功能材料

功能材料定义：具有特殊的电，磁，光，热，声，力，化学性能和生物性能及其转化的功能，用以实现对信息和能量的感觉，计测，显示，控制和转化为主要目的的非结构性高新材料。功能材料分类：1，用途：航天航空，建筑，军工，医药，电子学2，化学成分：金属，无机非金属，有机，高分子复合功能材料3，聚集态：固、液、气态、液晶态、混合态功能材料4，功能：物理，化学，生物，核5，维度：0维、1维、2维、3维

功能材料特点：1，多功能化2，材料形态多样性3，材料与元件一体化4，制造与应用的高技术性、性能与质量的高精密性及高稳定性。

精细陶瓷定义：相对于用天然无机物烧结的传统陶瓷，精细陶瓷是以精制的高纯天然无机物或人工合成的无机物为原料，采用精密控制的制造加工工艺烧结，具有远胜于以往独特性能的优异特性的陶瓷。

精细陶瓷分类：1，按化学成分：（1）、氧化物陶瓷，Al2O3，ZrO2,MgO，BeO,(2)碳化物陶瓷SiC ,TiC,WC,B4C(3)氮化物陶瓷Si3N4，AlN,TiN,BN(4)硼化物陶瓷TiB，TiB2，ZrB2,HfB2, 2，性能和用途：（1）结构陶瓷（2)功能陶瓷

精细陶瓷特点：（1）与传统陶瓷区别原料上：不在一粘土为主要原料，而已精细提纯的氧化物氮化物为主要原料，成分上：其性能由材料纯度与工艺决定，传统的取决于产地，工艺上：传统陶瓷以密炉为主要制备手段，而精制陶瓷则采用真空气氛热压烧结等现代化制备方法，复杂性(3)性能特点：高熔点密度小，化学稳定性好，抗腐蚀，抗氧化，高强度，高刚度，高硬度，耐磨损，具有一定的热强性，绝缘性，压电性，半导体性等电特性，生物体适应性，催化剂等生物化学性能，光学功能及其他一些特色功能，韧性塑性小，塑性变形能力差，易发生脆性破坏，加工成形性能较差。

成型前原料处理中原料煅烧的目的：（1）去掉原料中挥发的杂质，提高原料粉的纯度（2）使颗粒致密化和结晶长大，减小在后续烧结中的收缩，提高产品合格率（3）完成同质异晶的晶型转变，形成稳定结晶相

烧结定义：将成型的生坏加热到高温（有时还需要同时加高压）并保持一定时间，通过固相或部分液相原子的扩散迁移或反映过程，使生坏在加热过程中不断收缩并在低于熔点温度下变成致密坚硬具有某种显微结构的多晶烧结。

常用烧结方法：常压烧结，热压烧结，热等静压烧结，液压烧结，反应烧结

按电介质陶瓷在电场中的极化特性可分为电绝缘陶瓷和电容器陶瓷

电容器陶瓷材料按性质可分为四类1，非铁电电容器陶瓷2，铁电电容器陶瓷3，反铁电电容器陶瓷4，半导体电容器陶瓷

压电效应：在电场作用下，可引起电介质中带电粒子的相对位移而发生极化，但在某些电介质晶体中也可通过机械力而发生极化，并因而引起表面电荷的现象。

磁性分类：根据磁化率大小及变化率规律，可把各种物质磁性分为5类，顺磁性，抗磁性，铁磁性，反铁磁性，亚铁磁性

磁化率：磁化强度与磁场强度之比磁导率：磁感应强度与磁场强度之比

剩磁：试样磁化达到饱和状态后，去掉外磁场后剩余的表面场Br，称为剩余磁感感应强度。矫顽力：使磁化至饱和的磁感应强度降低至零所需要的反向磁场强度，表示铁磁金属保持剩余磁化的能力。

