优点，能 够提高汽车的燃油经济性和安
全性。
常见的汽车塑料材料包括聚丙 烯、聚碳酸酯、ABS等，它们具 有不同的性能特点，适用于不 同的汽车部件。
塑料的发展趋势是高性能化、 环保化和低成本化，未来将有 更多高性能的塑料材料应用于 汽车工业。
橡胶
01
橡胶在汽车中主要用于密封、减震、传递动力等，如轮胎、减震器、 传送带等。
玻璃的发展趋势是轻量化、节能化和安全性提高，未 来将有更多高性能的玻璃材料应用于汽车工业。
玻璃在汽车中主要用于车窗、挡风玻璃等。
汽车玻璃材料主要包括普通玻璃和安全玻璃，它 们具有不同的性能特点，适用于不同的汽车部件 。
陶瓷
陶瓷在汽车中主要用于发动 机部件、传感器、燃烧高、耐高温、 耐腐蚀等优点，能够提高汽
详细描述
在汽车零部件方面，复合材料可以用于制造发动机罩、 车门、翼子板、车顶等部件。这些部件通常需要承受较 大的压力和重量，并且需要具有良好的外观和防腐性能 。复合材料的轻质和高强度特性使得它们成为这些部件 的理想选择。此外，复合材料还可以用于制造汽车内部 装饰件，如座椅、仪表盘和车门内饰等。这些部件需要 具有良好的舒适性和美观度，而复合材料的多样性和可 塑性使得它们能够满足这些要求。
复合材料的强度和刚性通常优于传统材料，能够承受更大的压力和提供更好的抗震性能。此外，复合材料的耐腐 蚀性和抗氧化性也优于金属材料，可以在恶劣的环境中保持稳定的性能。此外，复合材料的隔热性能也较好，能 够有效地阻隔热量的传递。
复合材料在汽车工业中的应用
总结词
复合材料在汽车工业中得到了广泛的应用，主要用于 制造汽车零部件和车身。
汽车材料的重要性
安全性
电子功能材料
什么是电子功能材料？定义1：所谓电子功能材料，是以发挥其物理性能（如电、磁、光、声、热等）或物理与物理性能之间、力学与物理性能之间、化学与物理性能之间相互转换的特性为主而主要用于电子信息工业的材料定义2：根据在器件中所起的作用，可将电子功能材料定义为：凡具有能量与信息的发射、吸收、转换、传输、存储、控制与处理功能特性之一或者是直接参与保障这些功能特性顺利发挥而主要用于电子信息工业的材料。
定义3：具有某种功能效应的材料。
功能效应是指材料的光、电、磁、热、声等物理特性以及这些物理特性参量之间的相互耦合（转换）效应。
有哪些电子功能材料？1.按电子材料的用途分类，通常把电子材料分为结构电子材料[能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性等）稳定的一类材料]和功能电子材料[指除强度性能外，还有其特殊功能，如能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的材料；在应用中，主要是其功能而不是机械力学性能] 2.按组成分类，从化学作用的角度，可以将电子材料分为无机电子材料[又可分为金属材料（以金属键结合）和非金属材料（硅等元素半导体、金属的氧化物、碳化物、氮化物等，他们以离子键和共价键结合）]和有机（高分子材料）电子材料[主要是由碳、氢、氧、氮、氯、氟等组成的高分子材料，大部分是以共价键和分子键结合]电子功能材料有些什么作用？什么是标量、矢量及二阶张量？它们的下标数、分量数各为多少?无方向的物理量，称为标量（也称零阶张量）。
它们完全由给定的某一数值来确定；与方向有关的物理量，称为矢量（也称一阶张量）。
它们不仅有大小，而且有一定的方向；n维空间n*n的矩阵即二阶张量。
下标数0、1、2.量数1、3、9.求和规则是什么？根据求和规则如何表示∑==31jjijiEDε)3,2,1(=i两个矢量之间的关系，如试证明矢量的变换定律与二阶张量的变换定律当某一项中有重复出现的下标时，则自动按该下标求和，因此，上式可表示为：D i=D DD D D (i, j =1,2,3) j——求和下标i——自由下标上式可按j展开，进而可写出Di的三个分量，则D i=εi1E1+εi2E2+εi3E3诺埃曼原则晶体物理性质的对称元素应当包含晶体的宏观对称元素（即点群的对称元素），也就是说，晶体物理性质的对称性可以高于晶体点群的对称性，但不能低于晶体点群的对称性，而至少二者是一致的。
金属功能材料
液相急冷法是一种制备金属功能材料的方法， 通过将熔融的金属迅速冷却，制备出具有所需 性能和结构的金属功能材料。
液相急冷法可以通过控制冷却速度和冷却方式， 实现材料的优化设计和制造，提高材料的性能和 可靠性。
03 金属功能材料的性能优化
合金化
总结词
合金化是金属功能材料性能优化的重要手段之一，通过添加合金元素，可以改变材料的物理、化学和机械性能。
01
03
熔炼法具有生产效率高、成本低、可加工大尺寸和复 杂形状等特点，是制备金属功能材料的重要手段之一。
04
熔炼法可以通过控制熔炼温度、熔炼时间和冷却速度 等参数，实现材料的优化设计和制造，提高材料的性 能和可靠性。
化学沉积法
化学沉积法是一种制备金属功 能材料的方法，通过化学反应 将金属离子还原成金属原子， 并在基材表面沉积形成金属功
金属功能材料
目录
CONTENTS
• 金属功能材料概述 • 金属功能材料的制备技术 • 金属功能材料的性能优化 • 金属功能材料的典型应用 • 金属功能材料的环境影响与可持续发展 • 金属功能材料的研究前沿与展望
01 金属功能材料概述
定义与分类
定义
金属功能材料是指具有特定物理或化 学功能的材料，这些功能包括但不限 于磁性、导电性、超导性、热敏性、 光敏性和催化性等。
性能、物理性能和化学性能的复合材料。
低成本化
总结词
低成本化是金属功能材料的另一个重要发展方向，旨在 通过降低生产成本、提高资源利用率等方式，降低金属 功能材料的应用成本。
详细描述
