电磁屏蔽和吸波材料的研究进展
电磁屏蔽材料简介介绍

数十dB。
导电高分子材料
轻质,柔性,良好的加工性能
描述:导电高分子材料是通过在高分子基体中添加导 电填料(如碳黑、金属粉末等)而制成的。这类材料 结合了高分子材料的轻质、柔性和加工性能与导电填 料的导电性能,实现了良好的电磁屏蔽效果。导电高 分子材料通常具有良好的可塑性,可通过注塑、挤出 等成型工艺加工成各种形状,广泛应用于电子设备的 电磁屏蔽。
碳基电磁屏蔽材料
高导电性,低密度,良好的耐腐蚀性
描述:碳基电磁屏蔽材料是以碳元素为主要成分的材料 ,如石墨烯、碳纤维等。这类材料具有高导电性、低密 度和良好的耐腐蚀性等特点,因此在电磁屏蔽领域具有 很大的潜力。碳基电磁屏蔽材料可以通过调整碳元素的 形态和结构来实现对电磁波的高效吸收和反射,从而达 到优异的电磁屏蔽性能。同时,由于其低密度和良好的 耐腐蚀性,碳基电磁屏蔽材料在航空航天、军事等领域 具有广泛的应用前景。
求通常更高。
材料的导电性能
导电性能定义
电磁屏蔽材料的导电性能是指其 传导电流的能力。良好的导电性 能有助于提高材料的屏蔽效能。
影响因素
材料的导电性能受其成分、晶体结 构、杂质含量等因素影响。一般来 说,金属材料具有优异的导电性能 。
评价标准
在评价电磁屏蔽材料的导电性能时 ,需要考虑其在不同频率下的导电 表现。高导电性能有助于实现更好 的电磁屏蔽效果。
03
电磁屏蔽材料性能评价
电磁屏蔽效能
屏蔽效能定义
电磁屏蔽材料的屏蔽效能是指其 对电磁波信号的衰减能力,通常 使用分贝(dB)作为单位进行衡
量。
影响因素
材料的屏蔽
加,屏蔽效能会提高。
评价标准
高屏蔽效能是电磁屏蔽材料追求 的目标之一。根据不同应用场景 ,屏蔽效能的要求也会有所差异 ,例如军事领域对屏蔽效能的要
高性能碳基电磁屏蔽及吸波材料的研究

高性能碳基电磁屏蔽及吸波材料的研究一、本文概述随着科技的快速发展,电磁波的应用日益广泛,但电磁污染问题也日益严重。
电磁波不仅会对人体健康产生潜在威胁,还会干扰电子设备的正常运行,影响信息安全。
因此,研究和开发高性能的电磁屏蔽及吸波材料,对于减少电磁污染、保护人体健康、保障信息安全具有重要意义。
本文旨在探讨高性能碳基电磁屏蔽及吸波材料的研究。
碳基材料因其独特的物理和化学性质,如高导电性、高热稳定性、轻质等,在电磁屏蔽和吸波领域具有广阔的应用前景。
本文将从碳基材料的种类、性能优化、制备工艺等方面入手,深入探讨其在电磁屏蔽和吸波领域的应用现状及未来发展趋势。
本文将对碳基电磁屏蔽及吸波材料的种类进行详细介绍,包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维等。
然后,通过对比实验和理论分析,探讨不同碳基材料的电磁屏蔽和吸波性能,为实际应用提供理论支持。
接着,本文将重点研究碳基材料的性能优化方法,如通过化学修饰、掺杂等手段提高材料的电磁性能。
本文还将关注碳基材料的制备工艺,探索低成本、高效率的制备方法,为实际应用提供技术支撑。
本文将展望碳基电磁屏蔽及吸波材料的未来发展趋势,探讨其在不同领域的应用前景,如航空航天、电子信息、生物医学等。
通过本文的研究,希望能为高性能碳基电磁屏蔽及吸波材料的研发和应用提供有益的参考和指导。
二、碳基电磁屏蔽及吸波材料的基础理论碳基电磁屏蔽及吸波材料的研究与应用,离不开对其基础理论的深入理解和探索。
这些基础理论主要包括电磁场理论、材料电磁性能以及电磁波与物质相互作用的原理。
电磁场理论是理解电磁波传播和与物质相互作用的基础。
在电磁场理论中,电磁波被视为电场和磁场相互激发并在空间中以一定速度传播的波动现象。