硬磁材料：磁化后不易退磁而能长期保持磁性的一种铁氧体材料，衡量性能优劣参数最大磁能积，矫顽力，剩磁

软磁材料：那些容易反复磁化且在外磁场去除后，容易退磁的材料。特点磁滞回线细长陡直，磁导率高，矫顽力低，铁芯损耗低，分为金属软磁材料和软磁铁氧体

非晶态形成条件：必须具备合适的成分，及具有足够的非晶形成能力，其次必须具有足够的冷却速度，大于材料的临界冷却速度。

结构判据：原子的几何排列，原子间的键和状态，原子尺寸。动力学判据：考虑冷却速度与结晶动力学之间的关系，及需要多高的冷却速度才能阻止形核和长大。

电流变体定义：通常是由微米尺寸（1-10微米）的介电固体颗粒均匀弥散的悬浮于另一种互不相容的绝缘液中形成的悬浮液体，在外加电场的作用下，诱导固体粒子极化并发生相互作用，使其流变特性如粘性、塑性、弹性等发生迅速而可逆可控的突变，或由粘滞性液体转化为固态，凝胶或其流体阻力发生显著变化，当电场去除后，固体又可逆的很快变回流体。电流变体的作用机理：微粒极化成纤机理，电泳机理，水桥机理，双电层变形机理

微粒极化成纤机理：该机理将电流变效应归因于分散相微粒相对于分散介质发生极化，根据极化所产生的机制可分为电子位移极化，离子位移极化，偶极子转向极化，热离子极化，界面极化。极化所产生偶极矩由极化率α和外加电场E所决定：两个公式只有当分散质介质与颗粒的介电常数有差异时，在电场作用下，颗粒才能积累电荷，产生偶极矩。具有偶极矩的颗粒之间产生偶极力，极化力最终会使颗粒沿电场方向排列成链状结构，使得体系粘度增大，链长长至横跨电极时，剪切力作用下可观察到屈服应力，施加应力小于屈服应力时，链状结构形变，液体具有粘弹性，应力大于屈服极限，链状结构被破坏，体系开始流动。

分散介质选用要求应具备：（1）高沸点低凝固点，使电流变体有较宽的凝固温度，另外在正常温度下，它的蒸汽压小（2）低粘度（3）高电阻率（4）密度大（5）化学稳定性好

形状记忆效应：材料在一定条件下进行一定程度的变形后，在对材料施加适当的外界条件，材料的变形岁之前消失而恢复到变形前的现象。分类：单程双程全程

热弹性马氏体：具有马氏体逆转变，且Ms与As相差很小的合金，将其冷却到Ms以下，马氏体晶核随温度下降逐渐长大温度回升马氏体相又反过来随温度上升而减小。

伪弹性：对母相状态的样品在Af温度以上施加外力，随外力增加，样品首先发生遵循胡克定律的弹性变形，应力超过弹性极限后，随应力的缓慢增加，样品的应变显著增加，在一定的应变范围内卸载，应变会完全消失，如同弹性变形，由于这种弹性变形的应变量远远超过通常意义的弹性变形，称之为超弹性即伪弹性。

具有较完全形状记忆效应的合金可分为镍钛系、铜系、铁系

在镍钛形状记忆合金中Cu、Nb、Co、Fe元素的作用：Cu固溶度高达30%，随Cu的质量分数增加，Ms上升，As变化不大，热滞后减小，而Nb是宽滞后记忆合金，以纯Nb相弥散分布在NiTi基体中，Fe和Co使合金显现出R相，即冷却时母相先转变为R相，进一步冷却转变为马氏体相。

随温度由高到低变化，纯ZrO2的晶型转变依次为立方，四方，单斜

储氢合金一般可以分为稀土储氢合金、镁系储氢合金、钛系储氢合金

实用储氢材料应具备的条件：（1）易活化吸氢能力大（2）金属氰化物的生成热要适当（3）平衡压要适当（4)吸释氢的速度要快吸释氢滞后压差小(5)金属氰化物的有效热导率大（6）对不纯物质如氧水二氧化碳等杂质敏感性小，反复吸释时，材料性能不致恶化（7）在储存与运行中可靠安全（8）化学性质稳定经久耐用（9）价格便宜，不污染环境，容易制造

储氢方法物理法化学法

超导电性（零电阻效应）：当材料温度下降至某一数值下时，超导体的电阻突然变为零。

超导体的临界磁场：破坏超导态所需的最小磁场强度

超导体的临界电流：产生临界磁场的电流，破坏超导态所需的最小磁场强度

超导体的临界温度：电阻突然消失的温度

超导体具有零电阻和迈斯纳效应也记完全抗磁性的基本物理性质

迈斯纳效应定义：超导体处在磁场中内部电磁场为零

产生原因：当超导体处于超导态时，在磁场的作用下，表面产生一个无损耗感应电流，这个电流产生的磁场恰恰与外加磁场大小相等，方向相反，因而在导体区域总合成磁场为0。