金属功能材料的生产成本较高，限制了其在一些领域的 应用。为了扩大金属功能材料的应用范围，研究者们致 力于降低其生产成本。例如，通过优化制备工艺、开发 低成本原料、提高资源利用率等方式，可以降低金属功 能材料的生产成本。此外，通过回收再利用废旧金属材 料，也可以降低金属功能材料的成本。
《功能材料》课件
化学气相沉积是利用气态 物质在加热的基材表面发 生化学反应，生成固态沉 积物的制备方法。
电化学沉积是利用电解液 中的离子在电极上发生氧 化还原反应，生成固态沉 积物的制备方法。
溶胶-凝胶法是利用溶液 中的前驱体在加热条件下 发生水解和缩聚反应，形 成凝胶，再经过干燥和热 处理得到固态产物的方法 。
生物法
应用领域拓展挑战
虽然功能材料在某些领域已经得到了广泛应用， 但在其他领域的应用还比较有限，需要进一步拓 展其应用领域。
功能材料的发展前景
01
02
03
广泛应用
随着科技的不断发展，功 能材料的应用领域将越来 越广泛，如能源、环保、 医疗、航空航天等。
创新发展
未来功能材料将不断涌现 出新的品种和性能更优的 材料，如新型高温超导材 料、纳米材料等。
产业升级
随着功能材料产业的不断 发展，将促进相关产业升 级和转型，如智能制造、 新能源等。
THANKS
谢谢
利用功能材料实现高效储能， 如锂离子电池和超级电容器。
电子信息领域
总结词
功能材料在电子信息领域中具有广泛 的应用，涉及集成电路、显示技术、 通信技术等。
集成电路
利用功能材料制造微电子器件，实现 高速、低功耗的集成电路。
显示技术
利用功能材料制造液晶显示器、有机 发光二极管显示器等显示器件。
通信技术
利用功能材料实现高速、大容量的通 信传输，如光纤通信和5G通信。
生物医学领域
总结词
功能材料在生物医学领域中具有重要应用，涉及 医疗器械、药物传递、生物成像等。
药物传递
利用功能材料实现药物的靶向传递和控释，提高 药物的疗效和降低副作用。
ABCD
常用工程材料最终
高分子复合材料广泛应用于建筑、汽 车、航空航天、电子等领域，可以提 高材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐 蚀性等性能。
高分子复合材料的制备方法包括物理 和化学方法，如共混、增强、交联等。
高分子纳米材料
高分子纳米材料是一种新型的纳米级材料，具有尺寸小、比表面积大、 表面效应显著等特点。
高分子纳米材料的制备方法包括自组装、模板合成、化学气相沉积等。
碳纤维复合材料具有高强度、 高刚性、轻量化的特点，广泛 应用于航空、航天、汽车、体 育器材等领域。
碳纤维复合材料的缺点是制造 成本较高，加工难度较大。
树脂基复合材料
树脂基复合材料是以树脂为基体，加入增强材料、填料、颜料等经过加工而成的复 合材料。
树脂基复合材料具有轻量、高强度、高耐久性的特点，广泛应用于建筑、汽车、船 舶等领域。
等领域。
高分子合成材料的种类繁多，包 括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等 塑料，以及合成橡胶和合成纤维
等。
高分子合成材料的生产过程中需 要使用聚合反应，通过控制反应 条件和添加各种添加剂来调节材
料的性能。
高分子复合材料
高分子复合材料是由两种或两种以上 材料组成的新型材料，通过将不同的 材料组合在一起，可以发挥各自的优 势，提高材料的综合性能。
导电材料
导电材料
用于传输电流，导电材料应具有较低的电阻和较高的电导率。
导电材料的种类
包括金属、石墨烯、导电聚合物等。这些材料广泛应用于电线电缆、 电池、电磁屏蔽等领域。
导电材料的性能要求
需要具有良好的导电性能、机械性能、化学稳定性和环境适应性。
磁性材料
磁性材料
01
用于产生磁场或受到磁场作用，磁性材料应具有较高的磁导率
应用领域
功能材料PPT系列：材料科学基础PPT
功能聚合物的制备与应用
• 复合材料：将聚合物与其他材料复合，形成具有 特殊功能的复合材料。
功能聚合物的制备与应用
工程塑料
用于制造机械、汽车和航空等领域的结构部件。
高分子材料
用于制造塑料袋、包装材料、管道等日常用品。
高分子纤维
用于制造纺织品、防护服和复合材料等。
功能金属的制备与应用
熔炼法
将金属原料加热至熔融状态，再冷却凝固得到金属材料。
随着科技的不断发展，功能材料呈现 出以下几个发展趋势。首先，新材料 不断涌现，如石墨烯、碳纳米管等新 型纳米材料；其次，复合材料成为研 究热点，通过将不同性质的材料进行 组合，可以获得优异的综合性能；最 后，智能化和多功能化成为未来发展 的方向，如智能传感器、自适应材料 等。
功能材料的挑战
尽管功能材料已经取得了很大的进展 ，但仍面临一些挑战。首先，新材料 研发需要大量的时间和资金投入，且 成功率较低；其次，复合材料的界面 结合和性能调控难度较大；最后，智 能化和多功能化需要解决多物理场耦 合和系统集成等难题。
微纳合成法
在微米和纳米尺度上合成材料 的技术，如纳米颗粒、纳米线
等。
材料制备的工艺
熔炼法
将原料加热至熔化，再经冷却、凝固而获得 材料的方法。
压延法
通过施加压力将熔融状态的原料压制成片状 或膜状的方法。
烧结法
将粉末状的原料加热至高温，使其发生固相 反应而形成致密材料的方法。
涂覆法
将材料涂覆在基材表面，以达到防护、装饰 等目的的方法。
功能材料广泛应用于各个领域，如电 子信息产业、新能源产业、生物医药 产业等。例如，磁性材料用于制造各 种电机、变压器和磁记录设备；光学 材料用于制造各种光学仪器、镜头和 显示器件；半导体材料用于制造集成 电路、微电子器件和太阳能电池等。
光学功能材料课件
为了实现可持续发展，光学功能材料 产业需要注重循环经济。通过回收、 再利用废弃的光学元件和材料，减少 对自然资源的依赖，降低环境负担。 同时，推动产学研合作，加强技术创 新和人才培养，为光学功能材料的可 持续发展提供有力支持。
THANKS
感谢观看
太阳能电池
太阳能电池中的减反射膜能够 减少入射光的反射损失，提高
