功能材料PPT课件
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光学功能材料课件
为了实现可持续发展，光学功能材料 产业需要注重循环经济。通过回收、 再利用废弃的光学元件和材料，减少 对自然资源的依赖，降低环境负担。 同时，推动产学研合作，加强技术创 新和人才培养，为光学功能材料的可 持续发展提供有力支持。
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太阳能电池
太阳能电池中的减反射膜能够 减少入射光的反射损失，提高
光电转换效率。
05
新型光学功能材料
光子晶体
定义
光子晶体是一种具有周期性折射 率变化的介质，能够影响光的传
播行为。
特性
光子晶体具有禁带特性，即某些特 定频率的光不能在其中传播，类似 于电子在半导体中的行为。
应用
光子晶体可用于制造高效的光子器 件，如光子晶体激光器、光子晶体 光纤等。
光学功能材料课件
• 光学功能材料概述 • 光学玻璃 • 光学晶体 • 光学薄膜 • 新型光学功能材料 • 光学功能材料的未来发展趋势
01
光学功能材料概述
光学功能材料的定义
定义描述
光学功能材料是指那些具有特殊 光学性质，能够通过光的吸收、 发射、传输、调制等实现一种或 多种特定光学功能的材料。
特征说明
光学玻璃
如冕玻璃、火石玻璃等，具有优异的成像质量和光学稳定 性，用于制造各类透镜、棱镜和窗口。
非线性光学晶体
如磷酸二氢钾（KDP）、铌酸锂（LiNbO3）等，能够实 现光频转换、光开关、光调制等功能，应用于激光技术、 光通讯和光信息处理中。
光学功能材料的应用领域
01
02
03
04
05
光电子领域：用于制造 光电子器件，如激光器 、光放大器、光调制器 等。
02
光学玻璃
光学玻璃的定义和性质
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。
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。
功能材料课件PPT课件
CO + H2O CO2 + 2H+ + 2e-
.
20
评价仪器与机理
.
21
二次电子
电子束
反射电子 特征X线
俄歇电子
俄歇(é xiē )电子(Auger electron )
.
22
一次电子
真空能级 价电子带
2次电子
俄歇电子
能级
多余的能量 空穴
.
23
FE-AES （Auger Electron Spectroscopy）
热敏电阻的应用： 温度侦测，电路开关 ，涌流抑制 , 马达延时启动 ，过热保护
.
4
负温度系数热敏电阻
二、形变敏感材料
• 典型的形变敏感材料有形变规材料和磁致伸 缩材料。
• 形变规是利用物质因受力而电阻发生变化的 敏感元器件，金属、半导体、电介质等
• 标准因子
.
5
.
6
• 磁致伸缩材料是强磁性体被磁化后显示出尺寸变化的磁 诱导形变现象，相反，将因施加形变而导致强磁体磁化 发生变化的现象称为反磁致伸缩效应。
湿敏陶瓷（humidity sensitive ceramics） ：电阻随 环境湿度而变化的一类功能陶瓷。与高分子湿敏材 料相比，其测湿范围宽、工作温度高（可达 800℃）、工艺简单、成本较低。
应用：
湿度测量
.
16
气敏传感器：是一种检测特定气体的传感器。它主要包 括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学 气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。
温度敏感材料的应用：热敏电阻材料，电阻温度计 材料，热电偶材料
.
