新型功能材料简介

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15新型功能材料

15新型功能材料

15新型功能材料随着科技的不断发展和创新,人们对新型功能材料的需求也在不断增加。

新型功能材料是指具备特殊功能和性能的材料,可以应用于不同的领域,如电子、光电、能源、环境等。

在本文中,将介绍15种新型功能材料及其应用。

1.可扩展的导电材料:可扩展的导电材料具有良好的导电性能,并且可以延展到不同的形状和尺寸,常用于电子设备、传感器和柔性电子等领域。

2.吸音材料:吸音材料可以吸收和消除声音,使得空间更加安静和舒适,常见的应用包括噪音控制、音响设备和汽车内饰等。

3.防腐蚀涂层:防腐蚀涂层可以保护金属表面免受腐蚀和氧化的影响,常见的应用包括船舶、桥梁、建筑和汽车等。

5.羟基磷灰石陶瓷:羟基磷灰石陶瓷具有良好的生物相容性和生物活性,可应用于人工关节、骨修复和牙科材料等领域。

6.炭纳米管:炭纳米管是一种具有优异导电性能和机械强度的材料,可应用于电极材料、传感器和催化剂等领域。

7.超疏水材料:超疏水材料具有极高的接触角,能够在水或油滴滴入时形成类似莲叶效应的抗粘性表面,常用于自洁涂层、防污涂层和防水材料等。

8.纳米发电材料:纳米发电材料可通过能量转换过程生成电能,可以应用于微型发电装置和低能量设备,如自动感应照明和无源传感器等。

9.弹性记忆合金:弹性记忆合金具有形状记忆和超弹性的特性,在应力或温度变化时能自动恢复到其原始形状,常用于医疗器械、机械和航空领域。

10.光伏材料:光伏材料是将太阳能转换为电能的材料,常见的光伏材料包括硅、铜铟镓硒等,广泛应用于太阳能电池板和光伏发电设备。

11.纳米吸附剂:纳米吸附剂具有大比表面积和高吸附性能,可应用于气体分离、水处理和环境污染治理等领域。

12.高温超导材料:高温超导材料在低温下具有极低的电阻和能传输更大电流的能力,可应用于磁悬浮列车、磁共振成像和能源输送等。

13.自修复材料:自修复材料可以在受损后自动修复,常用于涂料、塑料和混凝土等,可以降低维护成本和延长材料寿命。

14.纳米传感材料:纳米传感材料具有高灵敏度和选择性,可以检测和测量微小的物理、化学和生物信号,常应用于传感器、生物医学和环境监测等。

新型功能材料范文

新型功能材料范文

新型功能材料范文新型功能材料是指具有特殊功能或性能的材料,能够实现其中一种特定的功能或用途。

随着科技的不断发展和社会的需求不断增长,研究人员一直在探索新型功能材料的开发和应用。

下面将介绍一些目前正在研究和开发的新型功能材料。

1.纳米材料纳米材料是一种结构尺寸在1到100纳米之间的材料。

由于其特殊的尺寸效应和巨大的比表面积,纳米材料具有许多独特的物理和化学性质。

比如,纳米材料可以具有超强的机械性能、超导性、光学性能以及化学反应活性。

纳米材料广泛应用于电子、光电、生物医学和能源存储等领域。

2.二维材料二维材料是指具有单原子或几个原子层厚度的材料。

最著名的二维材料是石墨烯,由一层碳原子组成,具有超高的导电性和热导性。

除了石墨烯,还有许多其他的二维材料,如二硫化钼和二硒化钒等。

这些材料具有独特的电子性质和光学性质,广泛应用于电子、传感器、能源和机械器件等领域。

3.智能材料智能材料是指能够根据外界环境变化自动调节其物理、化学和机械性能的材料。

智能材料可以通过接收外界信号,自动实现形态、颜色、硬度、导电性等方面的调节。

智能材料在航空航天、自动化、医疗和军事等领域具有广泛的应用前景。

4.光功能材料光功能材料是指能够对光进行吸收、传导、发射或操控的材料。

这些材料具有宽激发范围、高量子效率和长寿命等特点。

光功能材料可以应用于太阳能电池、光电子器件、光催化和光传感器等领域。

5.生物材料生物材料是指能够与生物体相容,并且在生物体内具有特殊功能的材料。

生物材料主要用于医学和生物学领域,如人工骨骼、人工关节、医用纤维和生物传感器等。

生物材料需要具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性。

6.灵敏材料灵敏材料是指能够对外界环境变化做出响应的材料。

这些材料可以根据温度、压力、湿度、电场或磁场等因素的变化,自动改变其形状、颜色、导电性、磁性等特性。

灵敏材料广泛应用于传感器、执行器、显示器和储能设备等领域。

总之,新型功能材料的研究和应用对于推动科技进步和满足人们对材料的特定需求具有重要意义。

新型功能高分子材料的研究及应用

新型功能高分子材料的研究及应用

新型功能高分子材料的研究及应用随着科技的不断发展,新型功能高分子材料在现代化的生产生活中,发挥着越来越重要的作用。

这些材料不仅具有传统材料所具备的力学性能、导热性能、耐腐蚀性能,同时还具备了更为丰富的功能特性,比如美观度高、高温稳定性强、高机械强度、质轻等等,因此广泛应用于汽车、建筑、电子、医疗等领域。

本文将重点探讨新型功能高分子材料的研究和应用。

一、新型功能高分子材料的研究成果1. 纳米复合材料纳米复合材料是当今新型功能高分子材料的研究热点。

它是通过将纳米材料与高分子基质完美的结合而得到的一种新型的材料。

这种材料不仅具备了纳米材料所具备的奇特性质,如表面积大、化学反应活性强等,同时还具备了高分子材料的韧性、延展性、节能性、阻燃性能和抗紫外线性能等功能,展现出了很强的应用潜力。