光电转换效率。
05
新型光学功能材料
光子晶体
定义
光子晶体是一种具有周期性折射 率变化的介质，能够影响光的传
播行为。
特性
光子晶体具有禁带特性，即某些特 定频率的光不能在其中传播，类似 于电子在半导体中的行为。
应用
光子晶体可用于制造高效的光子器 件，如光子晶体激光器、光子晶体 光纤等。
光学功能材料课件
• 光学功能材料概述 • 光学玻璃 • 光学晶体 • 光学薄膜 • 新型光学功能材料 • 光学功能材料的未来发展趋势
01
光学功能材料概述
光学功能材料的定义
定义描述
光学功能材料是指那些具有特殊 光学性质，能够通过光的吸收、 发射、传输、调制等实现一种或 多种特定光学功能的材料。
特征说明
光学玻璃
如冕玻璃、火石玻璃等，具有优异的成像质量和光学稳定 性，用于制造各类透镜、棱镜和窗口。
非线性光学晶体
如磷酸二氢钾（KDP）、铌酸锂（LiNbO3）等，能够实 现光频转换、光开关、光调制等功能，应用于激光技术、 光通讯和光信息处理中。
光学功能材料的应用领域
01
02
03
04
05
光电子领域：用于制造 光电子器件，如激光器 、光放大器、光调制器 等。
02
光学玻璃
光学玻璃的定义和性质
功能材料及物理性能实验
详细描述
金属功能材料还具有高强度、耐磨和耐腐蚀等特 性，如不锈钢、钛合金等，广泛应用于机械、化 工等领域。
陶瓷功能材料
总结词
硬度高、耐高温、绝缘性好
总结词
独特的物理和化学性质
详细描述
陶瓷功能材料具有高硬度、耐高温和良好 的绝缘性能，如氮化硅、氧化铝等，广泛 应用于电子、电力、航空航天等领域。
详细描述
03 总结词
制备工艺复杂
04
详细描述
复合功能材料的制备工艺比较复 杂，需要考虑到各组分材料的物 理化学性质以及复合方式等因素 ，同时还需要对复合材料的结构 和性能进行表征和控制。
02 功能材料的制备方法
固相反应法
总结词
通过将固体原料混合并在高温下加热， 使其发生化学反应来制备功能材料的方 法。
VS
详细描述
气相沉积法是一种制备功能材料的方法，其原理是将气态物 质在一定条件下（如加热、等离子体处理等）转化为固态功 能材料。该方法具有可制备纳米级材料、纯度高、结晶性好 等优点，但设备成本高、生产效率低。
溶胶-凝胶法
总结词
通过将前驱体溶液在一定条件下转化为凝胶，再经过干燥和热处理制备功能材料的方法。
生物医学领域
功能材料在生物医学领域的应用主要 包括生物医用材料、药物载体、医疗 器件等。
功能材料还可以作为药物载体，用于 药物的定向传输和释放，提高药物的 疗效和降低副作用。
生物医用材料主要用于制造人工关节、 牙齿、血管等植入物，要求材料具有 良好的生物相容性和耐久性。
在医疗器件方面，功能材料可用于制 造人工晶体、心脏起搏器等医疗器械， 提高医疗设备的性能和可靠性。
详细描述
溶胶-凝胶法是一种制备功能材料的方法，其原理是将前驱体溶液在一定条件下（如加 入催化剂、加热等）转化为凝胶，再经过干燥和热处理得到所需的功能材料。该方法具 有操作简单、反应条件温和、可控制材料的形貌和粒度等优点，但生产周期长、成本较
金属功能材料还具有高强度、耐磨和耐腐蚀等特 性，如不锈钢、钛合金等，广泛应用于机械、化 工等领域。
陶瓷功能材料
总结词
硬度高、耐高温、绝缘性好
总结词
独特的物理和化学性质
详细描述
陶瓷功能材料具有高硬度、耐高温和良好 的绝缘性能，如氮化硅、氧化铝等，广泛 应用于电子、电力、航空航天等领域。
详细描述
03 总结词
制备工艺复杂
04
详细描述
复合功能材料的制备工艺比较复 杂，需要考虑到各组分材料的物 理化学性质以及复合方式等因素 ，同时还需要对复合材料的结构 和性能进行表征和控制。
02 功能材料的制备方法
固相反应法
总结词
通过将固体原料混合并在高温下加热， 使其发生化学反应来制备功能材料的方 法。
VS
详细描述
气相沉积法是一种制备功能材料的方法，其原理是将气态物 质在一定条件下（如加热、等离子体处理等）转化为固态功 能材料。该方法具有可制备纳米级材料、纯度高、结晶性好 等优点，但设备成本高、生产效率低。
溶胶-凝胶法
总结词
通过将前驱体溶液在一定条件下转化为凝胶，再经过干燥和热处理制备功能材料的方法。
生物医学领域
功能材料在生物医学领域的应用主要 包括生物医用材料、药物载体、医疗 器件等。
功能材料还可以作为药物载体，用于 药物的定向传输和释放，提高药物的 疗效和降低副作用。
生物医用材料主要用于制造人工关节、 牙齿、血管等植入物，要求材料具有 良好的生物相容性和耐久性。
在医疗器件方面，功能材料可用于制 造人工晶体、心脏起搏器等医疗器械， 提高医疗设备的性能和可靠性。
详细描述
溶胶-凝胶法是一种制备功能材料的方法，其原理是将前驱体溶液在一定条件下（如加 入催化剂、加热等）转化为凝胶，再经过干燥和热处理得到所需的功能材料。该方法具 有操作简单、反应条件温和、可控制材料的形貌和粒度等优点，但生产周期长、成本较
《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。
《建筑功能材料》课件2
新型墙体材料
如加气混凝土、陶粒混凝土等，具有轻质、高强 、保温、隔热等优点。
高效节能玻璃
如Low-E玻璃、真空玻璃等，具有优异的隔热、 保温、降噪等功能。
绿色建筑材料
再生建筑材料
利用废弃物生产的建筑材料，如再生砖、再生混凝土等。
环保涂料
无毒、无害、低VOC的环保涂料，减少对环境的污染。
绿色建筑装饰材料
防水材料的性能要求
防水材料的耐水性要好，具有一定的抗压强度和 耐久性，同时还要易于施工和维护。
ABCD
常见的防水材料
常见的防水材料包括沥青、防水卷材、防水涂料 等。
防水材料的应用
防水材料广泛应用于建筑的外墙、屋顶、地下室 、卫生间等部位，防止水分渗透。
防火材料
