功能材料ppt

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功能材料第一章功能材料概论PPT

焊接加工
通过熔融连接将两个材料连接在一起，适用于金属材料的连接。
表面处理技术
表面涂层技术
通过涂覆一层或多层涂层来改变材料表面的性质，以提高耐腐蚀、抗氧化、耐磨等性能。
表面改性技术
通过物理或化学手段改变材料表面的化学成分、晶体结构和表面形貌等性质，以提高表面硬度、降低摩擦系数等性能。
04
环保化
随着环保意识的提高，功能材料的生产和使用需要更加注重环保，如使用可再生资源、降低能耗和排放等。
智能化
功能材料正朝着智能化方向发展，如智能材料、自适应材料等，这些材料能够根据环境变化做出响应，具有很高的应用价值。
复合化
多种材料的复合使用已成为一种趋势，通过不同材料的组合，可以获得单一材料无法达到的综合性能。
未来发展方向
01
新材料研发
不断探索和研发新的功能材料，提高其性能和应用范围。
环保化发展
注重功能材料的环保性能，推动其可持续发展。
03
02
智能化发展
加强功能材料的智能化研究，开发更多具有智能响应的材料。
复合化发展
加强多种材料的复合研究，获得更多具有综合性能的材料。
04
THANKS
感谢观看
环保领域
总结词
功能材料在环保领域的应用主要涉及空气净化、水处理、土壤修复等方面。
详细描述
功能材料如吸附剂、催化剂、光催化剂等，能够有效降低污染物排放和提高环境质量，对于解决全球环境问题具有重要意义。
05
功能材料的发展趋势与挑战
发展趋势
高性能化
随着科技的不断进步，对功能材料的性能要求也越来越高，如更高的强度、硬度、耐热性、耐腐蚀性等。

功能材料课件ppt课件

物理气相沉积（PVD）
通过物理方法将固体材料转化为气态，再沉积到基材上，如真空镀膜。
溶胶-凝胶法（Sol-Gel）
通过控制化学反应，将前驱体溶液转化为凝胶，再经过热处理制备功能材料。
化学合成法
通过化学反应将简单物质转化为复杂物质，如合成高分子材料、复合材料等。
加工技术
机械加工
激光加工
利用机械力对材料进行切削、磨削等加工，以获得所需形状和尺寸的零件或产品。
包括材料的反射率、透射率、折射率等。这些性能决定了材料在光学设备和器件中的使用效果。
热性能
包括材料的热导率、热膨胀系数、比热容等。这些性能决定了材料在热设备和系统中的使用效果。
03
功能积（CVD）
利用气态物质在固体表面上的化学反应来制备功能材料，如薄膜、涂层等。
绿色化
随着环保意识的增强，功能材料的制备和应用过程需要更加注重环保和可持续发展，如使用可再生资源、降低能耗和减少废弃物排放。
智能化
通过先进的制备技术和结构设计，实现功能材料的智能化，如自适应、自修复、自感知等特性，以满足复杂环境和动态变化的需求。
生物医学应用
功能材料在生物医学领域的应用越来越广泛，如用于药物传递、组织工程和生物成像等，为医疗健康领域的发展提供有力支持。
实例
高温超导材料
高温超导材料是指在一定温度下具有超导性的材料，可用于制造超导线圈、超导电缆等。
石墨烯
石墨烯是一种新型的二维材料，具有高导电性、高导热性、高强度等特性，可用于制造电子元器件、电池电极等。
生物可降解塑料
生物可降解塑料是指在特定条件下能够被微生物分解为无害物质的塑料材料，可用于替代传统塑料，减少环境污染。

《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。

《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。

功能高分子材料ppt课件

A. 丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分 B. 高吸水性树脂成品是线型结构 C. 二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成一种可降解的塑料 D. 高分子制成的“人造金属”能够导电导热，所以有金属光泽
随堂练习
2. 下列关于功能高分子材料，说法不正确的是( C )
A. 生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料 B. 高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等 C. 高分子药物和有机玻璃都属于功能高分子材料 D. 纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
聚丙烯纤维很难降解，根据其结构特点，你建议寻找哪类高分子材料替代聚丙烯？聚丙烯纤维特点：无毒、疏水性的线型高分子材料；可以用聚酯类线型性高分子材料代替，实现可降解；且聚乳酸比普通聚酯类相比，既能降解，又可再生！
微生物降解材料聚乳酸
聚乳酸是一种可生物降解的高分子材料，其结构简式如图，主要用于制造可降解纤维、可降解塑料和医用材料。以淀粉为原料，先水解为葡萄糖，再在乳酸菌的作用下将葡萄糖转变为乳酸，乳酸在催化剂作用下可聚合成聚乳酸。聚乳酸材料废弃后，先水解成乳酸，乳酸在微生物和氧气的作用下可生成CO2 和H2O。请用化学方程式表示上述过程。
第五章第二节高分子材料
一、通用高分子材料二、功能高分子材料
第五章第二节第二课时功能高分子材料
一、高吸水性树脂二、微生物降解材料
三、高分子分离膜
生活答疑
疫情期间曾“一罩难求”，有不法分子用纸张(天然纤维素)代替口罩材料，你知道如何用简单的方法鉴别真假吗？
纤维素(多糖)
聚丙烯
➢ 加水鉴别吸水性：纸张有亲水基，能吸水；聚丙烯无亲水基，不吸水； ➢ 燃烧法鉴别：纸张燃烧后灰烬易碾碎；合成纤维燃烧时刺鼻呛味，燃烧后