纳米复合材料在汽车、电子、建筑、医疗等领域中有广泛的应用。

2. 可降解聚合物可降解聚合物受到广泛关注,因为它们可以被生物体通过代谢逐渐降解,而不会对环境造成污染。

它们被广泛用于医疗、食品和包装等领域。

例如,一些医疗器械就需要可降解聚合物来保证其生物相容性。

另外,可降解聚合物还具有良好的可塑性和加工性,可用于制作一次性餐具、购物袋、农业覆膜等生活必需品。

3. 氟聚合物氟聚合物具有高温稳定性,抗腐蚀性,低摩擦系数,高绝缘强度等特点,因此这种新型高分子材料被广泛应用于航空、电子、通信等领域。

例如,氟聚合物制成的电缆套管能够承受高温高压环境,用于电力设备和电子器件中能够提供优异的防护性能。

4. 环保型高分子材料环保型高分子材料是指那些低能、低污染、低排放、循环利用率高的高分子材料。

它们不仅具备高分子材料的优点,同时还具备低能耗、低污染、可循环利用等特点。

它们被广泛应用于环保、新能源、低碳经济等领域。

例如生物降解聚合物材料能够有效降低能耗,并通过提高大气质量、降低废弃物产生量、减少废物处理等特点来保护环境。

二、新型功能高分子材料的应用领域1. 汽车领域在汽车应用中,新型功能高分子材料主要用于车身结构件、内饰件、导热材料、减震材料等方面。

新型功能材料

新型功能材料

二、功能梯度材料
功能梯度材料(Functionally Graded Materials,简称 FGM)是指构成材料的要素(组成、结构)沿厚度方向 由一侧向另一侧呈连续梯度变化,从而使材料性质和 功能也呈梯度变化的一种新型材料。这种材料的概念 是由日本学者平井敏雄等人于1986年首先提出的,该 材料的应用目标主要是航天飞机的防热系统和发动机。 与宏观均质复合材料相比,功能梯度材料的成分和结 构在每一处都是有控制地连续改变的。其特点是构成 材料的组成、显微结构(陶瓷、金属、显微气孔等) 不仅是连续分布、适应环境,而且是可以控制的。
所谓梯度功能材料(functional gradient materials )是指材料的组成和结构从材 料的某一方位一维二 维或者三维)向另一 方位连续地变化,使材料的性能和功能也 呈现梯度变化的一种新型的功能性材料 。 它是指一类组成结构和性能在材料厚度或 长度方向连续或准连续变化的非均质复合 材料。
李益民等人分别采用无压SHS 法及爆炸固 结+SHS两种方法制备了完整的Al2O3系梯 度材料。结果表明,用无压SHS法制备的 FGM致密度比较低,只有82%,而且材料 各个方向收缩率不同,轴向收缩较多,径 向收缩不均匀;而采用爆炸固结+SHS 法 制备的FMG的致密度达到94%,制品完 整无裂纹。
鉴于FGM具有组成和显微结构连续变 化、适应环境和可设计性的特点,其应用 领域已从航空航天拓展到核能、生物医学、 机械、石油化工、信息、民用及建筑等其 他诸多领域。
FGM的研究主要包括材料设计、材料制备和 材料特性评价等三个部分,三者相辅相成。
FGM的设计:首先根据材料的实际使用要 求,进行材料内部组成和结构的梯度分布 设计。在设计时,以知识库为基础选择可 供合成的材料组成和制备技术,然后选择 表示梯度变化的分布函数,并以材料基本 物性数据库为依据进行功能(温度、热应 力等)的解析计算,最后将最优设计方案 提交材料合成部门。

新型功能性材料的研究进展和应用前景

新型功能性材料的研究进展和应用前景

新型功能性材料的研究进展和应用前景材料科学作为一门高新技术的学科,一直是人类解决经济发展,保障民生,推进科技进步所必不可少的重要领域,因此新型功能性材料的研究一直是科技研究的热点之一。

在人类对材料的认识逐渐加深的情况下,新型功能性材料的研究也在不断地拓展,已经成为了材料科学发展的重要方向。

本文将着重介绍新型功能性材料的研究进展和应用前景。

一、新型功能性材料的定义及特点新型功能性材料是一种具有特定功能或在特定条件下表现出特殊性能的材料。

它主要指那些在物理、化学、生物等多个领域中发挥重要作用的材料。

新型功能性材料在其独特的结构设计、材料制备、性能调控等方面具备多种特点,如高度自组装能力、多机能性能、反应灵敏性、原位显示和定向自组装等,因此最近几年来得到了广泛的应用研究和应用开发。

二、新型功能性材料的分类按照其物质形态,新型功能性材料可以分为末端官能团功能化粒子、智能响应型材料、聚合物材料、膜材料、纳米材料等等。

按照功能,可以分为光学、电子、导电、磁性、超声波,微波聚焦、防护及传感器等。

其中,纳米材料是新型功能性材料中最为焦点的领域之一。

多年来,不断涌现出纳米材料的新品种和新性能。

纳米材料具有表面积大、界面反应活泼、量子效应、光致发光等特性,同时具有光学、电子、磁学、光热、催化等多种特殊性能,广泛应用于催化剂、光电子、磁性材料和生物传感等领域。

三、新型功能性材料的研究进展新型功能性材料的研究进展一直是材料科学研究的重要方向。

在过去的几十年中,人们通过不断地尝试和实验,研究出了一系列具有多种特异功能的新型功能性材料。

1、高分子材料高分子材料是一类具有优异机械特性、化学稳定性和有机溶剂溶解能力的大分子材料。

高分子材料的制备方法多样,例如聚合、溶胶凝胶法、自组装等。

高分子材料的特性和种类非常多,已成为新型功能性材料的重要组成部分。

尤其是在抗氧化、抗老化和抗辐射材料等方面,高分子材料表现出了优秀性能。

2、金属有机骨架材料(MOF)金属有机骨架材料是一种由金属离子和有机配体共同组成的三维框架结构材料。

第七章新型功能材料

第七章新型功能材料
在航天领域,航天器用红外辐射涂层是一种高 温高发射率涂层,涂在航天器蒙皮表面上作为辐 射防热结构。
第七章新型功能材料
(3) 用于军事目的
① 防红外伪装涂层 红外伪装的最基本原理是降低和消除目标和背景的辐射差
别,以降低目标被发现和识别的可能性。 ② 红外诱铒器
红外诱铒器作为对付红外制导导弹的一种对抗手段,正受 到重视。选择不同辐射频率的材料做成的红外诱铒器可以模 拟各种武器装备的红外辐射特征,更好地发挥红外诱铒假目 标的作用。
第七章新型功能材料
激光具有下列特点:
(1)相干性好,所有发射的光具有相同的相位。 (2)单色性好:因为光学共振腔被调谐到某一特定频率后, 其它频率的光受到相消干涉。 (3)方向性好:光腔中不调制的偏离轴向的辐射经过几次反 射后被逸散掉。 (4)亮度高:激光脉冲有巨大的亮度,激光焦点处的辐射亮 度比普通光强108 ~1010倍。
第七章 新型功能材料
第一节 光学功能材料 第二节 电功能材料 第三节 功能转换材料
第七章新型功能材料
7.1 光学功能材料
7.1.1 激光材料
自第一台激光器诞生后,激光技术便成为一门新兴科学 发展起来,并且激光的出现又大大促进了光学材料的发展。 1、激光的产生及特点
当激光工作物质的粒子(原子或分子)吸收了外来的能量 后,就要从基态跃迁到不稳定的高能态,很快无辐射跃迁 到一个亚稳态能级。当亚稳态粒子数大于基态粒子数时, 即实现粒子数反转分布,粒子就要跌落到基态并放出新的 光子。这样便起到了放大作用。如果光的放大在一个光谐 腔内反复作用,便构成光振荡,并发出强大的激光。
第七章新型功能材料
7.1.2 红外材料
红外材料是指与红外线的辐射、吸收、透射和探测等相关 的一些材料。