3
热敏电阻
热敏电阻（ thermistor ）热敏电阻的电阻值，随着温度的变化而 改变，与一般的固定电阻不同。属于可变电阻的一类。
《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。
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-磁性材料课件
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
3、高斯织构硅钢片
结构特点：
➢ 易磁化方向[100]与轧制方向平行 ➢ 难磁化方向[111]与轧制方向成55角
轧 [100] 制 方 向
55
[111] [110]
➢ 中等磁化方向[110]与轧制方向成90角
横向
高斯织构硅钢片具有磁各向异性，沿[100](轧制方向)磁性能最佳。
3、主要用途
直流磁场下工作的磁性元件，如电磁铁和继电器的铁芯。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
电工用硅钢片
在纯铁中加入1.04.0%Si的铁碳硅合金。 Si的加入，提高了电阻率，从而减少涡流损耗。
1、电工用硅钢片的种类
硅钢片按生产方法、结晶织构和磁性能的分类：
电工用硅钢片
热轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧高斯织构（单取向）硅钢片 冷轧立方织构（双取向）硅钢片
150·cm，为1J79铁镍合金的2～3倍。 ➢ 硬度、强度和耐磨性较高。
例如1J16的硬度和耐磨性比1J79合金高，适用于磁头等磁性器件。 ➢ 密度较低。
可以减轻磁性元件的铁芯质量。 ➢ 对应力敏感性小。
适于在冲击、振动等环境下工作。 ➢ 合金的时效性良好。
随着环境温度的变化和使用时间的延长，其磁性变化不大。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
2、铁铝合金的主要应用
铁和铝资源丰富、价格低廉，铁铝合金的磁性能与铁镍合金类似， 同时还具有一些独特的优点，因此是铁镍合金的一种替代材料，适用于 电子变压器、磁头和磁致伸缩换能器等方面。
铁铝合金的牌号、主要成分、特点和用途
牌号 铝含量 /%
特点
主要用途
1J6
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
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
《高分子电功能材》课件
CHAPTER
05
高分子电功能材料在新能源领 域的应用
在太阳能电池中的应用
光吸收与转换
高分子电功能材料在太阳能电池 中主要用作光吸收和能量转换的 介质，通过吸收太阳光并将其转 换为电能。
稳定性与寿命
高分子电功能材料在长时间使用 中保持稳定，不易降解，提高了 太阳能电池的使用寿命。
柔性应用
一些高分子电功能材料具有较好 的柔韧性，使得太阳能电池能够 适应不同的应用场景，如穿戴设 备、建筑表面等。
热学性能测试
总结词
热学性能测试主要关注高分子电功能材料的热稳定性、热膨胀系数和热导率等参数。
详细描述
常用的热学性能测试方法包括热重分析、差热分析、热膨胀分析和热导率测量等。这些测试方法可以帮助我们了 解材料在高温下的稳定性、热膨胀行为和热量传递机制，对于评估材料在实际应用中的耐热性和可靠性具有重要 意义。
性能
高分子电功能材料的电学性能受其化学结构、分子量、聚集态等因素影响，可 通过调节这些因素来优化其性能。
高分子电功能材料的应用领域
电子器件
新能源
高分子电功能材料在电子器件领域具 有广泛应用，如导电高分子在电极材 料、电磁屏蔽材料等方面应用。
高分子电功能材料在新能源领域也有 广泛应用，如太阳能电池、燃料电池 等。
在燃料电池中的应用
催化作用
高分子电功能材料在燃料电池中作为催化剂 ，加速化学反应过程，提高燃料电池的效率 和性能。
气体分离与传导
高分子电功能材料具有较好的气体分离性能和离子 传导性能，能够实现燃料电池中氧气和氢气的有效 分离和传导。
耐腐蚀与稳定性
高分子电功能材料具有较好的耐腐蚀性和稳 定性，能够承受燃料电池工作过程中的高温 和化学腐蚀环境。
铁电功能材料PPT课件
钙钛矿型铁电体的晶体结构由钙、钛和氧组成，具有自发极化效应，当受到外电场 作用时，自发极化方向会发生改变，从而表现出铁电性。
常见的钙钛矿型铁电体包括钛酸钡（BaTiO3）、锆钛酸铅（Pb（Zr,Ti）O3）等。
含铅铁电体
含铅铁电体是指含有铅元素的铁电体，其特点是具有较高的居里温度和 较大的压电系数。
含铅铁电体的晶体结构复杂，通常由多种元素组成，如锆、铌、铅、钛 等。这些元素在晶体结构中发挥着不同的作用，共同决定了铁电体的性