电磁波与物质的相互作用则主要取决于物质的电磁特性,如介电常数、磁导率等。
碳基材料由于其独特的电子结构和物理性质,展现出优异的电磁性能。
碳基材料中的电子具有较高的可动性,使其对电磁场具有良好的响应能力。
碳基材料如石墨烯、碳纳米管等具有特殊的电子结构和物理性质,如高导电性、高导热性等,使其在电磁屏蔽和吸波领域具有广阔的应用前景。
国内电磁波吸收材料研究进展

34
新材料产业 NO.11 2006
高分子聚合物类等。
北京工业大学
(1 ) 添加镍粉对S i C 粉吸收性能 的影响: 北京工业大学材料所采用化 学还原法制备了平均粒径为80nm 的 超细镍粉, 采用SiC粉为基本材料, 添 加制备好的镍粉, 分析了6 0 % 的S i C 分别与5 % 、 10%、 15%、 2 0 % 的镍粉 复合后的材料对电磁波吸收性能的不 同, 得出试验结果: 60%的S i C粉体添 加10% 的超细镍粉后的材料吸波性能 较好, 小于- 1 0 d B频段范围较宽, 吸收 率较大, 获得了很好的吸波性能[2]。 (2) 镀镍对SiC粉吸收性能的影响: 北京工业大学材料所采用表面包覆镍 改性工艺, 将导电的磁性金属镍沉积到 碳化硅粉体颗粒表面。 分别对镀覆时间 不同、 厚度不同、 配比不同的镀镍碳化 硅粉体进行吸波性能的测试, 镀镍时间 为40min, 厚度为0.78mm的试样, 有相 对较好的吸波效果, 随着频率的增加, 反射率逐渐降低。 (3 ) 空心微珠的表面改性: 北京 工业大学材料所对污染环境的废弃物 粉煤灰空心微珠进行了吸波功能材料 应用方面的研究,成功地将镍包覆在 空心微珠表面制备了具有较好性能的 吸波材料。 (4 ) 多层复合结构的研究: 对多 层复合结构吸波材料进行的研究显示 以超细镍粉、 碳化硅粉体和环氧玻璃 布制备的三层或四层结构吸波材料能 够大幅度改善单体材料的吸波性能, 增加有效带宽, 获得较高的吸收峰值。 频率, 它们受 (TiZn) 联合取代量的影 响, 最终影响吸波性能。 (2 ) 碳纤维类: 将吸波材料设计 成透波层和吸波层两层结构。 透波层: 玻璃纤维和环氧树脂复合, 添 加8 % 左右的乙炔碳黑。 吸波层: 镀镍的碳纤 维与环氧树脂复合, 添 加1 0 % 或2 0 % 的铁氧体[3] 。 降低电阻率, 纤维表面大量的游离碳 也促进了电阻率的降低, 从而可以获 得具有所需吸波性能的材料。
石墨烯在电磁屏蔽与吸波材料方面的应用及研究进展

的材料, 只有 1 Q・ c m; ⑤常 温 下石
墨烯 电子 迁移 率 比纳米碳 管或硅 晶体
高, 超过 1 5 0 0 0 c m2 / V・ s [ 1 0 】 。 与传统材
料相 比 , 石墨烯 可 以突破原有 的局 限, 成为 有效 的新 型 吸波剂 , 满 足 吸波材
碍 了 电子信 息工业 稳 定发展 。 有效 解 决这 一 问题 的方 案 , 是研 发 出能够 吸
值、 最 有 效 的战术 突 防手 段。 可见 , 电 磁屏 蔽与 吸波材料在 民事 及军事领 域 都 有重要 的应用价值 。 碳系 材料一直是 电磁屏蔽 与吸波 材料研究 的重要内容。 在碳系材料 中, 对
m・ K; ④石墨烯为 目前世上 电阻率最小
较公认 的评 价方法是基于 传输线理论
靳和 料产必 N O . 9 2 0 1 3● 日 殂
I E丑 F O C U S
俞 书宏等 采用 水 热法 以三 乙酰 王 超 等 “ 川分 别 将 氧 化 石 墨 烯
来计 算 吸波 强度 , 也 称 为 反射 损 耗 ( Re f l e c t i o n L o s s , RL ) 。