新型功能性材料的研究与应用

新型功能性材料的研究与应用

新型功能性材料的研究与应用近年来,随着科学技术的不断发展和进步,新型功能性材料的研究与应用成为了众多科学家们的研究热点。

这些新型功能性材料不仅具有传统材料相同种类所具备的性质,更具有许多创新性质,能够应用于各个领域,如生物医学、新能源、环境治理等。

本文将探讨新型功能性材料的研究与应用。

一、新型功能性材料的研究1.新型医用材料的研究新型医用材料的研究成为了医学领域的研究重点之一。

这些材料包括生物降解材料、皮肤替代材料、人工关节材料等。

这些新型材料的出现在医学领域中起到了非常重要的作用,它们可以缓解世界范围内医疗资源短缺的问题,同样也可以为伤病患者带来更好的治疗效果。

2.新型光电材料的研究光电材料是指既能够吸收光线,又能够将光线转化为电能的材料。

目前人们对其研究重点主要是提高其吸收光能、光电转化效率及稳定性。

近年来,以次组胺、全有机钙钛矿、低维材料等为代表的新型光电材料的研究逐渐受到人们的关注。

这些材料以其优良的物理化学性质成为研究热点,同时也具有重要的应用价值。

3.新型环保材料的研究新型环保材料是指在生产及使用过程中对环境污染影响较小的材料。

新型环保材料由于减少了人们对环境的破坏和污染,得到了广泛的认可。

在此背景下,大量新型环境保护材料的研究应运而生,如纳米多孔材料、含氟油墨等。

这些材料不仅具有重要的应用价值,也意味着人们在使用材料时对环境影响的逐渐降低。

二、新型功能性材料的应用1.医疗保健新型医用材料应用广泛,如烧伤换药敷料、人造皮肤、耳骨传导植入系统等。

这些材料在医疗领域中起到了非常重要的作用,特别是针对一些慢性病的治疗中,它们可以缓解由于药品的副作用,安全性及效果不得而行的情况。

2.新能源利用随着能源紧缺问题的突出,新型能源的研发和利用也成为了当代科学家们的重要任务之一。

新型光电材料在太阳能电池中的应用及其光触发催化反应是必不可少的。

新型热障涂层材料也可以为新型发电设备提供重要的技术支撑。

3.环境治理由于环境的污染程度不断上升,新型环保材料中的革命性发展对于在环保领域的应用具有重要意义。

新型功能材料的制备和应用

新型功能材料的制备和应用

新型功能材料的制备和应用随着科技的发展,新型材料日益增多,功能也变得更加复杂和多样化。

这些新型材料可以应用于各种不同的领域,从新型能源技术到航空航天技术,从医疗设备到智能化产品等应用领域。

在这些新型材料中,功能材料是其中的一个重要类别。

功能材料是指那些具有特殊功能的材料,比如电子、光学、磁性、力学、热学、化学、生物、能源等等。

这些功能在科技领域中有着广泛的应用前景。

本文将介绍新型功能材料的制备和应用,以及它们在各种应用领域中的实际应用。

一、新型功能材料的制备新型功能材料的制备有许多不同的方法和技术,以下是其中一些常用的方法:1. 化学合成法化学合成法是一种通过化学反应制备新材料的方法。

这种方法通常需要将一些化学原料混合在一起,并在一定的温度和压力下进行反应。

在化合物形成过程中,需要严格控制反应条件,以确保产生所需的材料和结构。

这种方法可以制备出很多种不同的新型材料,如金属纳米颗粒、碳纳米管、量子点等等。

2. 激光蒸发沉积法激光蒸发沉积法是一种利用激光辐射给材料表面加热,使其蒸发并在基底表面沉积的方法。

这种方法一般用于制备纳米材料和薄膜。

激光蒸发沉积法的制备材料具有高纯度、均匀性和结晶度等优点。

3. 生物合成法生物合成法是一种利用微生物、植物或动物细胞等生物体制备新材料的方法。

这种方法利用生物体内具有的代谢能力和生化反应机制,可以制备出许多有用的材料,如磁性材料、光触媒材料等等。

这种方法具有环境友好、低成本等优点,但也存在一些技术难题。

二、新型功能材料的应用新型功能材料的应用涵盖了许多领域,以下是其中一些常见的应用:1. 能源领域新型功能材料在能源领域有着广泛的应用,如太阳能电池、燃料电池、储能材料等等。

这些应用可以提高能源转换效率、减少能源损失、提高能源储存密度等等。

2. 材料科学领域新型功能材料在材料科学领域中也有着广泛的应用,如高强度材料、高温材料、电子器件材料等等。

这些应用可以提高材料的性能、延长材料的使用寿命、提高生产效率等等。

新型功能材料的研究与应用

新型功能材料的研究与应用

新型功能材料的研究与应用随着科技的发展和社会的进步,人们对材料的要求越来越高,尤其是对功能材料的需求在不断增加。

新型功能材料的研究与应用已经成为了当今世界范围内的热点问题。

本文将介绍一些新型功能材料以及它们的应用领域。

一、碳基纳米材料碳基纳米材料是一种具有广泛应用前景的新型功能材料。

这种材料的特点是结构稳定、热稳定性能好、电阻率低等。

碳基纳米材料可以分为碳纳米管、石墨烯等,其中碳纳米管是一种具有高比表面积和高强度的纳米材料,可广泛用于电子、储能、催化等领域,而石墨烯则是一种由碳原子构成的单层二维结构,具有高导电性、高热传导性、高强度等特点,可被广泛应用于电子、透明电极、薄膜太阳能电池等领域。