质。
常见的含铅铁电体包括锆铅酸钡（Ba（Zr,Pb）O3）、铌铅酸铅（Pb （Nb,Pb）O3）等。
其他类型铁电体
其他类型铁电体是指除了钙钛矿型和含铅铁电体之外的铁电 材料。这些材料的晶体结构和化学组成多种多样，因此其性 质也各不相同电 体、弛豫型铁电体等。这些材料在某些方面具有独特性质， 因此在特定领域有着广泛的应用。
04
铁电材料的发展历程
铁电材料的发现
铁电材料的发现可以追溯到19世纪末 期，当时科学家们开始研究晶体材料 的电学性质。
这种自发极化现象是铁电材料所特有 的，因此科学家们将这类材料称为铁 电体。
光吸收：某些铁电材料对特 定波长的光具有较高的吸收
系数。
04
05
光折射：铁电材料在不同电 场状态下表现出不同的折射
率。
热学性质
铁电材料在热学性质上具有 热释电效应、热膨胀和热传 导等特性。
04
热膨胀：铁电材料在温度升 高时，体积增大的现象称为 热膨胀。
01 03
•·
02
热释电效应：铁电材料在温 度变化时，产生电荷的现象 称为热释电效应。
磁学性质
01
02
03
04
弱磁性：铁电材料具有
常见的钙钛矿型铁电体包括钛酸钡（BaTiO3）、锆钛酸铅（Pb（Zr,Ti）O3）等。
含铅铁电体
含铅铁电体是指含有铅元素的铁电体，其特点是具有较高的居里温度和 较大的压电系数。
含铅铁电体的晶体结构复杂，通常由多种元素组成，如锆、铌、铅、钛 等。这些元素在晶体结构中发挥着不同的作用，共同决定了铁电体的性
质。
常见的含铅铁电体包括锆铅酸钡（Ba（Zr,Pb）O3）、铌铅酸铅（Pb （Nb,Pb）O3）等。
其他类型铁电体
其他类型铁电体是指除了钙钛矿型和含铅铁电体之外的铁电 材料。这些材料的晶体结构和化学组成多种多样，因此其性 质也各不相同电 体、弛豫型铁电体等。这些材料在某些方面具有独特性质， 因此在特定领域有着广泛的应用。
04
铁电材料的发展历程
铁电材料的发现
铁电材料的发现可以追溯到19世纪末 期，当时科学家们开始研究晶体材料 的电学性质。
这种自发极化现象是铁电材料所特有 的，因此科学家们将这类材料称为铁 电体。
光吸收：某些铁电材料对特 定波长的光具有较高的吸收
系数。
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光折射：铁电材料在不同电 场状态下表现出不同的折射
率。
热学性质
铁电材料在热学性质上具有 热释电效应、热膨胀和热传 导等特性。
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热膨胀：铁电材料在温度升 高时，体积增大的现象称为 热膨胀。
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热释电效应：铁电材料在温 度变化时，产生电荷的现象 称为热释电效应。
磁学性质
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弱磁性：铁电材料具有
功能高分子材料 课件
1．新型高分子材料和传统的三大合成材料有何区别和联 系？
提示：二者在本质上并没区别。从组成元素上看，都是由 C、H、O、N、S等元素组成的；从合成反应上看，都是由单 体经加聚或缩聚反应形成的；从结构上看，都有线型、体型结 构。它们的重要区别在功能和性能上，与传统材料相比，新型 有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特 殊性能，可用于许多特殊领域。
复合材料 两种或两种以上材料组合 成的一种新型的材料。含 有基体和增强剂两种材料
强度高、质量轻、耐高 温、耐腐蚀
功能高分子材料
复合材料
用途
高分子分离膜用于生 活污水、工业废液的 处理、海水淡化、食 品工业。医用高分子 材料可制成人造器官
用作宇航材料，用于 汽车工业、机械工 业、体育用品、人类 健康
【答案】 D
复合材料和功能高分子材料的比较高分子化合物与高分子 材料的比较
1．功能高分子材料和复合材料的比较
定义 性能
功能高分子材料
既有传统高分子的机械性 能，又有一些特殊性能的高 分子材料
高分子分离膜能让某些物质 有选择地通过，而把另外一 些物质分离掉。医用高分子 材料具有优异的生物相容 性、很高的机械性能
功能高分子材料
1．功能高分子材料概述 (1)含义：功能高分子材料是指既有___传__统__高__分__子__材__料___的 机械性能，又有_某__些__特__殊__功__能__的高分子材料。它是一类性能 特殊、使用量小、附加值高的高分子材料。是高分子材料渗透 到电子、生物、能源等领域后开始涌现出的一种新型材料。 (2)分类 ①新型_骨__架__结__构____的高分子材料。 ②特殊功能材料，即在合成高分子的_主__链__或__支__链___上引入 某 种 _功__能__原__子__团___ ， 使 其 显 示 出 在 光 、 电 、 磁 、 声 、 热 、 化 学、生物、医学等方面的特殊功能。
