功能材料概论 .ppt
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随着技术的发展和人类认识的扩展，新型的功能材料 不断被开发出来，因此对其也产生了许多不同的分类方 法。从功能的不同考虑，可将功能材料分为以下四类。
2020/10/25
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(1)力学功能
主要是指强化功能材料和弹性功能材料，如高 结晶材料、超高强材料等。
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(2)化学功能
①分离功能材料：如分离膜，离子交换树脂、高分子络合物； ②反应功能材料；如高分子试剂、高分子催化剂； ③生物功能材料：如固定化菌，生物反应器等。
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Ａ、一次功能
当向材料输入的能量和从材料输出的能量 属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的 作用。材料的这种功能称为一次功能。 以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。
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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。
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功能材料授课内容
第一章：电性材料
金属的导电理论。金属的热电性。电学性能与微观结构之间的关系。电性材料
第二章磁性材料
磁学理论基础。金属软磁材料。金属永磁材料。磁致伸缩材料。铁氧体磁性材料
第三章超导材料
超导体的基本性质。超导材料的发展。超导材料的应用
第四章膨胀材料和弹性材料
膨胀合金。弹性合金
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第一节 功能材料的概念与分类
一、功能材料的概念 功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用
后具有特定功能的材料。 在国外，常将这类材料称为功能材料(Functional
Materials)、特种材料(Speciality Materials))或精细材料 (Fine Materials)。
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日本和欧美各国对新型功能材料的研究十分 注意，这是因为功能材料是能源、计算机、通讯、 电子、激光等现代科学的基础，功能材料在未来 的社会发展中具有重大战略意义。
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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材料，功能材料正 在渗透到现代生活的各个领域。
第五章储氢合金
储氢材料原理。储氢合金分类及开发现状。储氢材料的应用
第六章非晶态合金
原理与分பைடு நூலகம்。制备方法。性能与应用
第七章形状记忆材料
形状记忆效应及原理。形状记忆材料及应用。记忆合金的应用
第八章 2020/10/25 其他功能材料
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1986年，我国制定了《高技术发展计划纲 要》，被评选列入的七个技术群是生物技术、 信息技术、激光技术、航天技术、自动化技术、 新能源技术和新材料技术。
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（3）物理化学功能
①电学功能材料：如超导体，导电高分子等； ②光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等； ③能量转换材料：如压电材料、光电材料。
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(4)生物化学功能
①医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺， 可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等； ②功能性药物：如缓释性高分子，药物活性高分子，高分 子农药等； ③生物降解材料
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第二节 功能设计的原理和方法
下图为材料显示功能的示意图。
输
材
输
入
料
出
材料的功能显示过程是指向材料输入某种能量，经过材料 的传输或转换等过程，再作为输出而提供给外部的一种作用。
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功能材料按其功能的显示过程又可分为 一次功能材料和二次功能材料。
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一般认为，新材料有晶须材料、非晶材料、超 塑性合金、形状记忆材料、功能陶瓷、功能有机材 料、超导材料、碳纤维、能量转换材料等。
新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。
功能材料被誉为－－2l世纪人类文明的重要支柱
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第一章 功能材料概论
随着时代的发展，人类将进入一个信息时代。为了解决 生产高速发展以及由此所产生的能源、环境等一系列的问题， 更需要用高科技的方法和手段来生产新型的、功能性的产品， 以获得各种优良的综合性能。近年来新型功能材料层出不穷， 得到了突破性的进展。
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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。
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二、功能材料的分类
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功能材料涉及面较广，具体包括光、电功能， 磁功能，分离功能，形状记忆功能等。
这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除 了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。
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材料的特定的功能与材料的特定结构是相联系的。 如对于导电聚合物来说，它一般具有长链共轭双键； 金属结构中由于弹性马氏体相变能产生记忆效应， 因此出现了形状记忆合金；压电陶瓷晶体必须有极 轴等。
功能材料学概论-----马如璋 蒋民华 （冶金工业出版社,2019） 功能金属材料------ 王正品 （化学工业出版社，2019年）
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第一章 电性材料
目录
第二章 磁性材料
第三章 超导材料
第四章 膨胀材料和弹性材料
第五章 储氢合金
第六章 非晶态合金
第七章 形状记忆材料
第八章 其他功能材料
功能金属材料
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主要参考资料
1、现代功能材料及其应用—郭卫生, 汪济奎（化学工业出版社,2019） 2、功能材料学---周馨我 (北京理工大学出版社,2019) 3、新型功能材料--- 贡长生，张克立(化学工业出版社,2019) 4、新型无机材料-----杨华明,宋晓岚,金胜明（化学工业出版社,2019） 5、信息和功能材料-----刘先曙 马傅华 辛秀田（宇航出版社,2019 ） 6、功能材料学概论-----马如璋 蒋民华 （冶金工业出版社,2019） 7. 功能金属材料------ 王正品 化学工业出版社，2019年 建议教材：