二、生物医用材料生物医用材料是指用于生物医学领域的材料,例如人工器官、骨科修复材料、生物传感器等。

这种材料需满足使用安全、可被身体吸收、具有生物兼容性等要求。

目前,生物医用材料的应用领域日益广泛,并且在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

三、电池材料电池材料是指用于制造电池的材料。

近年来,无铅电池、锂离子电池、太阳能电池等电池材料的研究与应用逐渐成为热点。

无铅电池材料的应用在环境保护领域具有重要作用,而锂离子电池则是移动设备的核心材料,广泛地应用于手机、平板电脑等电子产品中。

四、材料模拟计算材料模拟计算是指将实验、理论和计算相结合的一种方法,用于研究和预测材料的性质和行为。

这种方法利用计算机模拟进行大规模计算,从而使研究人员了解材料在原子、分子和晶体层面上的基本结构和性质。

材料模拟计算技术可以用来辅助设计新型功能材料,从而提高新材料的研究效率和准确性。

五、新型功能材料的未来发展未来,新型功能材料的研究和应用将会得到进一步的发展。

例如,在生物医用领域,科学家正致力于开发具有自动修复功能的人工骨骼。

另外,由于应用的不断拓展,功能材料的市场需求也在不断增加。

因此,在新型功能材料研究和开发方面,应加强与行业的紧密联系,进一步推动新型功能材料的实际应用。

新型功能(光电磁声热力)材料

新型功能(光电磁声热力)材料

(f)材料的体因素对发射率的影响 材料的体因素包括材料的厚度、填料的粒径和含量等等。对 某些材料,如红外线透明材料或半透明的材料,其发射率值还与 其体因素有关。原因是红外线能量在传播过程中材料的吸收所致。 (g) 材料的发射率随工作时间而变化 在工作条件下,由于与环境介质发生相互作用或其他物理化 学变化,从而引起成分及结构的变化,将使材料的发射率改变。
一般说金属导电体的值较小,电介质材料的值较高。存在这 种差异的原因与构成金属和电介质材料的带电粒子及其运动性直 接有关。带电粒子的特性不同,材料的电性和发射红外辐射的性 能就不一样,而这往往与材料的晶体结构有关。 例如:氧化铝、氧化硅等电介质材料属于离子型晶体,它主 要靠正、负离子的静电力结合在一起;碳化硅、硼化锆、氮化锆 等材料属于共价晶体,它们是靠两个原子各自贡献自旋相反的电 子,共同参与两个原子的束缚作用;铝等金属晶体的结构可以看 作是正离子晶格内自由电子把它们约束在一起。显然,在晶格中 存在杂质、缺陷时,都会影响晶体的结构参数,使材料的发射率 发生变化。
激光的特点
1. 相干性好,所有发射的光具有相同的相位; 2. 单色性纯,因为光学共振腔被调谐到某一特定频率后,其他频 率的光受到相消干涉; 3. 方向性好,光腔中不调制的偏离轴向的辐射经过几次反射后被 逸散掉; 4. 亮度高,激光脉冲有巨大的亮度,激光焦点处的辐射亮度比普 通光高108~1010倍。
这种发出的辐射在短波段主要与其电子的跃迁有关,在长波 段则与其晶格振动特性有关。红外加热技术中的多数辐射材料, 发出辐射的机制是由于分子转动或振动而伴随着电偶矩的变化而 产生的辐射。因此,组成材料的元素、化学键形式、晶体结构以 及晶体中存在缺陷等因素都将对材料的发射率发生影响。
(a) 材料本身结构对其发射率的影响

新型功能材料

新型功能材料

新型功能材料
新型功能材料是指在材料的制备、结构设计、性能改进等方面具有创新的材料类型。

它们具有其他普通材料所不具备的特殊功能和性能,可以应用于电子、能源、医疗、环保等领域,对于提高生产效率和推动社会发展具有重要意义。

一种新型功能材料是碳纳米管材料。

碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的一种空心管状结构,具有超高的强度和导电性能,可以用于制备高性能电子器件、储能设备和传感器等。