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有14个城市存在不同程度的渗漏，无一渗漏 的只有一个城市。
2
屋面渗漏率
120
100
97
80
66.6 73
60 44.4 40
20
0
北京
上海 衡阳地区 武汉地区
渗漏率
3
防水施工比例
30
卷材防水
涂膜防水
10
60
刚性及其它防水
4
渗漏情况统计
50
44.3
40 31.4
38.7
30
20
10
0 卷材渗漏 涂料渗漏 刚性渗漏
7
（二）石油沥青的组丛与胶体结构 1、组成：多种C－H化合物和非金属衍生
物 2、组丛：油分（流动性）、树脂（塑
性）、地沥青质（粘度） 3、胶体结构：、溶胶（液体沥青）、凝
胶（氧化沥青）、溶凝胶（优质石油沥 青）
8
（三）石油沥青的主要技术性质 1、粘性 1）定义：反映沥青材料内部抵抗其相对流动
16
（1）橡胶改性沥青 在沥青中掺入适量橡胶后，可使沥青的高温
变形性小，常温弹性较好，低温塑性较好。 常用的橡胶有SBS橡胶、氯丁橡胶、废橡胶等。 （2）树脂改性沥青 在沥青中掺入适量树脂后，可使沥青具有较 好的耐高低温性、粘结性和不透气性。常用 树脂有APP（无规聚丙烯）、聚乙烯、聚丙烯 等。
第五章 建筑功能材料
从使用上划分，建筑材料可分为结构材料和功能材 料。
建筑结构材料主要其力学性能，用以承受各种载荷； 建筑功能材料主要使用其功能特性，满足保温、隔 热、防水、防腐、防辐射、防火、呼吸、灭菌、调 光装饰等不同功能要求。
第一节 建筑防水概况
建筑防水材料是用于防止建筑物渗漏的一大类材料，
目前，常用的柔性防水材料按形态和功能可分为防 水卷材、防水涂料、防水密封材料等几类。
6
第二节 防水材料的原材料 一、沥青 （一）概述 1、沥青材料是一种有机胶凝材料，呈黑色粘稠
状、固态 2、特性：具有防水性、一定的塑性、耐久性 3、分类：地沥青（石油沥青、天然沥青）焦油
沥青（煤沥青、页岩沥青等）
18
第三节 防水卷材 一、概述 1、功能：防止建筑物遭受雨水、地下水、环
境水侵入或透过的各种柔性片状材料 2、特征：自身致密、孔隙率很小、具有憎水
性、或能够填塞和封闭建筑缝隙而达到防渗 止水的目的 3、分类
19
二、防水卷材的施工方法：热用、冷用 三、沥青卷材——建筑工程中使用最广泛的柔
系列1
5
防水是一个涉及设计、材料、施工和维护管理的复 杂系统工程，但材料是防水工程的基础，防水材料 质量的优劣直接影响建筑物的使用性和耐久性。
随工程性质和结构部位的不同，对防水材料的品种、 形态和性能的要求也不同。
按防水材料的力学性能，可分为刚性防水材料和柔 性防水材料两类。
本节主要介绍柔性防水材料。
较软沥青掺量
较硬沥青软化点 较硬沥青软化点
欲配沥青软化点 较软沥青软化点
100 %,
较硬沥青掺量 100 % 较软沥青掺量
15
二、改性沥青 高分子的聚合物分子和沥青分子相互扩
散、发生缠结，形成凝聚网络混合结构， 因而具有较高的强度和较好的弹性。 按掺用高分子材料的不同，改性沥青可 分为橡胶改性沥青、树脂改性沥青、橡 胶树脂共混改性沥青三类。
22
再生橡胶防水卷材 弹性体 SBS改性沥青防水卷材
化纤胎改性沥青防水卷材
性防水材料：有胎卷材、无胎卷材 1.石油沥青油纸、油毡 （1）油纸：以熔化的低软化点的沥青浸渍原
纸所制成的无涂盖层的纸胎防水卷材，适用于 建筑防潮、多层防水的底层以及用于防潮包装。
20
（2）油毡：以熔化的高软化点的沥青涂 盖在油纸的两面，并撒布一些隔离材料 而制作200#：适用于简易防水、临时建筑 物的防水、建筑防潮、包装350#、500#： 适用于三、四级防水等级的屋面多层防 水以及地下、水利等工程的防水
4）功能
3、温度感应性
1）定义：指沥青的粘性和塑性随温度的升降而变化 的性能
2）影响因素：组分（地沥青质）
3）软化点
11
12
13
4、大气稳定性 1）定义：石油沥青在阳光或热、温度的
作用下抵抗老化的性能 2）表示方法：针入度比或蒸发损失率
14
（四）石油沥青的技术标准、种类极其选用 1、技术牌号：针入度、延度、软化点 2、种类：建筑～、道路～、防潮防水～、普通～ 3、选用：依据工程环境、气候、沥青的技术特性等 （五）石油沥青的掺配掺配比例的计算：
的一种特性 2）影响因素：温度、组分（油分、地沥青质） 3）பைடு நூலகம்示方法 ①针入度（适用于固体或半固体） ②粘滞度（适用于液体沥青）
9
10
2、塑性