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(1)力学功能
主要是指强化功能材料和弹性功能材料，如高 结晶材料、超高强材料等。
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(2)化学功能
①分离功能材料：如分离膜，离子交换树脂、高分子络合物； ②反应功能材料；如高分子试剂、高分子催化剂； ③生物功能材料：如固定化菌，生物反应器等。
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Ａ、一次功能
当向材料输入的能量和从材料输出的能量 属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的 作用。材料的这种功能称为一次功能。 以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。
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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。
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功能材料授课内容
第一章：电性材料
金属的导电理论。金属的热电性。电学性能与微观结构之间的关系。电性材料
第二章磁性材料
磁学理论基础。金属软磁材料。金属永磁材料。磁致伸缩材料。铁氧体磁性材料
第三章超导材料
超导体的基本性质。超导材料的发展。超导材料的应用
第四章膨胀材料和弹性材料
膨胀合金。弹性合金
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第一节 功能材料的概念与分类
一、功能材料的概念 功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用
后具有特定功能的材料。 在国外，常将这类材料称为功能材料(Functional
Materials)、特种材料(Speciality Materials))或精细材料 (Fine Materials)。
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日本和欧美各国对新型功能材料的研究十分 注意，这是因为功能材料是能源、计算机、通讯、 电子、激光等现代科学的基础，功能材料在未来 的社会发展中具有重大战略意义。
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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材料，功能材料正 在渗透到现代生活的各个领域。
第五章储氢合金
储氢材料原理。储氢合金分类及开发现状。储氢材料的应用
第六章非晶态合金
原理与分பைடு நூலகம்。制备方法。性能与应用
第七章形状记忆材料
形状记忆效应及原理。形状记忆材料及应用。记忆合金的应用
第八章 2020/10/25 其他功能材料
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1986年，我国制定了《高技术发展计划纲 要》，被评选列入的七个技术群是生物技术、 信息技术、激光技术、航天技术、自动化技术、 新能源技术和新材料技术。
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（3）物理化学功能
①电学功能材料：如超导体，导电高分子等； ②光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等； ③能量转换材料：如压电材料、光电材料。
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(4)生物化学功能
①医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺， 可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等； ②功能性药物：如缓释性高分子，药物活性高分子，高分 子农药等； ③生物降解材料
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第二节 功能设计的原理和方法
下图为材料显示功能的示意图。
输
材
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入
料
出
材料的功能显示过程是指向材料输入某种能量，经过材料 的传输或转换等过程，再作为输出而提供给外部的一种作用。
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功能材料按其功能的显示过程又可分为 一次功能材料和二次功能材料。
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一般认为，新材料有晶须材料、非晶材料、超 塑性合金、形状记忆材料、功能陶瓷、功能有机材 料、超导材料、碳纤维、能量转换材料等。
新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。
功能材料被誉为－－2l世纪人类文明的重要支柱
2020/10/25
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第一章 功能材料概论
随着时代的发展，人类将进入一个信息时代。为了解决 生产高速发展以及由此所产生的能源、环境等一系列的问题， 更需要用高科技的方法和手段来生产新型的、功能性的产品， 以获得各种优良的综合性能。近年来新型功能材料层出不穷， 得到了突破性的进展。
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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。
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二、功能材料的分类
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功能材料涉及面较广，具体包括光、电功能， 磁功能，分离功能，形状记忆功能等。
这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除 了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。
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材料的特定的功能与材料的特定结构是相联系的。 如对于导电聚合物来说，它一般具有长链共轭双键； 金属结构中由于弹性马氏体相变能产生记忆效应， 因此出现了形状记忆合金；压电陶瓷晶体必须有极 轴等。
功能材料学概论-----马如璋 蒋民华 （冶金工业出版社,2019） 功能金属材料------ 王正品 （化学工业出版社，2019年）
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第一章 电性材料
目录
第二章 磁性材料
第三章 超导材料
第四章 膨胀材料和弹性材料
第五章 储氢合金
第六章 非晶态合金
第七章 形状记忆材料
第八章 其他功能材料
功能金属材料
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主要参考资料
1、现代功能材料及其应用—郭卫生, 汪济奎（化学工业出版社,2019） 2、功能材料学---周馨我 (北京理工大学出版社,2019) 3、新型功能材料--- 贡长生，张克立(化学工业出版社,2019) 4、新型无机材料-----杨华明,宋晓岚,金胜明（化学工业出版社,2019） 5、信息和功能材料-----刘先曙 马傅华 辛秀田（宇航出版社,2019 ） 6、功能材料学概论-----马如璋 蒋民华 （冶金工业出版社,2019） 7. 功能金属材料------ 王正品 化学工业出版社，2019年 建议教材：