防火材料的作用
防火材料能够在火灾发生时有效地阻止 火势蔓延，为人员疏散和灭火争取时间
电学性能
描述材料的导电、绝缘、介电等性能，如绝 缘材料应具有高的绝缘性。
化学性能
耐腐蚀性
描述材料抵抗化学物质侵蚀的能力 ，如耐酸碱腐蚀的材料。
抗氧化性
描述材料在空气中抵抗氧化的能力 ，如金属的氧化锈蚀。
化学稳定性
描述材料在化学环境中保持其结构 和性能的能力。
抗老化性
描述材料在长期使用过程中抵抗老 化、变质的能力。
如竹材、木质等可再生资源制成的装饰材料，具有自然、环保的 特性。
智能建筑材料
自适应建筑材料
01
能够根据环境变化自动调节性能的建筑材料，如自适应节能窗
户。
智能传感器材料
02
用于监测建筑结构的健康状况，及时预警潜在的安全隐患。
3D打印建筑材料
03
利用3D打印技术制造的建筑材料，具有个性化定制、高效建造
如加气混凝土、陶粒混凝土等，具有轻质、高强 、保温、隔热等优点。
高效节能玻璃
如Low-E玻璃、真空玻璃等，具有优异的隔热、 保温、降噪等功能。
绿色建筑材料
再生建筑材料
利用废弃物生产的建筑材料，如再生砖、再生混凝土等。
环保涂料
无毒、无害、低VOC的环保涂料，减少对环境的污染。
绿色建筑装饰材料
防水材料的性能要求
防水材料的耐水性要好，具有一定的抗压强度和 耐久性，同时还要易于施工和维护。
ABCD
常见的防水材料
常见的防水材料包括沥青、防水卷材、防水涂料 等。
防水材料的应用
防水材料广泛应用于建筑的外墙、屋顶、地下室 、卫生间等部位，防止水分渗透。
防火材料
防火材料的作用
防火材料能够在火灾发生时有效地阻止 火势蔓延，为人员疏散和灭火争取时间
电学性能
描述材料的导电、绝缘、介电等性能，如绝 缘材料应具有高的绝缘性。
化学性能
耐腐蚀性
描述材料抵抗化学物质侵蚀的能力 ，如耐酸碱腐蚀的材料。
抗氧化性
描述材料在空气中抵抗氧化的能力 ，如金属的氧化锈蚀。
化学稳定性
描述材料在化学环境中保持其结构 和性能的能力。
抗老化性
描述材料在长期使用过程中抵抗老 化、变质的能力。
如竹材、木质等可再生资源制成的装饰材料，具有自然、环保的 特性。
智能建筑材料
自适应建筑材料
01
能够根据环境变化自动调节性能的建筑材料，如自适应节能窗
户。
智能传感器材料
02
用于监测建筑结构的健康状况，及时预警潜在的安全隐患。
3D打印建筑材料
03
利用3D打印技术制造的建筑材料，具有个性化定制、高效建造
《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 。
功能材料之能源材料PPT
02
常见能源材料的特性与性能
电池材料的特性与性能
电池材料种类
包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池等，每种材料具有不同的 特性与性能。
电池材料的电化学性能
包括能量密度、功率密度、循环寿命、充电速度等，直接影响电池 的储能和放电能力。
电池材料的安全性
电池材料应具有较高的安全性，无毒或低毒，不易燃烧或爆炸，以 确保使用过程中的安全。
燃料电池材料面临的挑战与前景
总结词：燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置 ，其核心是燃料电池材料。目前，燃料电池材料面临 的主要挑战是提高电化学性能和降低成本。随着技术 的不断进步，燃料电池材料的前景非常广阔，未来将 会涌现出更多的新型燃料电池材料，为人类提供更加 高效、环保的能源解决方案。
详细描述：目前，质子交换膜燃料电池是最成熟的燃料 电池技术之一，其具有较高的能量密度和较低的成本。 但是，质子交换膜燃料电池的寿命较短，且需要使用贵 金属催化剂。因此，研究人员正在开发新型燃料电池材 料，如固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等。 这些新型燃料电池具有更高的电化学性能和更长的寿命 ，同时不需要使用贵金属催化剂。未来，随着技术的不 断进步和成本的降低，燃料电池有望在交通运输、电力 供应等领域得到广泛应用。
太阳能电池材料面临的挑战与前景
总结词
太阳能电池材料是一种重要的可再生能源材料，目前 面临的主要挑战是提高光电转换效率和降低成本。随 着技术的不断进步，太阳能电池材料的前景非常广阔 ，未来将会涌现出更多的新型太阳能电池材料，为人 类提供更加高效、环保的能源解决方案。
详细描述
目前，硅基太阳能电池是应用最广泛的太阳能电池，其 光电转换效率高、稳定性好，但是成本较高。因此，研 究人员正在开发新型太阳能电池材料，如钙钛矿太阳能 电池、染料敏化太阳能电池等，这些新型太阳能电池具 有更高的光电转换效率和更低的成本，有望成为未来的 主流太阳能电池。此外，随着技术的不断进步，太阳能 电池的集成度也将越来越高，未来将会出现更加高效、 环保的太阳能发电系统。
功能材料化学初中教案
功能材料化学初中教案
教学目标：
1. 了解功能材料化学的基本概念和分类；
2. 理解功能材料在日常生活和工业生产中的作用；
3. 掌握功能材料的常见制备方法和应用领域。
教学重点：
1. 功能材料的定义和分类；
2. 功能材料的应用领域；
3. 功能材料的制备方法。
教学难点：
1. 功能材料的原理和作用；
2. 功能材料的性质和应用。
教学准备：
1. 教师准备教学课件和实验器材；
2. 学生预习相关知识，准备参与课堂讨论。
教学过程：
一、导入（5分钟）
介绍功能材料化学的概念，并引入本节课的教学内容。
二、讲解（15分钟）
1. 功能材料的定义和分类；
2. 功能材料在日常生活和工业生产中的作用；
3. 功能材料的制备方法和应用领域。
三、实验（20分钟）
进行一个简单的实验，让学生亲自动手操作，体验功能材料在实际中的应用和作用。
四、讨论（10分钟）