1）定义：指石油沥青在外力作用下产生变形而不破 坏，除去外力后仍能保持变形后的形状
2）影响因素：温度、组分（树脂）
3）表示方法：延度
17
（3）橡胶和树脂共混改性沥青
在沥青中掺入适量的橡胶和树脂后，沥青兼 具橡胶和树脂的特性，常见的有氯化聚乙烯橡胶共混改性沥青及聚氯乙烯-橡胶共混改性 沥青等。
三、合成高分子材料
合成高分子基防水材料中常用的高分子有三 元乙丙橡胶、氯丁橡胶、有机硅橡胶、聚氨 酯、丙烯酸酯、聚氯乙烯树脂等。
2.石油沥青玻纤油毡及玻璃布胎油毡特点：
耐腐蚀性强、低温柔性好、耐久性好、
抗拉性能好
21
四、高聚物改性沥青防水卷材
在沥青中加入一定量的高聚物改性剂，使沥 青自身固有的低温易脆裂、高温易流淌的劣 性得到改善。
改性后的沥青不但具有良好的高低温特性， 而且还具有良好的弹塑性、憎水性和粘结性 等。同时，使用新型胎体代替原纸作增强材 料，大大提高了卷材的强度和延伸率，克服 了纸胎油毡强度低、延伸率差、易吸水、腐 烂等缺点。
被广泛应用于建筑物的屋面、地下室以及水利、地
铁、隧道、道路、桥梁等其它有防水要求的工程部
位。
1
但长期以来，房屋建筑工程中的防水技术却不 尽人意，存在着严重的渗漏现象。
建设部曾组织抽查，抽查结果表明：屋面不同 程度渗漏的占抽查工程数的35%，厕浴间不 同程度渗漏的占抽查工程数的39.2%。
不少房屋建筑同时存在着屋面、厕浴间和墙面 的渗漏现象。
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屋面渗漏率
120
100
97
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66.6 73
60 44.4 40
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北京
上海 衡阳地区 武汉地区
渗漏率
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防水施工比例
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卷材防水
涂膜防水
10
60
刚性及其它防水
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渗漏情况统计
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44.3
40 31.4
38.7
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0 卷材渗漏 涂料渗漏 刚性渗漏
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（二）石油沥青的组丛与胶体结构 1、组成：多种C－H化合物和非金属衍生
物 2、组丛：油分（流动性）、树脂（塑
性）、地沥青质（粘度） 3、胶体结构：、溶胶（液体沥青）、凝
胶（氧化沥青）、溶凝胶（优质石油沥 青）
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（三）石油沥青的主要技术性质 1、粘性 1）定义：反映沥青材料内部抵抗其相对流动
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（1）橡胶改性沥青 在沥青中掺入适量橡胶后，可使沥青的高温
变形性小，常温弹性较好，低温塑性较好。 常用的橡胶有SBS橡胶、氯丁橡胶、废橡胶等。 （2）树脂改性沥青 在沥青中掺入适量树脂后，可使沥青具有较 好的耐高低温性、粘结性和不透气性。常用 树脂有APP（无规聚丙烯）、聚乙烯、聚丙烯 等。
第五章 建筑功能材料
从使用上划分，建筑材料可分为结构材料和功能材 料。
建筑结构材料主要其力学性能，用以承受各种载荷； 建筑功能材料主要使用其功能特性，满足保温、隔 热、防水、防腐、防辐射、防火、呼吸、灭菌、调 光装饰等不同功能要求。
第一节 建筑防水概况
建筑防水材料是用于防止建筑物渗漏的一大类材料，
目前，常用的柔性防水材料按形态和功能可分为防 水卷材、防水涂料、防水密封材料等几类。
6
第二节 防水材料的原材料 一、沥青 （一）概述 1、沥青材料是一种有机胶凝材料，呈黑色粘稠
状、固态 2、特性：具有防水性、一定的塑性、耐久性 3、分类：地沥青（石油沥青、天然沥青）焦油
沥青（煤沥青、页岩沥青等）
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第三节 防水卷材 一、概述 1、功能：防止建筑物遭受雨水、地下水、环
境水侵入或透过的各种柔性片状材料 2、特征：自身致密、孔隙率很小、具有憎水