功能复合材料-PPT

EcEmVmEfVf
平行效应
显示这一效应的复合材料，它的各组分材料在复合材料中，均保留本身的作用，既无制约，也无补偿。
对于增强体（如纤维）与基体界面结合很弱的复合材料，所显示的复合效应，可以看作是平行效应。
相补效应
组成复合材料的基体与增强体，在性能上相互补充，从而提高了综合性能，则显示出相补效应。
另外，模仿生物体中的纤维和基体的合理分布，通过数据库和计算机辅助设计可望设计出性能优良的仿生功能材料。
2.1 磁性复合材料
磁性复合材料(Magnetic composite materials)是以高聚物或软金属为基体与磁性材料复合而成的一类材料。
由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此也有相应的软磁和硬磁复合材料。
下图显示了在1MHz高频下，复合材料磁损耗与粉末颗粒尺寸D的关系。
从图中可看
出，粉末尺寸越
磁损
小，损耗越低。耗
因此，可以通过调整磁性粉末颗粒的尺寸来调节损耗ＰL值。
PL/kW.m-3
磁粉粒度/ um 磁损耗与软磁粉粒度的关系
2.1.3 磁性记录与读出
记录声音和图像，然后将其读出(再生) 的过程，如下图所示。
很显然，与高密度的金属磁体或陶瓷磁体(铁氧体)相比，复合磁体的优良加工性能是以牺牲一部分磁性能为代价的。
非磁性基体及非磁性相的比例直接影响到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度，它可用下述关系式来表达：
Mr(Ms)[0(1)2]3f
Mr(Ms)[0(1)2]3f
其中，Mr为复合磁体的剩余磁化强度；Ms为磁性组元的饱和磁化强度；为复合磁体密度； o为磁性组元的理论密度；为复合物中的非磁性相的体积分数；f为铁磁性相在外磁场方向的取向度。

功能高分子材料-PPT

除了单纯的连锁聚合和逐步聚合之外，采用多种单体进行共聚反应制备功能高分子也是一种常见的方法。特别是当需要控制聚合物中功能基团的分布和密度时，或者需要调节聚合物的物理化学性质时，共聚可能是最行之有效的解决办法。
(2)功能性小分子通过聚合包埋与高分子材料结合
该方法是利用生成高分子的束缚作用将功能性小分子以某种形式包埋固定在高分子材料中来制备功能高分子材料。在聚合反应之前，向单体溶液中加入小分子功能化合物，在聚合过程中小分子被生成的聚合物所包埋。在高分子药物、固定化酶的制备方面有独到的优势。
例如，维生素C在空气中极易被氧化而变黄。采用溶剂蒸发法研制以乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素苯二甲酸酯等聚合物为外壳材料的维生素C微胶囊，达到了延缓氧化变黄的效果。将维生素C微胶囊暴露于空气中一个月，外观可保持干燥状态，色泽略黄。这种维生素C微胶囊进入人体后，两小时内可完全溶解释放。
2. 已有高分子材料的功能化
一次功能主要有下面的八种： ①力学功能：如惯性、粘性、流动性、润滑性、成型性、超塑性、恒弹性、高弹性、振动性和防震性。 ②声功能：如隔音性、吸音性。 ③热功能：如传热性、隔热性、吸热性和蓄热性等。 ④电功能：如导电性、超导性、绝缘性和电阻等。
⑤磁功能：如硬磁性、软磁性、半硬磁性等。 ⑥光功能：如遮光性、透光性、折射光性、反射光性、吸光性、偏振光性、分光性、聚光性等。 ⑦化学功能：如吸附作用、气体吸收性、催化作用、生物化学反应、酶反应等。 ⑧其他功能：如放射特性、电磁波特性等。
❖ 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。
特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。
功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜
等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。