让学生讨论功能材料的优缺点，以及在未来发展中的潜力和挑战。
五、总结（5分钟）
总结本节课的重点内容，强调学生需要进一步深入学习和探索功能材料化学的知识。
六、作业布置（5分钟）
布置相关作业，要求学生复习本节课的内容，并尝试寻找更多与功能材料相关的信息。
教学反思：
通过本节课的教学，学生对功能材料化学有了更深入的了解，并且能够将所学知识应用到实际生活和工作中。
在未来的教学中，应该加强实践操作和案例分析，以帮助学生更好地理解功能材料化学的概念和应用。
纳米功能材料课件
在能源领域的应用
01
02
03
太阳能电池
纳米功能材料如纳米硅、 纳米染料等可以提高太阳 能电池的转化效率，降低 成本。
燃料电池
纳米功能材料如纳米碳管 、纳米合金等可以改善燃 料电池的电化学性能，提 高能量密度。
储能电池
纳米功能材料如纳米磷酸 铁锂、纳米钛酸锂等可以 改善储能电池的充放电性 能，提高循环寿命。
真空蒸发镀膜法
在高真空条件下，通过加热蒸发材料 ，使其在基底上沉积形成薄膜，该方 法可制备连续、均匀的薄膜，但设备 成本高，操作复杂。
化学法
化学气相沉积
通过控制化学反应条件，使气体 在基底上发生化学反应并沉积成 膜，该方法可制备连续、均匀的 薄膜，但设备成本高，操作复杂
。
溶胶-凝胶法
通过控制溶液的化学反应条件， 使前驱体发生聚合反应形成凝胶 ，再经过干燥和热处理制备纳米 材料。该方法简单易行，但产品
THANKS
感谢观看
光学性能
总结词
纳米功能材料的光学性能是指其在光场作用下的响应行为，包括光的吸收、散射、折射和发射等。
详细描述
光的吸收、散射和折射等性能在光学器件、光子晶体和光子集成电路等领域具有重要应用。此外，纳 米功能材料还可以通过光激发产生荧光、化学发光等发射性能，这些性能在生物成像、传感和显示技 术等领域具有广泛的应用前景。
环境的破坏。
责任与赔偿
03
明确纳米功能材料生产和应用过程中可能产生的责任和赔偿问
题。
未来展望与建议
加强国际合作
各国政府应加强合作，共同制定全球性的纳米功能材料法规和伦 理标准。
推动研究与创新
鼓励和支持纳米功能材料领域的研究与创新，促进纳米技术的可 持续发展。
功能材料功能转换材料
功能材料分类
根据功能性质，功能材料可分为 电学功能材料、磁学功能材料、 光学功能材料、化学功能材料、 生物医用功能材料等。
功能材料的应用领域
电子信息领域
功能材料在电子信息领 域中广泛应用于集成电 路、微电子器件、光电
子器件等。
新能源领域
功能材料在新能源领域 中应用于太阳能电池、 风力发电、燃料电池等
功能转换材料的分类
根据功能转换的不同，功能转换材料 可分为能量转换材料、信息转换材料 、化学反应转换材料等。
。
生物医学领域
功能材料在生物医学领 域中应用于药物载体、 生物传感器、组织工程
等。
其他领域
功能材料还广泛应用于 航空航天、环保、军事
等领域。
功能材料的发展趋势
01
02
03
04
高性能化
提高功能材料的性能，如提高 半导体材料的导电性能、提高
磁性材料的磁性能等。
智能化
将功能材料与信息技术相结合 ，实现功能材料的智能化，如 智能传感器、智能器件等。
绿色化
发展环保型功能材料，减少对 环境的污染，如发展可降解的
生物医用材料等。
复合化
将不同性质的材料复合在一起 ，形成具有多种功能的复合功 能材料，如纳米复合材料等。
02
功能转换材料介绍
功能转换材料的定义与分类
功能转换材料的定义
功能转换材料是指能够实现特定功能 转换的物质，如能量转换、信息转换 、化学反应转换等。
功能材料功能转换材料
汇报人： 2023-12-21
目录
Hale Waihona Puke • 功能材料概述 • 功能转换材料介绍 • 功能材料的性能特点 • 功能转换材料的性能特点 • 功能材料与功能转换材料的区
根据功能性质，功能材料可分为 电学功能材料、磁学功能材料、 光学功能材料、化学功能材料、 生物医用功能材料等。
功能材料的应用领域
电子信息领域
功能材料在电子信息领 域中广泛应用于集成电 路、微电子器件、光电
子器件等。
新能源领域
功能材料在新能源领域 中应用于太阳能电池、 风力发电、燃料电池等
功能转换材料的分类
根据功能转换的不同，功能转换材料 可分为能量转换材料、信息转换材料 、化学反应转换材料等。
。
生物医学领域
功能材料在生物医学领 域中应用于药物载体、 生物传感器、组织工程
等。
其他领域
功能材料还广泛应用于 航空航天、环保、军事
等领域。
功能材料的发展趋势
01
02
03
04
高性能化
提高功能材料的性能，如提高 半导体材料的导电性能、提高
磁性材料的磁性能等。
智能化
将功能材料与信息技术相结合 ，实现功能材料的智能化，如 智能传感器、智能器件等。
绿色化
发展环保型功能材料，减少对 环境的污染，如发展可降解的
生物医用材料等。
复合化
将不同性质的材料复合在一起 ，形成具有多种功能的复合功 能材料，如纳米复合材料等。
02
功能转换材料介绍
功能转换材料的定义与分类
功能转换材料的定义
功能转换材料是指能够实现特定功能 转换的物质，如能量转换、信息转换 、化学反应转换等。
功能材料功能转换材料
汇报人： 2023-12-21
目录
Hale Waihona Puke • 功能材料概述 • 功能转换材料介绍 • 功能材料的性能特点 • 功能转换材料的性能特点 • 功能材料与功能转换材料的区
功能材料-2.电性材料
VS
电子信息产业
随着电子信息产业的快速发展，电性材料 在集成电路、微电子器件、光电子器件等 领域的应用越来越广泛。新型电性材料如 柔性电子材料等在可穿戴设备和智能传感 器等领域也具有广阔的应用前景。
THANKS
感谢观看
电性材料在新能源领域的应用拓展
01 02
太阳能电池