性、或能够填塞和封闭建筑缝隙而达到防渗 止水的目的 3、分类
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二、防水卷材的施工方法：热用、冷用 三、沥青卷材——建筑工程中使用最广泛的柔
系列1
5
防水是一个涉及设计、材料、施工和维护管理的复 杂系统工程，但材料是防水工程的基础，防水材料 质量的优劣直接影响建筑物的使用性和耐久性。
随工程性质和结构部位的不同，对防水材料的品种、 形态和性能的要求也不同。
按防水材料的力学性能，可分为刚性防水材料和柔 性防水材料两类。
本节主要介绍柔性防水材料。
较软沥青掺量
较硬沥青软化点 较硬沥青软化点
欲配沥青软化点 较软沥青软化点
100 %,
较硬沥青掺量 100 % 较软沥青掺量
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二、改性沥青 高分子的聚合物分子和沥青分子相互扩
散、发生缠结，形成凝聚网络混合结构， 因而具有较高的强度和较好的弹性。 按掺用高分子材料的不同，改性沥青可 分为橡胶改性沥青、树脂改性沥青、橡 胶树脂共混改性沥青三类。
22
再生橡胶防水卷材 弹性体 SBS改性沥青防水卷材
化纤胎改性沥青防水卷材
性防水材料：有胎卷材、无胎卷材 1.石油沥青油纸、油毡 （1）油纸：以熔化的低软化点的沥青浸渍原
纸所制成的无涂盖层的纸胎防水卷材，适用于 建筑防潮、多层防水的底层以及用于防潮包装。
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（2）油毡：以熔化的高软化点的沥青涂 盖在油纸的两面，并撒布一些隔离材料 而制作200#：适用于简易防水、临时建筑 物的防水、建筑防潮、包装350#、500#： 适用于三、四级防水等级的屋面多层防 水以及地下、水利等工程的防水
4）功能
3、温度感应性
1）定义：指沥青的粘性和塑性随温度的升降而变化 的性能
2）影响因素：组分（地沥青质）
3）软化点
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4、大气稳定性 1）定义：石油沥青在阳光或热、温度的
作用下抵抗老化的性能 2）表示方法：针入度比或蒸发损失率
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（四）石油沥青的技术标准、种类极其选用 1、技术牌号：针入度、延度、软化点 2、种类：建筑～、道路～、防潮防水～、普通～ 3、选用：依据工程环境、气候、沥青的技术特性等 （五）石油沥青的掺配掺配比例的计算：
的一种特性 2）影响因素：温度、组分（油分、地沥青质） 3）பைடு நூலகம்示方法 ①针入度（适用于固体或半固体） ②粘滞度（适用于液体沥青）
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2、塑性
1）定义：指石油沥青在外力作用下产生变形而不破 坏，除去外力后仍能保持变形后的形状
2）影响因素：温度、组分（树脂）
3）表示方法：延度
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（3）橡胶和树脂共混改性沥青
在沥青中掺入适量的橡胶和树脂后，沥青兼 具橡胶和树脂的特性，常见的有氯化聚乙烯橡胶共混改性沥青及聚氯乙烯-橡胶共混改性 沥青等。
三、合成高分子材料
合成高分子基防水材料中常用的高分子有三 元乙丙橡胶、氯丁橡胶、有机硅橡胶、聚氨 酯、丙烯酸酯、聚氯乙烯树脂等。
2.石油沥青玻纤油毡及玻璃布胎油毡特点：
耐腐蚀性强、低温柔性好、耐久性好、
抗拉性能好
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四、高聚物改性沥青防水卷材
在沥青中加入一定量的高聚物改性剂，使沥 青自身固有的低温易脆裂、高温易流淌的劣 性得到改善。
改性后的沥青不但具有良好的高低温特性， 而且还具有良好的弹塑性、憎水性和粘结性 等。同时，使用新型胎体代替原纸作增强材 料，大大提高了卷材的强度和延伸率，克服 了纸胎油毡强度低、延伸率差、易吸水、腐 烂等缺点。
被广泛应用于建筑物的屋面、地下室以及水利、地
铁、隧道、道路、桥梁等其它有防水要求的工程部
位。
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但长期以来，房屋建筑工程中的防水技术却不 尽人意，存在着严重的渗漏现象。
建设部曾组织抽查，抽查结果表明：屋面不同 程度渗漏的占抽查工程数的35%，厕浴间不 同程度渗漏的占抽查工程数的39.2%。
不少房屋建筑同时存在着屋面、厕浴间和墙面 的渗漏现象。