碳纳米管还具有独特的吸附能力,可以应用于污染物的吸附与分离,对于环境保护具有一定的作用。

另一种新型功能材料是石墨烯材料。

石墨烯是由碳原子构成的一种单层二维晶体结构,具有出色的导电性、导热性和力学性能,是一种理想的电子器件材料。

石墨烯可以制备出薄膜太阳能电池、柔性显示器、高速电子器件等,有望实现电子产品的高效能和轻量化。

还有一种新型功能材料是功能纳米材料。

功能纳米材料是指具有一定尺寸和形态的纳米颗粒或纳米结构,具有特殊的光学、电磁、热学、力学等性能。

例如金属纳米颗粒具有表面等离子共振效应,可以制备出高性能的传感器、光催化剂等;磁性纳米颗粒具有独特的磁学性能,可以应用于磁记录、生物医学和环境治理等方面。

功能纳米材料的制备和应用是纳米技术发展的前沿领域,对于推动科技创新具有重要意义。

新型功能材料在材料科学和工程领域具有广阔的应用前景。


们可以改善传统材料的性能,提高产品的质量和效率。

同时,新型功能材料也可以创造全新的产业和市场,带动经济的发展。

因此,加强新型功能材料的研究和开发,推动材料科技的创新,具有重要的战略意义。

新型多功能材料的研究与应用

新型多功能材料的研究与应用

新型多功能材料的研究与应用随着科技的发展和人类对于材料性能需求的不断增长,新型多功能材料的研究和应用成为人们关注的热点。

这些材料一般具有高强度、高韧性、高稳定性等特点,而且能够适用于各个领域,如能源、环境、医学、电子等。

近年来,许多研究人员都在加紧研究新型多功能材料,目的就是开发出更高性能、更多用途的材料,以满足不同领域的需求,下面我就来详细介绍一下这方面的情况。

1.基于碳纤维的新型多功能材料碳纤维材料是目前使用最广泛的新型材料之一,其具有轻量、高强度等特点,通常在一些领域中被广泛应用。

比如说,在航空航天领域,碳纤维是制造轻质高强度飞行器的主要材料;在汽车制造领域中,碳纤维则被用于制造车身,以降低重量,提高燃油效率。

最近,一些研究人员开发了基于碳纤维的新型多功能材料,能够同时解决传统碳纤维材料的某些问题。

比如,美国普林斯顿大学研究人员开发的一种新型碳纤维材料能够具有自修复和受损检测等多种功能,可以更好地应用于复杂的工程环境中。

2.纳米材料的研究与应用纳米材料,就是指具有纳米级别的尺寸范围的材料。

由于其小尺寸的特点,纳米材料不仅具有通常材料所没有的独特性能,而且在光电、催化等方面有广泛的应用。

比如,在医学领域,研究人员利用纳米材料的生物活性和生物相容性,可以制造出各种纳米粒子探针,用于药物递送、图像检测等方面。

同时,在光电材料领域,纳米材料也一直处于研究的前沿。

比如,由于金纳米材料具有电磁增强效应,其在表面增强拉曼光谱(SERS)检测、光敏器件等方面有许多应用。

3.石墨烯及其衍生物的制备与应用石墨烯,就是一个由碳原子形成的单层六角网格结构的二维材料。

由于其具有轻薄、高强度、高导电性等特点,被认为是未来新型材料的候选者之一。

石墨烯的应用也很广泛,比如,可以用于制造柔性触控屏、可穿戴电子设备等。

此外,还有一些石墨烯的衍生物,如氧化石墨烯、还原氧化石墨烯等,也有着优秀的性能和广泛的应用。

比如,在能源领域,石墨烯衍生物作为电容器的电极材料,能够大幅提高电容器的能量密度。

新型金属功能材料的研究与应用

新型金属功能材料的研究与应用

新型金属功能材料的研究与应用近年来,随着科技的进步和人们对生活品质的追求,新型金属功能材料的研究和应用逐渐受到关注。

这些新型材料在机械、电子、光学、医疗等领域中有着广泛的应用前景。

本文将深入探讨新型金属功能材料的研究与应用。

一、什么是新型金属功能材料?新型金属功能材料是指具有特定性能和功能的材料。

它们通常是由金属和非金属元素合成的复合材料,如合金、金属陶瓷、金属复合材料等。

这些新型材料拥有较高的强度、硬度、导电性和热传导性,并且能够实现某些特定的功能,如防腐、抗氧化、耐磨等。

二、新型金属功能材料的研究现状目前,新型金属功能材料的研究主要集中在以下几个方向:1. 金属纳米材料金属纳米材料是指尺寸小于100纳米的金属颗粒。

由于其表面积相对于体积的增加,金属纳米材料具有优异的物理、化学和光学性质。

例如,纳米金属颗粒能够加强催化反应、提高传感器的灵敏度、增强材料的强度、硬度和韧性等。

2. 金属氢化物金属氢化物是指金属与氢气反应生成的稳定化合物。

金属氢化物具有较高的储氢容量、较低的储氢压力和温度、良好的可逆性,因此被广泛应用于能源、汽车、军事和民用等领域。

3. 多元合金多元合金是指由三种或以上的元素组成的合金。

多元合金具有复杂的化学成分和结构,因此拥有多种特殊性质和应用潜力。

例如,高熵合金具有高的耐腐蚀性、高温变形能力和优异的力学性能。

三、新型金属功能材料的应用前景新型金属功能材料在各个领域都有着广泛的应用前景。

1. 机械领域新型金属功能材料在机械领域中应用广泛,如钢铁、航空航天、汽车、机器人等。

例如,高强度合金、超级合金、金属陶瓷等材料可以用于制造高温、高压、高强度和高耐久的零部件,以满足各种极端条件下的使用需求。

2. 电子领域新型金属功能材料在电子领域中有广泛的应用,如半导体、电池、传感器及集成电路等。

例如,金属纳米颗粒可以用于制造电子元件,如表面增强拉曼光谱、光电子器件等。

3. 光学领域新型金属功能材料在光学领域中有广泛的应用,例如,银基减振材料可以用于制造高效度的抗震减振器件,以保护建筑物和机械设备。

新型功能材料

新型功能材料

新型功能材料
新型功能材料是指具有特殊功能和性能的材料,它们通过改变材料的结构、组分和制备工艺来实现特定的功能。

新型功能材料在各个领域具有广泛的应用,例如电子、能源、医疗、环境等。

在电子领域,新型功能材料正在改变着电子设备的性能和体积。

以半导体材料为例,新型功能材料如石墨烯、二维材料等具有优异的电子性能和导电性能,可以用于制造更小、更快的电子器件。

此外,铁电材料、磁电材料等也是新型功能材料的代表,在存储器、传感器等领域具有重要的应用价值。

在能源领域,新型功能材料可以提高能源转化和存储的效率。

例如,光催化材料可以利用光能将光子转化为化学能,实现可持续的能源转化。

太阳能电池材料的研发也是基于新型功能材料的不断创新。

此外,锂离子电池、燃料电池等也是新型功能材料在能源领域的应用热点。

在医疗领域,新型功能材料可以用于制备生物医用材料,改善医疗器械的性能和治疗效果。

例如,生物可降解材料在组织工程、药物缓释等方面具有潜在的应用价值。

此外,金属材料、陶瓷材料等也在医疗器械制造中发挥着重要的作用。

在环境领域,新型功能材料可以用于净化水、治理污染等方面。

例如,纳米材料在水处理中具有独特的吸附、催化性能,可以高效地去除重金属、有机物等污染物。

此外,光催化材料也可以将光能转化为化学能,实现光催化降解污染物的效果。

综上所述,新型功能材料具有多样的应用领域和广泛的应用前景。

通过对材料结构、组分和制备工艺的改变,可以实现特定功能和性能的需求。

未来,新型功能材料的研发将不断推动科学技术的创新和进步,为人类创造更加便利、高效和可持续的生活环境。

新型光电功能材料的研究与应用

新型光电功能材料的研究与应用

新型光电功能材料的研究与应用近年来,新材料的研究和应用已经成为国际科技竞赛的热门话题。

新型光电功能材料是一类重要的材料,其具有许多功能,如光电转换、光电控制和光伏发电等。

这些功能使得这些材料在能源、电子、通信等领域拥有广泛的应用前景。

本文将对新型光电功能材料的研究与应用进行介绍和评述。

一、新型光电功能材料种类新型光电功能材料包括多种种类,如半导体材料、金属纳米材料、量子点材料等。

其中,半导体材料是最为常见的一种,其具有电子和空穴导电的特性,可用于太阳能电池、激光器、LED照明等领域。

金属纳米材料由于其表面等离子体增强和局域表面等离子体固化的催化性能,被广泛应用于表面增强拉曼光谱(SERS)、生物传感器等领域。

量子点材料则具有尺寸效应和量子效应,可用于荧光探针、生物探测、光电导器件等领域。

二、新型光电功能材料的研究进展在新型光电功能材料的研究中,科学家们主要是关注其合成、组装以及应用性能等方面。

合成方面,主要利用化学合成、物理气相沉积、溶液沉积等方法制备材料。

组装方面,主要是通过自组装、水热法、电化学沉积等方法将单个材料组装成为功能复合材料。

应用方面,则是将这些复合材料应用于太阳能电池、传感器、光电池等领域。

在半导体材料方面,硅基材料一直是主流材料。

但其缺点是价格昂贵、生产难度大、生产过程中的环境污染等问题。

因此,研究人员开始发掘其它半导体材料的潜力,如钙钛矿材料、有机-无机杂化材料等。

钙钛矿材料由于易于合成、成本低,现已被广泛应用于太阳能电池领域。

有机-无机杂化材料则综合了有机和无机物质的优势,其所具有的光电转换、光电控制等性能使其在电子器件、传感器等领域有着较广泛的应用。

在金属纳米材料方面,贵金属纳米材料具有高度的表面等离子体增强效应,因此应用获得较大发展。

但贵金属纳米材料硬度较小,不够稳定,不利于应用于实际生产。

因此,近年来研究人员开始大力发展非贵金属纳米材料。

例如,银、铜等金属材料就成为了新的纳米催化剂材料,得到了广泛应用。

新型功能材料(十六)

新型功能材料(十六)

温度系数:
材料的物理属性随着温度变化而变化的速 率。材料的部分属性会随着温度变化而发生变 化,如电阻温度系数、电压温度系数、热导率 温度系数等。低温度系数即高的温度稳定性。
永磁材料
2.铁铬钴系永磁合金。
以铁、铬、钴元素为主要成分,还含 有钼和少量的钛、硅元素。其加工性能好, 可进行冷热塑性变形,磁性类似于铝镍钴 系永磁合金,并可通过塑性变形和热处理

饱和磁感应强度: 又称饱和磁通密度,是指磁体被磁化到饱和状态 时的磁感应强度。实际应用中,饱和磁感应强度往往 是指某一指定磁场(基本上达到磁饱和时的磁场)下 的磁感应强度。
磁饱和:
是指铁磁性物质或亚铁磁性物质处于磁极化强度 或磁化强度不随磁场强度的增加而显著增大的状态。

亚铁磁性:
当施加外磁场后,其磁化强度随外磁场的变 化与铁磁性物质相似。铁氧体大都是亚铁磁体。 亚铁磁性物质是绝缘体。
软磁材料
6.铁钴系合金。
钴含量27%~50%。具有较高的饱和磁化
强度,电阻率低。适于制造极靴、电机转子和
定子、小型变压器铁芯等。
软磁材料
极靴:
是电机磁极一个独特的结构,在电磁铁及永

