01功能材料概述.
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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
▪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。
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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
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
仰韶文化时 期陶器堆积， 多为彩陶
金坛三星村新石器
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新生活·功能材料
Baidu Nhomakorabea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
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。
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@mail.usts.edu.cn
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
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
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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。
▪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。
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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
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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。
新生活·功能材料
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新生活·功能材料
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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
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。
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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
超导磁悬浮列车原理 苏州科技学院
（二）、高分子合成材料
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
新生活·功能材料
高分子合成材料 合成橡胶、塑料
化学纤维
新型金属材料 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
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
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（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。
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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
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地点群 1997
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新石器时代（距今1万～4000年）
磨制石器
▪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。
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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
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
仰韶文化时 期陶器堆积， 多为彩陶
金坛三星村新石器
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新生活·功能材料
Baidu Nhomakorabea青铜器时代（距今4000年～1200年）
四
羊
商
方
后
尊
期
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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
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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。
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@mail.usts.edu.cn
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课程简介
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新生活·功能材料
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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
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▪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。
▪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。
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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
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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。
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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
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一、什么是材料？
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▪材料是有一定配比的若干相互作用的元素组
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。
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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
超导磁悬浮列车原理 苏州科技学院
（二）、高分子合成材料
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
新生活·功能材料
高分子合成材料 合成橡胶、塑料
化学纤维
新型金属材料 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
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
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（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。