电性材料在太阳能电池中发挥着重要作用，如硅基太阳能电池中的n型 和p型半导体材料。随着技术的进步，新型太阳能电池如钙钛矿太阳能 电池等也在快速发展。
风力发电
风力发电机中的发电机和变压器等组件需要使用高性能的电性材料，以 提高发电效率和稳定性。
03
储能技术
调控。
分类
总结词
电性材料可以根据其导电性质的不同分为导体、绝缘 体和半导体。
详细描述
根据导电性质的不同，电性材料可以分为导体、绝缘体 和半导体。导体是指那些具有高导电性的材料，如金属 和某些合金，它们在电子设备中用作导线和电极。绝缘 体是指那些几乎不导电的材料，如玻璃、塑料和陶瓷， 它们在电子设备中用作绝缘层和封装材料。半导体是指 那些导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，如硅、锗 和某些化合物，它们是制造集成电路、太阳能电池和电 子器件的主要材料。
04
电性材料的未来发展
高性能电性材料的研究与开发
新型导体材料
纳米材料
新型导体材料如石墨烯、碳纳米管等 具有高导电性能和轻质特性，可用于 制造高效能电子器件和集成电路。
纳米材料具有独特的物理和化学性质， 可用于制造高效能传感器、太阳能电 池和生物医学器件等。
超导材料
超导材料在低温下具有零电阻特性， 可用于电力传输和磁悬浮等领域。目 前，研究人员正在探索高温超导材料 的开发，以降低应用成本。
01 钻井液概述 功能 组成和类型
钻井液的性能要求 (Properties )
1）悬浮和携岩 2）保护井壁，防止垮塌 保护井壁， 平衡地层压力， 3 ） 平衡地层压力 ， 防止 井喷 4）传递水功率，清洗底 传递水功率， 5）冷却和清洗钻头 6）传递井下信息
─ 要求有足够的粘滞性和密度； 要求有足够的粘滞性和密度； 要求有足够的密度、良好的造壁性、 ─ 要求有足够的密度、良好的造壁性、 以及适当的化学性能； 以及适当的化学性能； 要求有适当的密度； ─ 要求有适当的密度； ─ 要求有较低的流动阻力(流变性)； 要求有较低的流动阻力(流变性) 要求有较好的散热性能； ─ 要求有较好的散热性能； ─ 要求与地层岩石或流体有较好的相容 性。
最早的钻井工艺 — 顿钻 软化地层、 泥浆的作用 — 软化地层、携带岩屑
初期的钻井液是由简单的泥土和水组成，俗称“泥浆” 初期的钻井液是由简单的泥土和水组成，俗称“泥浆”， 泥浆”就成为钻井液沿用至今的代名词。 “泥浆”就成为钻井液沿用至今的代名词。
钻井液(DRILLING 钻井液(DRILLING FLUIDS) 钻井过程中在钻具管内和钻具与井壁 的环形空间中流动的一种工作液。 的环形空间中流动的一种工作液。 有钻井的血液之称。 有钻井的血液之称。 最初常用粘土和水配制而成， 最初常用粘土和水配制而成，故又称 泥浆” Mud） “泥浆”（Mud）。
水（淡水、盐水、饱和盐水等） 分散介质油（轻质油等） 气体（空气、氮气、天然气等）
膨润土（钠、钙膨润土 ，有机土，抗盐土等） 分散相 加重材料（重晶石，铁 矿粉等） 水，气，油
二、钻井液的组成和类型
1、钻井液的组成 处理剂： 各种维护分散体系稳定和调整体系 处理剂 ： 性能的化学处理剂。 性能的化学处理剂。
材料科学与工程学导论—第四章—功能材料
学
Cd，Pb
……
……
Cu-O
组
……
……
成
功能材料
超导材料
?
超
(K)
导
180
材
160
料
140
Ba-Ca-Cu-O# Hg-Ba-Ca-Cu-O
Hg-Ba-Ca-Cu-O 甲烷
Tc
120
Tl-Ba-Ca-Cu-O
Ba-Ca-Cu-O
提
100
Bi-Sr-Ca-Cu-O
高
转变温度,TC
年
80
Y-Ba-Cu-O
功能材料
纳 米 材 料 的 应 用
纳米材料
纳米TiO2光催化 纳米Ag的消毒杀菌
功能材料
约200年
约25 年 约50年
石油 天然气
煤炭
按2000年需求，主要 能源预计可开采年限
能源材料
能源危机
新能源
功能材料
能源材料
材料在新能源发展中的作用
把习用已久的能源变为新能源； 提高储能和能量转化效果； 确保新能源系统运行的安全和环境保 护，尤指核反应堆的安全和废料处理； 决定新能源的投资和运行成本；
制
备
方
球磨法
法
球磨法可以降低粉粒尺寸，固态合金化、混合或
融合，以及改变粉粒的形状。球磨法可以制备纳
米晶纯金属、不互溶体系的固溶体纳米晶、纳米
非晶、纳米金属间化合物以及纳米金属－陶瓷复
合材料等。
功能材料
纳米材料
纳 非晶晶化法
米
材
先将原料用急冷技术制成非晶薄带或薄膜，控
料
制晶化退火时间和温度，使非晶全部或部分晶
材
功能材料职业规划书
创业公司B
B公司是一家专注于功能材料应用和服务的公司。通过深入了解客户需求和提供 专业的解决方案，该公司成功地与多个客户建立了长期合作关系，实现了快速 发展。
功能材料行业职业发展成功案例分享
职业发展者A
A是一名功能材料专业的本科生，他在一家知名企业实习后，通过不断学习和实 践，成功地获得了该公司的正式职位。在公司的培养下，他逐渐成为了一名优秀 的技术人才，并在公司内部获得了晋升和重用。
行业发展前景广阔
功能材料行业处于快速发展阶段，未来市场需求将持续增长，行业发展前景广阔。
新兴领域需求
随着新能源、电动汽车、智能制造等新兴领域的发展，对功能材料的需求也不断增加，为毕业生提供了更多的就业机 会。
个人发展前景
功能材料专业的毕业生具有扎实的理论基础和实践技能，能够在行业中不断发展和提升自己的能力和职 位，实现个人价值和发展前景的不断提升。
职业发展者B
B是一名功能材料领域的工程师，他在一家创业公司工作了一段时间后，通过自 我提升和经验积累，成功地跳槽到一家大型企业担任高级工程师。他凭借自己的 专业技能和管理能力，逐渐成为了公司的中坚力量。
感谢您的观看
THANKS
01
02
参与实验室研究项目，提高实验 操作和数据处理能力
03