磁体中是不可缺少的部分。有人称之为磁极头,
其作用是为了获得磁场较好的线性分布,是由两 个结构相同的磁路组成,这时为了获得较好的线 性分布就会在磁极端面装极靴。
软磁材料
9.超微晶软磁合金。
20世纪80年代发现的一种软磁材料。由小 于50纳米左右的结晶相和非晶态的晶界相组成, 具有比晶态和非晶态合金更好的综合性能,不 仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小,且饱和磁 感应强度高、稳定性好。现主要研究的是铁基 超微晶合金。
永磁材料

新型功能陶瓷材料的分类与应用

新型功能陶瓷材料的分类与应用

新型功能陶瓷材料的分类与应用一、本文概述随着科学技术的飞速发展,新型功能陶瓷材料以其独特的物理、化学和机械性能,在众多领域展现出广阔的应用前景。

这些材料不仅具备传统陶瓷的高硬度、高耐磨、高耐温等特性,更在电学、磁学、光学、热学等方面表现出优异的性能,因此被广泛应用于能源、电子、通信、生物医疗、航空航天等关键领域。

本文旨在全面介绍新型功能陶瓷材料的分类及其在各领域的应用情况。

我们将对新型功能陶瓷材料进行详细的分类,包括按照功能性质、制造工艺和应用领域等不同的分类方法。

我们将重点介绍这些材料在能源转换与储存、电子与通信、生物医疗以及航空航天等领域中的具体应用案例和前景。

我们将对新型功能陶瓷材料的未来发展趋势和挑战进行展望,以期为相关领域的研究者和技术人员提供有益的参考和启示。

通过本文的阐述,读者可以对新型功能陶瓷材料的分类和应用有一个全面而深入的了解,同时也能够把握这些材料在未来的发展趋势和应用前景,为相关领域的研究和产业发展提供有益的借鉴和指导。

二、新型功能陶瓷材料的分类新型功能陶瓷材料,也称为先进陶瓷或精细陶瓷,凭借其独特的物理、化学和机械性能,在众多领域都有着广泛的应用。

这些材料的分类通常基于其主要的功能特性和应用领域。

以下是新型功能陶瓷材料的主要分类:结构陶瓷:这类陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨性和良好的抗腐蚀性。

常见的结构陶瓷材料包括氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷等。

它们在汽车、航空航天、机械等领域有着广泛的应用。

电子陶瓷:电子陶瓷具有良好的导电性、介电性和压电性,是电子工业的重要基础材料。

常见的电子陶瓷包括压电陶瓷、铁电陶瓷、超导陶瓷和半导体陶瓷等。

它们在通信、计算机、传感器、电子元件等领域发挥着重要作用。

生物陶瓷:生物陶瓷具有良好的生物相容性和生物活性,可用于制作人工牙齿、人工骨骼、人工关节等医疗器械。

常见的生物陶瓷包括生物活性玻璃陶瓷、氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷等。

光学陶瓷:光学陶瓷具有高折射率、高透光性和良好的化学稳定性,广泛应用于光学仪器、激光器、光通信等领域。

新型功能材料有哪些

新型功能材料有哪些

新型功能材料有哪些新型功能材料是指具有特殊功能和性能的材料,能够满足现代科技发展的需要。

随着科学技术的进步和社会的发展,新型功能材料的研发和应用日益重要。

下面将介绍一些常见的新型功能材料。

第一种是纳米材料。

纳米材料是指由纳米级颗粒组成的材料。

由于其具有特殊的物理、化学和生物特性,纳米材料被广泛应用于电子、光学、医学等领域。

例如,纳米颗粒可以用于制备高效的太阳能电池,提高能量转化效率;纳米纤维可以用于制备高性能的纳米过滤材料,具有较高的去除污染物的效率。

第二种是智能材料。

智能材料是指具有对外界刺激作出响应的能力的材料,可以改变其物理、化学或机械性质。

智能材料在传感、控制、医学和工程等领域有广泛的应用。

例如,形状记忆合金具有在受热时恢复其原始形状的特性,被广泛应用于医疗器械和工程结构中;压电材料在受压或受电场作用时会产生电荷,被应用于传感器和声波器件中。

第三种是生物材料。

生物材料是指用于修复、替代或增强人体组织和器官的材料。

生物材料具有良好的生物相容性和生物活性,能够与生物组织相互作用,并促进组织再生和修复。

例如,生物陶瓷材料被用作人工骨头和关节的材料;生物可降解材料被用于制备可吸收的缝线和植入物。

第四种是光学材料。

光学材料是指能够控制或操纵光的传播、吸收和发射的材料。

光学材料在光纤通信、激光技术、显示器件等方面有广泛的应用。

例如,光波导材料具有优异的光导特性,用于制备光纤和光器件;光致变色材料具有在光照下改变颜色的特性,被用于制备光变眼镜和光致变色器件。

第五种是能源材料。

能源材料是指能够储存、转换或释放能量的材料。

能源材料在可再生能源、储能技术和电子设备等方面有重要的应用。

例如,锂离子电池材料被广泛应用于移动电子设备和电动汽车中;光催化材料可以利用太阳能进行水分解产生氢气,具有潜在的应用于清洁能源领域。

总之,新型功能材料是推动科技进步和社会发展的重要基础。

随着科技的不断进步,新型功能材料的研发和应用将会更加广泛和深入。

材料科学中的新型功能材料研究综述

材料科学中的新型功能材料研究综述

材料科学中的新型功能材料研究综述引言:随着科技的发展和人类社会的进步,对于材料科学领域的需求也日益增加。

在过去几十年中,材料科学取得了巨大的突破和进展。

新型功能材料的研究成为了目前材料科学的热点之一。

本文将概述材料科学中的新型功能材料的研究现状和发展趋势。

一、表面改性材料表面改性材料能够改善材料表面的性能,增加其抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性等。

表面改性材料的研究主要包括表面涂层、表面功能化修饰等。

这些技术能够改善材料的粗糙度、光学性能和电学性能等,提升材料的使用寿命和性能。

二、纳米材料纳米材料具有在纳米尺度下所特有的物理、化学和力学性质。

纳米材料的研究是进行材料科学研究的一个热点。

纳米材料研究中的主要方向包括纳米粒子的合成与表征、纳米薄膜材料以及纳米结构材料的研究。

纳米材料具有很大的应用潜力,可以用于电子器件、催化剂、生物传感器等领域。

三、多功能复合材料多功能复合材料是由两种或两种以上的材料组成的复合材料,具有多种性能和功能。

多功能复合材料的研究主要包括材料的组成设计、制备工艺以及性能表征等。

这些复合材料能够同时具备强度高、硬度高、韧性好和耐腐蚀性好等特点,广泛应用于航空航天、汽车工程、电力传输等领域。

四、智能材料智能材料是一种能够自主感知外界环境变化并做出对应响应的材料。

智能材料的研究目前正处于快速发展阶段。

根据作用方式的不同,智能材料可以分为温度响应型材料、光学性能变化型材料、吸湿性能变化型材料等。

这些智能材料能够被广泛应用于人工智能、智能传感器等领域。

五、柔性电子材料柔性电子材料是一种能够自由弯曲或弯折的材料。

随着电子技术的发展,对于更轻薄、柔性的电子设备的需求也越来越大。

柔性电子材料的研究重点包括柔性基底材料的研究、柔性电子材料的制备和工艺以及柔性电子器件的开发等。

柔性电子材料具有广阔的应用前景,如可穿戴电子产品、可弯曲电子器件等。

六、生物医用材料生物医用材料是一种能够与人体组织兼容并具有生物功能的材料。

新型工程材料

新型工程材料

新型工程材料
新型工程材料是指在工程建设和制造领域中应用的新型材料,它们具有优异的
性能和特点,能够满足现代工程对材料的高要求。

新型工程材料的出现,不仅提高了工程建设和制造的效率,还为现代工程技术的发展带来了新的可能性。

本文将就几种新型工程材料进行介绍和分析。

首先,新型复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有优
异的性能。

例如,碳纤维增强复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点,被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。

