功能材料课件-绪论

课程介绍
期末考试成绩占课程总成绩的70％，另外，平时成绩 占30％。
参考书目：
课程介绍
教材：
李长青等.《功能材料》.哈尔滨工业大学出版社,
参考资料：
1.汪济奎、郭卫红、李秋影.《新型功能材料导论》. 华东理工大学出版社.2014.10
2.贡长生、张克力.《新型功能材料》.化学工业出 版社.2001.1
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
材料设计是一个很复杂的过程：
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
——Mg合金既可以贮 氢，又能减振。
第一章 绪论
第一章 绪论
形态多样性
化学成分同为Al2O3的氧化铝材料 ——当被拉制成单晶时，就是人造宝石 ——烧结成多晶，便可用作集成电路(IC)基板材料、炉芯 管材或透光陶瓷等 ——多孔化或纤维化，则分别成了催化剂载体材料或绝 热保温材料
材料组件一体化
第一章 绪论
2.青铜时代
第一章 绪论
材料科学的重要地位
3.铁器时代
第一章 绪论
材料科学的重要地位
3.铁器时代
第一章 绪论
材料科学的重要地位
4.水泥时代
第一章 绪论
材料科学的重要地位
5.钢时代
第一章 绪论
材料科学的重要地位
6.硅时代 1950年
第一章 绪论
材料科学的重要地位
7.新材料时代 1990
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
1.
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
1.
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
第一章 绪论
•功能材料的设计与原理
性能进行分类。
按化学组成 金属功能材料
无机非金属功能材料 高分子功能材料 复合功能材料
按应用领域
第一章 绪论
电工材料 能源材料 信息材料 光学材料 仪器仪表材料 航空航天材料 生物医学材料 传感器用敏感材料
按使用性能
第一章 绪论
电功能材料 磁功能材料 光功能材料 热功能材料 化学功能材料 生物功能材料 声功能材料 隐形功能材料
第一章 绪论
第一章 绪论
•功能材料的现状和展望
近几年来，功能材料迅速发展，已有几十大类，10万多 品种，且每年都有大量新品种问世。现已开发的以物理功 能材料最多，主要有：
1）单功能材料，如：导电材料、介电材料、铁电材料、磁 性材料、磁信息材料、发热材料、热控材料、光学材料、 激光材料、红外材料等。 2）功能转换材料，如：压电材料、光电材料、热电材料、 磁光材料、声光材料、电流变材料、磁敏材料、磁致伸缩 材料、电色材料等。
反差大
——结构材料：数量大、品种少、附加值低 ——功能材料：数量小、品种多、附加值高
更新换代快
——摩尔定理：“当电路所包含的元件数目上升 时，单位成本就会下降”的规律，并预言微处理器芯片 的电路密度每隔一年将翻番。
•功能材料的分类
第一章 绪论
功能材料种类繁 多，涉及面广， 有多种分类方法。 目前主要是根据 材料的化学组成、 应用领域、使用
——实现对信息与能源的感知、采集、计测、传 输、屏蔽、绝缘、吸收、贮存、记忆、处理、控制、 发射和转换等目的。
特征 —— 8大特征
第一章 绪论
高精度高稳定性 高科技性 主动响应性 多功能性 形态多样性 材料组件一体化 反差大 更新换代快
杨亲民. 新材料与功能材料的内涵和特征[J].功能材料,2OO4,Vol.1,No.1
材料
结构材料
功能材料
美国贝尔实验 室 Morton J. A.博 士（l965年）
第一章 绪论
以材料的强度、 塑性等为主要 技术指标的工 程材料。
物理学、化学、 生物学性能为其 主要技术指标的 工程材料
基本概念
第一章Biblioteka Baidu绪论
——具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、 力学、化学、生物医学功能，特殊的物理学、化学、 生物学效应，能完成功能相互转化、并被用于非结构 用途的高技术材料。
第一章 绪论
3）多功能材料：如防振降噪材料、三防材料（防热、防激 光和防核）、电磁材料等。
4）复合和综合功能材料，如：形状记忆材料、隐身材料、 传感材料、智能材料、显示材料、分离功能材料、环境 材料、电磁屏蔽材料等。
5）新形态和新概念功能材料，如：液晶材料、梯度材料、 纳米材料、非平衡材料等。 目前，化学和生物功能材料的种类虽较少，但其发展 速度很快，其功能也更多样化。
功能材料
课程介绍
课程介绍
本课程主要介绍储氢材料、形状记忆 材料、梯度功能材料、磁性材料、半导体存 储器材料、超导材料、光纤材料、智能材料 的基本特征、微观机理、制备方法及其发展 和应用。
课程基本要求：
课程介绍
1、掌握功能材料领域的基本知识、概念和方法， 并能够独立地学习和掌握更多地知识，能够接 触一些材料学前沿领域和新的进展。
第一章 绪论
高精度高稳定性
——几何尺寸小1-10μm（纳米材料尺寸更小） ——材料稳定性好
高科技性
——知识密集、技术密集 ——制造难度大
主动响应性
——对于来自外界的信息 （作用力或能量），会通过自 身变形或输出讯号的方式主动 地作出响应。
多功能性
——NiTi合金、CuZnAl 合金，两者既是形状记忆合金， 又是超弹性合金。
3.陈玉安、王必本、廖其龙.《现代功能材料》。重 庆大学出版社，2019.08
第一章 绪论
本章内容： 功能材料的定义 功能材料的特征 功能材料的发展状况
材料科学的重要地位
第一章 绪论
材料科学的重要地位
第一章 绪论
材料科学的重要地位
第一章 绪论
材料科学的重要地位 1.石器时代
第一章 绪论
材料科学的重要地位
2、了解储氢材料、形状记忆材料、梯度功能材 料、磁性材料、半导体存储器材料、光纤材料 智能材料、超导材料等材料的性能、制备和应 用。
课程安排
第一章 绪论
储氢材料
6学时
形状记忆材料 6学时
梯度功能材料 6学时
半导体材料
6学时
超导体材料
6学时
磁性材料
6学时
光纤材料
6学时
智能材料
4学时
考核方式：
卷面考试