04
参与团队合作，提高沟通和协作 能力
创新能力提升
01
学习创新思维方法，培养创新意 识和能力
02
参与科研项目，进行新材料、新 工艺、新技术的研发和创新
参加学术竞赛和创新创业活动， 提高创新能力和竞争力
03
学习知识产权保护和专利申请， 加强创新成果的转化和应用
04
管理岗位晋升路径
项目经理
一些功能材料工程师可能会转向项目管理领 域，成为项目经理。项目经理负责项目的整 体规划、执行和交付，确保项目的顺利完成
B公司是一家专注于功能材料应用和服务的公司。通过深入了解客户需求和提供 专业的解决方案，该公司成功地与多个客户建立了长期合作关系，实现了快速 发展。
功能材料行业职业发展成功案例分享
职业发展者A
A是一名功能材料专业的本科生，他在一家知名企业实习后，通过不断学习和实 践，成功地获得了该公司的正式职位。在公司的培养下，他逐渐成为了一名优秀 的技术人才，并在公司内部获得了晋升和重用。
行业发展前景广阔
功能材料行业处于快速发展阶段，未来市场需求将持续增长，行业发展前景广阔。
新兴领域需求
随着新能源、电动汽车、智能制造等新兴领域的发展，对功能材料的需求也不断增加，为毕业生提供了更多的就业机 会。
个人发展前景
功能材料专业的毕业生具有扎实的理论基础和实践技能，能够在行业中不断发展和提升自己的能力和职 位，实现个人价值和发展前景的不断提升。
职业发展者B
B是一名功能材料领域的工程师，他在一家创业公司工作了一段时间后，通过自 我提升和经验积累，成功地跳槽到一家大型企业担任高级工程师。他凭借自己的 专业技能和管理能力，逐渐成为了公司的中坚力量。
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01
02
参与实验室研究项目，提高实验 操作和数据处理能力
03
04
参与团队合作，提高沟通和协作 能力
创新能力提升
01
学习创新思维方法，培养创新意 识和能力
02
参与科研项目，进行新材料、新 工艺、新技术的研发和创新
参加学术竞赛和创新创业活动， 提高创新能力和竞争力
03
学习知识产权保护和专利申请， 加强创新成果的转化和应用
04
管理岗位晋升路径
项目经理
一些功能材料工程师可能会转向项目管理领 域，成为项目经理。项目经理负责项目的整 体规划、执行和交付，确保项目的顺利完成
物理化学专业介绍
物理化学专业介绍一、专业介绍1、概述：物理化学是物理与化学间的交叉学科，是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。
物理化学的研究方法广为应用，不仅渗透到化学的各个分支学科，而且在材料、能源、环境、生命、信息等各领域发挥重要作用。
随着各种谱学检测方法在空间分辨、时间分辨或能量分辨能力等方面的不断提高，物理化学学科呈现出由宏观到微观、由体相到表相、由静态到动态的飞跃发展，而表(界)面与介观体系的结构、物理化学性质及相关反应过程，分子反应动态学，非平衡态热力学和非线性动力学等则是当前物理化学最活跃的前沿研究领域。
2、研究方向：01.功能材料物理化学02.纳米功能材料03.相平衡原理及应用04.纳米敏感材料05.工业电化学和电化学工程06.环境电化学07.生物和生物材料电化学08.谱学电化学09.纳米材料表面与界面化学10.无机/聚合物纳米复合材料11.生物质资源利用与工程12.生物质转化过程动力学13.生物质材料物理化学14. 生物质能源与环境15.电有机合成16.功能材料光化学与光物理17.纳米生物医用材料18.表面界面组装与功能19.纳米晶物理化学20.多相催化与催化材料21.新催化反应与催化剂设计22.多相催化材料设计与制备23.多相催化与表面化学24.催化材料及表征(注：各大院校的研究方向有所不同，以吉林大学为例)3、培养目标：要求毕业生掌握物理化学学科化学热力学动力学统计热力学量子化学等基础理论具有较好的数学物理基础和相关生物化学分子生物和化学信息学的基础理论熟悉现代物理化学学科的发展和前沿领域熟练掌握物理化学及相关学科的研究方法和实验技术，具有独立进行科学研究的能力。
适应我国经济、科技、教育发展需要，成为从事物理化学研究和教学的高层次人才。
4、研究生入学考试科目：01-16方向：①101政治②201英语一③639综合化学四(无机、分析、有机)④860物理化学(含结构化学)17-24方向：①101政治②201英语一或202俄语或203日语③639综合化学四(无机、分析、有机)④860物理化学(含结构化学)(注：各大院校的考试科目有所不同，以吉林大学为例)5、相近学科与物理化学专业相关的二级学科有：无机化学、分析化学、有机化学、高分子化学与物理二、就业前景物理化学学科主要分三个方向：催化、电化学以及理论化学，这几年由于材料热，对于材料的物理与化学性质的研究也引起了人们的广泛关注。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属材料：钢铁、有色金属、合金
材
有机高分子材料：合成纤维、合成塑料、合成橡 胶、涂料、粘合剂
料 无机非金属材料：（见下页）
复合材料：树脂基复合材料、金属基复合材料、 陶瓷基复合材料、碳-碳复合材料
苏州科技学院
新生活·功能材料
▪无机非金属材料是各种非金属无机物固体材料的统称。
包括传统的硅酸盐材料（玻璃、陶瓷、耐火材料和水泥 等），也包括一系列不含硅的氧化物、氮化物、非晶态 薄膜、碳硼纤维等无机新型结构和功能材料。
新生活·功能材料
苏州科技学院
新生活·功能材料
苏州科技学院
新生活·功能材料
一、什么是材料 二、材料的分类 三、材料是人类文明发展的里程碑 四、材料在国民经济中的地位 五、什么是功能材料 六、功能材料的类型及应用
苏州科技学院
一、什么是材料？
新生活·功能材料
▪材料是有一定配比的若干相互作用的元素组