此外,玻璃钢复合材料具有耐腐蚀、绝缘、耐磨等特点,被广泛应用于化工、建筑等领域。

其次,新型功能材料是指具有特定功能的材料,例如形状记忆合金具有形状记
忆和超弹性等特点,被广泛应用于医疗器械、航空航天等领域。

另外,石墨烯材料具有优异的导热、导电、机械性能等特点,被广泛应用于电子、能源等领域。

再次,新型节能环保材料是指具有节能环保特点的材料,例如多孔材料具有轻质、隔热、保温等特点,被广泛应用于建筑、节能环保等领域。

此外,再生材料具有可再生、可降解等特点,被广泛应用于包装、生活用品等领域。

最后,新型智能材料是指具有智能功能的材料,例如智能陶瓷材料具有自修复、感应等特点,被广泛应用于航空航天、电子等领域。

另外,光敏材料具有光敏、光电等特点,被广泛应用于光学、传感等领域。

总的来说,新型工程材料的出现为工程建设和制造领域带来了新的发展机遇,
它们的优异性能和特点能够满足现代工程对材料的高要求,推动了现代工程技术的不断进步。

相信随着科技的不断发展,新型工程材料将会在更多领域得到广泛应用,为人类社会的发展做出更大的贡献。

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新型功能材料简介1.超导体的概念:超导材料是一种没有电阻的材料,既能节约能量,减少电能因电阻而消耗的能量,还能把电流储存起来,供急需时使用。

2.三个临界条件 :临界温度(Tc )、临界电流(Ic )和临界磁场(Hc )是“约束”超导现象的三大临界条件,三者具有明显的相关性,只有当超导体同时处于三个临界条件以内,才具有超导电性。

临界温度是在外部磁场、电流、应力和辐射等条件维持足够低时,电阻突然变为零时的温度;超导电性可以被外加磁场所破坏,对于温度为T(T <Tc)的超导体,当外磁场超过某一数值Hc(T)的时候,超导电性就被破坏了,使它由超导态转变为常导态, 电阻重新恢复。

在不加磁场的情况下,超导体中通过足够强的电流也会破坏超导电性,导致破坏超导电性所需要的最小极限电流,也就是超导态允许流动的最大电流,称作临界电流Ic(T)。

迈斯纳效应(指超导体处于外界磁场中,磁力线无法穿透,超导体内的磁通量为零)和零电阻性质是超导态的两个独立的基本属性,衡量一种材料是否具有超导电性必须看是否同时具有零电阻和迈斯纳效应。

3.伦敦第一方程: 式中,m 是电子质量,Js 为超流电流密度,n s 是超导电子密度 由上式可见:在稳态下,超导体中的电流为常值时,,则E =0。

即,在稳态下,超导体内的电场强度等于零,因此,它说明了超导体的零电阻性质。

4.功能玻璃:功能玻璃是指与传统玻璃结构不同的、有某一方面独特性能的、有专门用途的、或者制造工艺有明显差别的一些新品种“玻璃”。

生物玻璃是指能够满足或达到特定生物、生理功能的特种玻璃,主要是由Si 、Na 、Ca 以及P 的氧化物组成。

5.微晶玻璃是指通过玻璃热处理来控制晶体的生长发育而获得的一种多晶材料。

它既有玻璃的基本性能,也有陶瓷多晶体的特征。

微晶玻璃的微晶化包括以下几个过程:(1)玻璃结构发生微调;(2)晶核的形成;(3)基本晶相的形成及生长;(4)介稳相转变为稳定晶相及残余玻璃。

微晶玻璃结晶过程中的核化与晶化多数属于非均相核化的类型。

其基本原理是:加入玻璃配合料中的成核剂,在熔制过程中,均匀地溶解于玻璃熔融体中。

当玻璃处在析晶温度区时,成核剂能降低晶核生成所需要克服的势垒,从而核化可以在较低的温度下进行.6. 光色玻璃:我们把出现可逆的或不可逆的显色、消色现象的物质称为光致变色材料。

光色玻璃就是其中的一类光致变色材料。

当受紫外线或日光照射时,由于玻璃在可见光区产生光吸收而自动变色;当光照停止时,玻璃能可逆地自动恢复到初始的透明状态。

具有这种性质的玻璃称为光致变色玻璃(也称光色玻璃)。

7.陶瓷在人类生活和社会建设中是不可缺少的材料,它和金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料。

结构陶瓷是指具有力学和机械性能及部分热学和化学功能的先进陶瓷(现代陶瓷),功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶瓷(现代陶瓷)。

根据功能陶瓷对外场条件的敏感效应,则可制备热敏、气敏、湿敏、压敏、磁敏和光敏等敏感陶瓷。

8.陶瓷三大原料:长石,黏土,石英.E m e n J t s s 2=∂∂0=∂∂s J t石英在陶瓷生产中的作用:①在烧成前是瘠性原料,可对泥料的可塑性起调节作用,能降低坯体的干燥收缩,缩短干燥时间并防止坯体变形。

②在烧成时,石英的加热膨胀可部分地抵消坯体收缩的影响,当玻璃质大量出现时,在高温下石英能部分熔解于液相中,增加熔体的强度,而未熔解的石英颗粒,则构成坯体的骨架,可防止坯体发生软化变形等缺陷。

③在瓷器中,石英对坯体的力学强度有着很大的影响,合理的石英颗粒能大大提高瓷器坯体的强度,否则效果相反。

同时,石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。

④在釉料中,二氧化硅是生成玻璃质的主要组分,增加釉料中石英含量能提高釉的熔融温度与黏度,并减少釉的线胀系数。

同时它是赋予釉以高的力学强度、硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性的主要因素。

黏土作用概括为五个方面:1)黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础。

2)黏土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。

3)黏土一般呈细分散颗粒,同时具有结合性。

4)黏土是陶瓷坯体烧结时的主体,黏土中的Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素;5)黏土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。