R L = 2 0 1 o g l ( z . 一 ) / 《 z + ) I
Z Z o √ ii t a n l { . / c ) }
式 中 : Z 。 —— 自 由 空 间 阻 抗 ;
好 的磁性 能 。 付永胜 等 以水/ 溶剂 热
性粒 子再 将G O还原 成石 墨烯 更有 利
料对 “ 薄、 轻、 宽、 强” 的要 求 。 因此 ,
屏蔽与吸收 已经有相 当广泛 的研究。 作 为一种新型碳 材料 , 石 墨烯 比碳纳米管 更有 可能成为一种 新型有效 的 电磁屏 蔽或微波吸收材料 。 主要原因包 括以下 几个方面 : ①石墨烯是由碳原子组成 的
新型电磁干涉屏蔽与吸波材料研发成功

商业领袖奖颁奖庆典在深圳 隆重举行 , 施 耐德 电气 中国投 资有 限公 司 中国区 总裁杜华君荣膺 2 0 0 8年 “ 年度 中国最 佳商业领袖 ”大奖 。 次评 奖的 目的在 此 于认 可并表 彰在 当今瞬 息万变 的中 国 商业环 境下 取得 巨大商 业成就 的商界
领袖 。
他 们 正 在 以坚
据介绍 , 究人 员利用有序介孔碳 研 材料取代常见 的碳纤维 、 碳纳米管 、 石
和创造价值 。 在经过有关专家及组织的 严格而科学的评测, 以及对入围企业家 在战略发展、领导风格、社会道德感和 责任心、 创新项 目及 C O的个人管理理 E 念, 以及公司所取得的财政业绩等方面 的综合考评 , 包括真功夫全球华人餐饮
而 帮 助 用 户最 大程 有 二 十年的时间, 曾在 多 个 国 家 负责 施 耐 德
新型 电磁 干涉 屏蔽 与 吸波材 料研发成功
据来 自中 国科 学 院上 海硅 酸 盐
研究所的消息, 由研 究 员 刘 茜 课 题 组 与
已经 达 到 10亿 人 民 币。 9
潘裕柏课题组共 同合作 , 在电磁干涉屏 蔽与 吸波材料研究上取得创新成果 , 该
研 究 工 作 已 发 表 在 A v n e dacd
F n to a a e i l u c in lM t r a s杂志上 ,并得 到了很高 的评价 , 为该材料 在电磁波 认 的干涉屏 蔽和吸 收领域 显示 出 良好 的
波段处 , 该材 料对微波 的吸收占复合材 料总屏蔽效率贡献的 8 . % 7 5。 这种材料还有一个更多的优点, 其 材料制备方法 比较简单, 不需要复杂的 设备, 对于产 品的市场普通起着至关重 要的作用。
读者服务卡编号 0 3 2 口
电磁屏蔽和吸波材料的研究进展

电磁屏蔽和吸波材料1、引言随着现代电子工业的快速进展,各种无线通信系统和高频电子器件数量的急剧增加,导致了电磁干扰现象的增多和电磁污染问题的日渐突出。
电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。
电磁波辐射产生的电磁干扰〔EMI〕不仅会影响各种电子设备的正常运行,而且对身体安康也有危害。
目前,主要的抗电磁千扰技术包括:屏蔽技术、接地技术和滤波技术。
其中,屏蔽技术的主要方法是承受各种屏蔽材料对电磁辐射进展有效阻隔与损耗。
吸波功能材料的争论是军事隐身技术领域中的前沿课题之一,其目的是最大限度地削减或消退雷达、红外等对目标的探测。
世界上多个国家相继开放了对战机、巡航、舰艇等军事用吸波材料的争论。
由于电磁屏蔽材料和吸波材料在社会生活和国防建设中的重要作用,因而其争论开发成为人们日益关注的重要课题。
2、电磁屏蔽和吸波材料的根本原理材料对电磁波屏蔽和吸取的程度用屏蔽效能〔SE〕来表示,单位为分贝(dB),一般来说,SE 越大,则衰减的程度越高。
