功能材料第一讲PPT讲稿

• 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十
分重视功能材料技术的研究。
• 2001年日本文部省科学技术政策研究所发
布的第七次技术预测研究报告中列出了影 响未来的100项重要课题,一半以上的课题为 新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中 绝大部分均为功能材料。
• 欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等
在他们的最新科技发展计划中, 都把功能材 料技术列为关键技术之一加以重点支持。
– 具有优良的电、磁、光、热、声学、力学、化 学和生物学功能及相互转化的功能，被用于非 结构目的的高技术材料。 • 此概念1965年由美国贝尔研究所的J.A.Morton博士
提出
举例：
• 弹性材料——应用力学性能——用于非结构目的√ • 结构陶瓷——应用力学性能——用于结构目的 × • 普通玻璃——应用光学性能——用于结构目的 × • 耐 火 砖——应用热学性能——用于结构目的×
• 当前国际功能材料及其应用技术正面临新
的突破，材料的分子、原子设计等正处于 日新月异的发展之中，发展功能材料技术 正在成为一些发达国家强化其经济及军事 优势的重要手段。
国内功能材料发展的现状和差距
• 我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、
“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功 能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计 划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。
功能材料第一讲课件
研究意义
• 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、
化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技 术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材 料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建 材等起着重要作用。
• 功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏
大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为 重要的战略意义。
范围和进展趋势，掌握功能材料的含义、特点及常见 功能材料的基本知识，熟悉各类功能材料的组成、性 能和应用。
• 本课程的特点：涉及知识点多和应用领域较广，包括
力学、电学、光学、磁学等功能材料。
• 课堂讲授上，讲清基本概念、基本原理及目前的研究
和应用现状及发展趋势。
• 课后认真对所学新材料进行资料查阅，以对其发展趋
• 功能材料是一门新的学科，目前对它进行严格的定义 尚有一定的难度，就像许多化学变化中存在着物理现 象、高级运动中总是伴随着低级运动一样，功能材料 既遵循材料的一般特性和变化规律又具有其自身的特 点。因此可认为是传统材料的更高级的运动形式。
• 近10年来，功能材料成为材料科学和工程
领域中最为活跃的部分。每年以5％以上的 速度增长，相当于每年有1.25万种新材料问 世。未来世界需要更多的性能优异的功能
• 基于材料应用技术领域
– 信息材料 – 电子材料 – 电工材料 – 电讯材料 – 计算机材料 – 传感材料 – 仪器仪表材料 – 能源材料 – 航空航天材料 – 生物医用材料
教材及参考资料
现代功能材料，陈玉安，王必本，廖其龙， 重庆大学出版社，2008
• 现代功能材料及其应用，郭卫生, 汪济奎，
化学工业出版社，2002
• 功能材料概论，殷景华，王雅珍，哈尔滨
工业大学出版社，1999
• 新型无机材料，杨华明，宋晓岚，金胜明，
化学工业出版社，2005
第一章 绪论
• 1.1功能材料的概念
金属材料
• 金属结构材料
– 超耐热合金 – 轻质合金 – 非晶合金
• 金属功能材料
– 导电材料 – 超导合金 – 形状记忆合金 – 贮氢合金
• 在国外，常将这类材料称为:
功能材料(Functional Materials) 特种材料(Speciality Materials) 精细材料 (Fine Materials)
• 我国目前功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，
尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相 称。我国功能材料在系统集成方面也存在不足，有待 改进和发展。
• 我国国防现代化建设一直受到以美国为首的西方国家
的封锁和禁运，所以我国国防用关键特种功能材料是 不可能依靠进口来解决的，必须要走独立自主、自力 更生的道路。如军事通信、航空、航天、导弹、热核 聚变、激光武器、激光雷达、新型战斗机、主战坦克 以及军用高能量密度组件等，都离不开特种功能材料 的支撑。
• 在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材
料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材 料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身 材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得 了一批接近或达到国际先进水平的研究成果。
• 功能材料还在“两弹一星”、“四大装备四颗星”等
国防工程中做出了举足轻重的贡献。
目的与任务
• 本课程的授课对象是材料化学专业本科生，
属材料类专业选修课。
• 本课程主要介绍功能材料的研究现状和发
展趋势，一些常见功能材料的基本知识、 种类、特点和应用，有助于学生拓宽专业 知识面，同时加深对专业的认识和应用。
课 • 通程过本的课程基的本学习要，学求生和能了特解功点能材料目前的研究
势、应用领域等有更广泛、深入的了解。
授课安排
• 学时：32（1－12周） • 常用功能材料（电性材料、磁性材料、光
学材料、功能转换材料）
• 特种功能材料 （能源材料**、智能材料、梯
度功能材料、生物医学材料、功能薄膜材 料）
考核方式
• 考试 • 总评成绩＝平时成绩（包括考勤、作业、
上课听讲等，占30 %）＋期终考试成绩 （占70 %）
材料，功能材料正在渗透Fra Baidu bibliotek现代生活的各 个领域。
1.2 功能材料的分类
• 按材料化学键、化学成分分类
– 金属功能材料 – 无机非金属功能材料 – 有机功能材料 – 复合功能材料
• 基于材料物理性质、功能分类
– 电学功能材料 –磁 –光 –热 – 声学和振动 –力 – 化学及分离功能材料 – 放射性相关 – 生物技术和生物医学
• 功能材料是新材料领域的核心，对高新技
术的发展起着重要的推动和支撑作用，在 全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料 对高新技术的发展起着重要的推动和支撑 作用，是二十一世纪信息、生物、能源、 环保、空间等高技术领域的关键材料，成 为世界各国新材料领域研究发展的重点， 也是世界各国高技术发展中战略竞争的热 点。