9.发光是一种宏观现象,但它和晶体内部的缺陷结构、能带结构、能量传递、载流子迁移等微观性质和过程密切相关。

作为发光材料的晶体,往往有目的地搀杂其它杂质离子以构成缺陷能级,它们对晶体的发光起着关键作用。

发光的本质是能量的转换,稀土之所以具有优异的发光性能,就在于它具有优异的能量转换功能,而这又是由其特殊的电子层结构决定的。

10.被激发的物质在切断激发源后仍能继续发光,这种发光现象称为磷光,有时磷光能持续几十分钟甚至数小时,这种发光物质就是通常所说的长余辉材料。

它是一类吸收太阳光或人工光源所产生的光发出可见光,而且在激发停止后仍可继续发光的物质。

尽管长余辉材料本身就是一种功能陶瓷材料,但它的热稳定性是有一定限度的,温度对长余辉材料的发光性能的影响很大,随着灼烧温度的升高,发光亮度急剧下降,甚至发生荧光猝灭。

11.激活剂吸收能量后,激发态的寿命极短,一般大约仅10-8s就会自动地回到基态而放出光子,这种发光现象称为荧光。

撤去激发源后,荧光立即停止.“荧光”指的是激发时的发光,而“磷光”指的是发光在激发停止后,可以持续一段时间。

12.智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激,对之进行分析、处理、判断,并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料.智能材料需具备以下内涵:(1)具有感知功能,能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度,如电、光、热、应力、应变、化学、核辐射等;(2)具有驱动功能,能够响应外界变化;(3)能够按照设定的方式选择和控制响应;(4)反应比较灵敏、及时和恰当;(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。

13.智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。

14.有些材料,在发生了塑性变形后,经过合适的热过程,能够回复到变形前的形状,这种现象叫做形状记忆效应(SME)。

形状记忆合金可以分为三种:(1) 单程记忆效应;(2)双程记忆效应;(3)全程记忆效应;形状记忆材料兼有传感和驱动的双重功能,可以实现控制系统的微型化和智能化。

15.在某些晶体材料上施加机械力时,晶体表面会产生电荷,这种现象称正压电效应。

在一定范围内,电荷密度与作用力成正比。

相反,在晶体上施加电场时,晶体会产生几何变形,称逆压电效应。

16. 敏感陶瓷用于制造敏感元件,是根据某些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、光、电压及某种气体、某种离子的变化特别敏感的特性而制得的。

按其相应的特性,可把这些材料分别称作热敏(PTC陶瓷、NTC和CTR热敏陶瓷等)、湿敏、光敏、压敏、气敏及离子敏感陶瓷。

此外,还有具有压电效应的压力、位置、速度、声波等敏感陶瓷,具有铁氧体性质的磁敏陶瓷及具有多种敏感特性的多功能敏感陶瓷等。

17.NTC热敏电阻材料是用特定组分合成,其电阻率随温度升高按指数关系减小的一类材料,分低温型、中温型和高温型三大类。

CTR热敏电阻主要是指以VO2为基本成分的半导体陶瓷,在68℃附近电阻值突变达到3--4个数量级,具有很大的负温度系数, 因此称为巨变温度热敏电阻或临界(温度)热敏电阻材料。

PTC 热敏电阻有两种用途:一是用于恒温电热器,PTC热敏电阻通过自身发热而工作,达到设定温度后,便自动恒温,因此不需另加控制电路,二是用作限流元件,如彩电消磁器、节能灯用电子镇流器、程控电话保安器、冰箱电机启动器等。

18.气敏陶瓷是一种对气体敏感的陶瓷材料,大致可分为半导体式、固体电解质式及接触燃烧式三种。

19.当光线照射到半导体时,在光子作用下产生的光生载流子使电导增加的现象,称为光电导效应。

20.太阳能电池是利用光生伏特效应将太阳能转换为电能的器件,太阳能电池的转换率不仅受光子激发利用率的限制,还受其他因素的影响。

虽然能量h ≥Eg 的光子均可产生激发,但只有能量相当于Eg的部分才能转变为电能。

光子吸收材料的禁带在Eg≈0.9eV附近时,光子激发利用率最高.综合考虑影响转换效率的因素,光子吸收材料的禁带宽度在1.0~1.6eV较合适,因此,Si、Cu2S、GaAs、CdTe等均可用作太阳能电池材料。

21.快离子导体陶瓷是指电导率可以和液体电解质或熔盐相比拟的固态离子导体陶瓷,又称电解质陶瓷。

快离子导体的离子电导率可达10-1~10-2S/cm,活化能低至0.1~0.2eV。

22.氢化物储氢原理:金属吸留氢形成金属氢化物,然后对该金属氢化物加热,并把它放置在比其平衡压低的氢压力环境中使放出吸留的氢,其反应式是:,反应进行的方向取决于温度和氢压力。

23.储氢材料应具备的条件:1.易活化,氢的吸储量大;2.用于储氢时生成热尽量小,而用于蓄热时生成热尽量大;3.在一个很宽的组成范围内,应具有稳定合适的平衡分解压;4.氢吸收和分解过程中的分解过程中的平衡压差(滞后)小;5.氢的俘获和释放速度快;6.金属氢化物的有效热导率大;7.在反复吸放氢的循环过程中,合金的粉化小,性能稳定性好;8对不纯物的耐中毒能力强;9储氢材料价廉。

(1)什么是超导体?其具有什么效应?这些效应产生的原因分别是什么?答:超导材料是一种没有电阻的材料,既能节约能量,减少电能因电阻而消耗的能量,还能把电流储存起来,供急需时使用。

零电阻效应和超导体的完全抗磁性(迈斯纳效应)。

迈斯纳效应产生的原因,当超导体处于超导态时,在磁场的作用下,表面产生无损耗感应电流,这个电流产生的磁场与原磁场的大小相等,方向相反,因而总合成磁场为零。

即无损感应电流对外加磁场起着屏蔽的作用,因此又称为抗磁性屏蔽电流。

(2)超导的三个临界条件是什么?答:临界温度Tc,临界电流Ic,临界磁场Hc(3)伦敦方程是什么?说明了超导体的什么性质?答:伦敦第一方程,式中,m是电子质量,Js 为超流电流密度,ns是超导电子密度。

说明了在稳态下,超导体内的电场强度等于零,因此,它说明了超导体的零电阻性质。

伦敦第二方程? ╳(LJs)= -B式中,L =(m/ns e2)。

m是电子质量,Js为超流电流密度,ns是超导电子密度说明了超导体的迈斯纳效应。

(4)PTC,NTC热敏电阻分别指什么?①电阻随温度升高而增大的热敏电阻称为正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻②电阻随温度的升高而减小的热敏电阻称为负温度系数热敏电阻,简称NTC热敏电阻(5)气敏陶瓷分为哪三类,分别指什么?答:气敏陶瓷大致可分为半导体式、固体电解质式及接触燃烧式三种:(6)太阳能电池发电的基本原理是什么?哪些材料可以做为太阳能电池材料?太阳能电池对材料的具体要求?答:太阳能电池是利用光生伏特效应,当光线照射到半导体的p-n结上时,如果光子能量足够大,hn≥Eg,就在p-n结附近激发出电子--空穴对。

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