2.1屏蔽体对电磁波的衰减机理屏蔽体对电磁波的衰减机理有3 种: (l)空气·屏蔽体界面的阻抗不连续性,对入射电磁波产生反射衰减; (2)未被外表反射而进入屏蔽体内的电磁波被屏蔽材料吸取的衰减; (3)进入屏蔽体内未被吸取衰减的电磁波到达屏蔽体一空气界面时因阻抗不连续性被反射,并在屏蔽体内部发生屡次反射衰减。
屏蔽效能可用下式表示:SE = SET + SER+ SEA M(1)式中:SE 表示反射损失,SE 表示吸取损失,SE 表示屡次反射损R A M失。
2.2吸波材料的根本物理原理吸波材料的根本物理原理是,材料对入射电磁波实现有效吸取,将电磁波能量转换为热能或其它形式的能量而损耗掉。
该材料应具备两个特性即波阻抗匹配特性和衰减特性。
波阻抗匹配特性即制造特别的边界条件是入射电磁波在材料介质外表的反射系数r 最小,从而尽可能的从外表进入介质内部。
吸波材料可行性研究报告

吸波材料可行性研究报告一、引言吸波材料是一种可以吸收电磁波的材料,被广泛应用于军事、通信和航空航天等领域。
随着电磁波技术的快速发展,吸波材料的需求量也在增加。
因此,对吸波材料的可行性进行研究具有重要的意义。
二、研究目的本研究旨在探讨吸波材料在吸收电磁波方面的性能及其在实际应用中的可行性,为吸波材料的设计和制备提供参考。
三、研究方法1、文献调研:对吸波材料的相关文献进行调研,了解吸波材料的定义、分类、性质以及在吸波方面的应用情况。
2、实验研究:选择几种常见的吸波材料进行实验研究,测试其在不同频率下的吸收性能,分析吸波效果。
3、数据处理:对实验数据进行处理和分析,根据吸波效果评估吸波材料的性能。
四、研究内容1、吸波材料的定义和分类吸波材料是一种能够将电磁波转化为热能或其他形式能量而起到吸波作用的材料。
根据其吸波机制和性能,可以将吸波材料分为电磁屏蔽材料、介质吸收材料和导电性吸收材料等。
2、吸波材料的性能分析(1)导电性吸收材料:导电性吸收材料是利用导电性物质对电磁波进行吸收的材料,其吸波效果与导电性能相关。
在实验中,我们选择了常见的金属粉、碳黑等导电性物质进行制备,并测试其吸波效果。
(2)介质吸收材料:介质吸收材料是利用介质对电磁波进行吸收的材料,其吸波效果与介质的介电性能相关。
在实验中,我们选择了介电常数较高的介质材料进行制备,并测试其吸波效果。
3、吸波材料的应用吸波材料在军事领域中被广泛应用,用于隐身飞机、雷达装备等方面。
在通信和航空航天领域中,吸波材料也起到重要作用,保障通信设备和导航系统的正常运行。
五、研究结论通过对吸波材料的实验研究和性能分析,我们得出以下结论:1、导电性吸收材料能够较好地吸收电磁波,但其导电性能会对吸波效果产生影响。
2、介质吸收材料具有较好的吸波性能,对不同频率的电磁波均有吸收效果。
3、吸波材料在军事、通信和航空航天等领域均有广泛应用前景,具有较高的发展潜力。
六、研究展望未来,我们将继续深入研究吸波材料的吸波机制和性能,开发更多新型吸波材料,提高吸波效果和应用范围,推动吸波材料的发展和应用。
半导体材料的电磁波吸收与电磁屏蔽研究

半导体材料的电磁波吸收与电磁屏蔽研究引言:半导体材料在现代电子行业中起着至关重要的作用,其电磁波吸收与电磁屏蔽性能的研究对于提升电子设备的性能和可靠性具有重要意义。
本文将探讨半导体材料在电磁波吸收与电磁屏蔽方面的研究进展与应用,旨在为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
1. 电磁波吸收材料的分类电磁波吸收材料可以根据其成分和结构特点进行分类。
较常用的分类方式有以下几类:1.1 电磁波吸收材料的化学成分分类根据材料的化学成分,电磁波吸收材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料。