时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，即以 材料进化为主要标志的
苏州科技学院
新生活·功能材料
旧石器时代（1万年前）
1
2
1、蓝田人的尖状器
2、元谋人的刮削器
3、贵州黔西县观音 洞旧石器早期砍砸器
4、洛南盆地旧石器
3
地点群 1997
4
苏州科技学院
新生活·功能材料
新石器时代（距今1万～4000年）
磨制石器
仰韶文化时 期陶器堆积， 多为彩陶
金坛三星村新石器
苏州科技学院
新生活·功能材料
青铜器时代（距今4000年～1200年）
四
羊
商
方
后
尊
期
苏州科技学院
铁
新生活·功能材料
器 时代
1990甘肃三门峡出土玉柄铁剑，西周
1957甘肃灵台县出土铁剑，春秋早期
1957年河南陕县出土铁剑，春秋早 期
公元前1200年左右，人类进入了铁器时代
苏州科技学院
新生活·功能材料
四、材料在国民经济中的地位
▪当今世界经济的腾飞和高科技的崛起是以信息科学、生
命科学和材料科学为三大支柱。新型材料、生物工程和信 息产业被作为产业革命的重要标志。
▪材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是工业革命的
先导，关系到国民经济、社会发展和国家安全，是国家综 合实力的重要标志。
▪所谓结构材料和功能材料是按使用性能划分的：
结构材料——主要用于产品或工程的结构部件，着重 于材料强度、韧性等力学性质的材料；
功能材料——利用材料所具有的电、磁、光、声、热 等特性和效应以实现某种功能的材料。
苏州科技学院
新生活·功能材料
三、材料是人类文明发展的里程碑
▪材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础 ▪材料是一切技术发展的物质基础 ▪材料是人类进化的重要里程碑 ▪人类文明的发展也是以旧石器时代、新石器
功能材料导论
授课教师简介
新生活·功能材料
主讲人：游 常 院 系：土木工程学院材料教研室 电 话：13913592571 QQ: 6836313 Email: youchang@
苏州科技学院
课程简介
新生活·功能材料
苏州科技学院
新生活·功能材料
苏州科技学院
超导技术的应用：制造磁性极 强的超导磁铁，用于磁约束核 聚变反应、大容量储能设备、 高能加速器、超导发电机、电 力工业输电和交通运输工具等。 如美国实现超导输电，每年可 以节省100亿美元的电力；制造 超高速计算机和高灵敏度的探 测设备、通信设备、航天系统 等。如1989年日本研制出世界 第一台超导电子计算机，其全 部采用约瑟夫森超导器件，运 算速度达每秒 10亿次，功耗 6.2毫瓦，仅为常规电子计算机 功耗的千分之一
其他新型金属功能材料如贮氢合金等
歼-11机体制造中使用大量钛合金材 料
镍钛记忆合金“花瓣”在 相应的温度下慢慢绽放
形状记忆合金在太空自然恢复原状
苏州科技学院
（一）、新型金属材料
超导金属材料：在特定条件下， 电阻完全消失，产生超导电性 的材料。具有零电阻、完全抗 磁性和载流能力强三个基本特 征。
新生活·功能材料
超导磁悬浮列车原理 苏州科技学院
（二）、高分子合成材料
▪人类进入新世纪后，对材料提出了更高要求。功能材料
的研发是我国高科技研究发展的七个重要领域之一。
苏州科技学院
新生活·功能材料
五、功能材料及其特点
▪功能材料指新近发展或已在发展中具有比传
统材料更为优异性能的一类材料
▪特点：知识与技术密集度高；与新工艺和新
技术关系密切；更新换代快；品种式样变化多
▪多学科相互交叉和渗透的结果，合成、制造
与许多极端条件技术相关；表现出综合性和复 杂性；表征和评价技术须采用多种基于最新科 学技术成就的精密仪器和装置来进行。
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六、功能材料的类型
新生金属材料 合金、稀有金属
功能材料
新型无机非金属材料 工业陶瓷、光导纤维
半导体材料
复合材料
光电子材料 纳米材料
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（一）、新型金属材料
非晶态金属：又称为“金属玻 璃” ，由沸腾的钢液经每秒 100万度的速度冷却而成,其内 在结构发生了质变，原子从有 序排列变成了无序排列,具有 极优异的物理磁性能、化学耐 腐蚀性能和力学耐磨性能,传 统的车钳铣刨和强酸溶液对它 们无可奈何,可以在通信、交 通、电子、家电、防盗等很多 领域大显身手。
新生活·功能材料
外表轻薄如纸、优雅华丽、用 手可轻易撕断的带形金属玻璃
“终结者”的材料变现实 苏州科技学院
（一）、新型金属材料
新生活·功能材料
合金材料：新型合金材料包括许多种类， 它们性能各异，用途各不相同，铝合金、 镁合金、钛合金、铁镍铬及高温合金、 稀贵金属合金等等
形状记忆合金：能够使温度值变化时人 为造成的形状变化，在温度恢复到特定 值时，形状也自动丝毫不差地恢复到原 来的状态，坚韧性极强，可反复变形和 复原500万次而不产生疲劳断裂，其广 泛应用于卫星、飞船和空间站的大型天 线、飞机部件接头以及骨科整形等方面。
成、具有一定结构层次和确定性能，并能用 于制造物品、器件、构件、机器或其他产品 的物质。
▪材料是物质，但不表示所有物质都可以称为
材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食 物和药物，一般不能算是材料。
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二、材料的分类
新生活·功能材料
❖习惯上把已有材料按物质属性（或化学键的性质）分为
金属、有机高分子、无机非金属材料、复合材料。