金属材料如铁、铜等具有较好的导电性能,可用于有效吸收电磁波。
非金属材料如陶瓷、橡胶等则具有一定的介电性能,也可以实现电磁波吸收。
而复合材料则是由不同的成分组合而成,具有更广泛的应用领域。
1.2 电磁波吸收材料的结构特点分类根据材料的结构特点,电磁波吸收材料可分为吸波吸收材料、多层吸波材料和微波吸收材料。
吸波吸收材料通过增加材料的能量耗散机制来实现电磁波吸收,常用的吸波材料有磁性材料、介电材料等。
多层吸波材料则是通过多次反射和多次吸收实现电磁波的吸收,适用于高频范围。
微波吸收材料则是指在微波频率范围内能够吸收电磁波的材料,常见的如碳纳米管等。
2. 电磁波吸收与半导体材料的关系半导体材料具有良好的电学和热学性能,广泛应用于电子行业。
在电磁波吸收方面,半导体材料的特性可以进一步优化电子设备的功能和性能。
2.1 砷化镓(GaAs)材料的电磁波吸收研究砷化镓材料是一种广泛应用于光电子领域的半导体材料。
研究表明,在特定条件下,砷化镓材料能够吸收近红外波段的电磁波,其吸收效率较高,具有潜力应用于红外与太赫兹频段的探测器和传感器。
2.2 硅(Si)材料的电磁波吸收研究硅材料作为半导体行业中最为常见的材料之一,其电磁波吸收性能对电子器件的性能有着重要影响。
研究表明,纳米结构的硅材料能够实现对可见光波段的强吸收,有望用于光电转换和太阳能电池等方面。
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电磁屏蔽和吸波材料
1、引言
随着现代电子工业的快速发展,各种无线通信系统和高频电子器件数量的急剧增加,导致了电磁干扰现象的增多和电磁污染问题的日渐突出。
电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。
电磁波辐射产生的电磁干扰(EMI)不仅会影响各种电子设备的正常运行,而且对身体健康也有危害。
目前,主要的抗电磁千扰技术包括:屏蔽技术、接地技术和滤波技术。
其中,屏蔽技术的主要方法是采用各种屏蔽材料对电磁辐射进行有效阻隔与损耗。
吸波功能材料的研究是军事隐身技术领域中的前沿课题之一,其目的是最大限度地减少或消除雷达、红外等对目标的探测。
世界上多个国家相继展开了对战机、巡航导弹、舰艇等军事用吸波材料的研究。
由于电磁屏蔽材料和吸波材料在社会生活和国防建设中的重要作用,因而其研究开发成为人们日益关注的重要课题。
2、电磁屏蔽和吸波材料的基本原理
材料对电磁波屏蔽和吸收的程度用屏蔽效能(SE)来表示,单位为分贝(dB),一般来说,SE 越大,则衰减的程度越高。
2.1屏蔽体对电磁波的衰减机理
屏蔽体对电磁波的衰减机理有3种: (l)空气·屏蔽体界面的阻抗不连续性,对入射电磁波产生反射衰减; (2)未被表面反射而进入屏蔽体内的电磁波被屏蔽材料吸收的衰减; (3)进入屏蔽体内未被吸收衰减的电
磁波到达屏蔽体一空气界面时因阻抗不连续性被反射,并在屏蔽体内部发生多次反射衰减。
屏蔽效能可用下式表示:
SE T = SE R+ SE A+ SE M(1)
式中:SE R表示反射损失,SE A表示吸收损失,SE M表示多次反射损失。
2.2吸波材料的基本物理原理
吸波材料的基本物理原理是,材料对入射电磁波实现有效吸收,将电磁波能量转换为热能或其它形式的能量而损耗掉。
该材料应具备两个特性即波阻抗匹配特性和衰减特性。
波阻抗匹配特性即创造特殊的边界条件是入射电磁波在材料介质表面的反射系数r 最小,从而尽可能的从表面进入介质内部。
衰减特性是指进入材料内部的电磁波因损耗而被迅速吸收。
损耗大小,可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。
要提高介质吸波效能,其基本途径是提高介质电导率,增加极化“摩擦”和磁化“摩擦”,同时还要满足阻抗匹配条件,使电磁波不反射而进入介质内部被吸收。
3、常见电磁屏蔽材料的分类及特点
3.1电磁屏蔽涂料
电磁屏蔽涂料是由导电填料、树脂黏结剂、溶剂和添加剂组成,根据填料的不同,可分为碳系、银系、铜系和镍系电磁屏蔽涂料等。
近年来,在导电涂料领域的一个热门课题是对复合导电涂料的研究。
其中镍在这方面具有较高的应用价值。
其一是高导电镀层可以镀覆于镍填料自身的表面;其二是镍可以镀覆于其它材料表面。
研究表明,镀镍
石墨是较有发展前途的,它可以得到比纯石墨高得多的导电性,而且成本要比纯镍填料低,这种产品对屏蔽涂料技术带来了巨大冲击。
3.2电磁屏蔽塑料
电磁屏蔽塑料可分为表层导电型屏蔽塑料和填充型屏蔽塑料。
表层导电型屏蔽塑料是利用贴金属箔、金属熔融喷射和非电解电镀等方法在塑料表面获得很薄的金属层,从而达到屏蔽的目的。
它具有导电性好,屏蔽效果佳等特点,但是其金属薄复合层或镀层在使用和加工过程中容易剥离,性能较差,因此使用较少。
填充型复合屏蔽用填料一般有金属粉、金属纤维、炭黑、碳纤维、导电玻璃纤维及一些高分子纤维(PAN纤维,聚苯胺纤维等)等。
4、常见吸波材料的分类及特点
吸波材料按材料的吸波损耗机理可分为电阻型、电介质型和磁介质型。
吸波材料的性能主要取决于吸波剂的损耗吸收能力,因此吸波剂的研究一直是吸波材料研究的重点。
目前主要有以下几种吸波材料。
4.1 铁氧体吸波材料
铁氧体吸波材料具有吸收强、频带宽及成本低等特点,但是它的密度大,耐高温性能差。
4.2 纳米吸波材料
纳米吸波材料是指材料的组分特征尺寸在0.1~100 nm 之间的材料。
它具有段吸收频带宽、兼容性好、质量轻、厚度薄等特点。
4.3 多晶铁纤维吸波材料
多晶铁纤维吸波材料包括铁、镍、钴及其合金纤维。
它的吸波机理是
涡流损耗和磁滞损耗。
多晶铁纤维具有独特的形状各向异性,可在很宽的频带内实现高吸收,而且它是一种轻质的吸波材料。
4.4 导电高聚物
导电高聚物是由共主链的绝缘高分子,通过化学或电化学的方法与掺杂剂进行电荷转移复合而成。
它具有密度小,结构多样,及独特的物理、化学性能。
4.5 等离子体隐身技术
5、结束语
基于对各种屏蔽材料的研究现状和应用前景的分析,电磁屏蔽材料的发展趋势为:(l)纳米材料因其独特的结构表现出许多特殊的性能,如奇特的磁性和对电磁波极强的吸收性.材料纳米化和纳米材料复合技术将成为未来电磁屏蔽材料发展的一个重要方向。
(2 )近年来,由于各种制膜工艺技术的进步,屏蔽材料逐渐从三维向低维方向发展。
薄膜屏蔽材料尤其是纳米薄膜屏蔽材料因其质量轻、厚度薄、吸收性好等优点而成为电磁屏蔽材料中发展最快的领域之一。
(3 )导电高聚物材料具有电导率高、质量轻、耐鹿蚀、成本低等优点,尤其是近年来采用各种方法改性后的导电高浓物材料,在溶解性和可加工性发面得到较大改扮,因而在电磁屏蔽领域拥有广阔的应用前景。
(4 )多层屏蔽结构材料的结构和材料的优化设计潜力大,综合屏蔽性能相对单层屏蔽结构材料有较大提高。
因而,屏蔽材料由单层结构向多层复合结构的发展是新型电磁屏蔽材料的一个发展趋势。
()5 在实际应用中,入射到
电磁屏蔽材料表面的电磁波大部分被反射,成为新的潜在干扰源,近年来出现的高吸收低反射电磁屏蔽材料则可克服这一弊端。
因而研制具有高吸收性能的损耗型电磁屏蔽材料将成为未来屏蔽材料发展的一个重要方向。