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《功能材料 課件 第一章 概論》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、新型功能材料華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院郭衛(wèi)紅汪濟(jì)奎主講guoweihong@ecust.edu.cnguoweihong@hotmail.com前言1研究功能材料的意義2新型功能材料帶給我們的機(jī)遇與挑戰(zhàn)3本課程的目的和意義4本課程的特點(diǎn)5課程的要求以及課程的安排功能材料與現(xiàn)代生活的滲透隨著時(shí)代的發(fā)展，人類將進(jìn)入一個(gè)信息時(shí)代。為了解決生產(chǎn)高速發(fā)展以及由此所產(chǎn)生的能源、環(huán)境等等一系列的問(wèn)題，更需要用高科技的方法和手段來(lái)生產(chǎn)新型的、功能性的產(chǎn)品，以獲得各種優(yōu)良的綜合性能。近年來(lái)新型功能材料層出不窮，得到了突破性的進(jìn)展。日本和歐美各國(guó)對(duì)新型功能材料
2、的研究十分注意，因?yàn)楣δ懿牧鲜悄茉础⒂?jì)算機(jī)、通訊、電子、激光等現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)，功能材料在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中具有重大戰(zhàn)略意義。近十年來(lái)，功能材料成為材料科學(xué)和工程領(lǐng)域中最為活躍的部分，每年以5％以上的速度增長(zhǎng)，相當(dāng)于每年有1.25萬(wàn)種新材料問(wèn)世。未來(lái)世界需要更多的性能優(yōu)異的功能材料，功能材料正在滲透到現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域.第一節(jié)功能材料的概念與分類 1.1功能材料的概念功能材料是指通過(guò)光、電、磁、熱、化學(xué)、生化等作用后具有特定功能的材料.在國(guó)外，常將這類材料稱為:功能材料(FunctionalMaterials)特種材料(SpecialityMate
3、rials)精細(xì)材料(FineMaterials)2021/9/194功能材料涉及面較廣，具體包括光、電功能、磁功能、分離功能、形狀記憶功能等等。相對(duì)于通常的結(jié)構(gòu)材料而言，一般是指這類材料除了具有機(jī)械特性外，還具有其它的功能特性。2021/9/195功能材料是一門新的學(xué)科，是從經(jīng)典的高分子材料中孕育出來(lái)的學(xué)科，目前對(duì)它進(jìn)行嚴(yán)格的定義尚有一定的難度，就象許多化學(xué)變化中存在著物理現(xiàn)象，高級(jí)運(yùn)動(dòng)中總是伴隨著低級(jí)運(yùn)動(dòng)一樣，功能材料即遵循材料的一般特性，遵循材料的一般的變化規(guī)律但又具有其自身的特點(diǎn)，可認(rèn)為是傳統(tǒng)材料的更高級(jí)的運(yùn)動(dòng)形式。2021/9/196
4、1.2功能材料的分類從功能的不同考慮，可將功能材料分為以下幾類:力學(xué)性能： 主要是指強(qiáng)化功能材料和彈性功能材料。如高結(jié)晶材料，超高強(qiáng)材料等等。物理化學(xué)功能(1)電學(xué)功能材料：如超導(dǎo)體，導(dǎo)電高分子等等。(2)光學(xué)功能材料：如光導(dǎo)纖維、感光性高分子等。(3)能量轉(zhuǎn)換材料：如壓電材料、光電材料。2021/9/197化學(xué)功能(1)分離功能材料：如分離膜，離子交換樹(shù)脂、高分子絡(luò)合物。(2)反應(yīng)功能材料：如高分子試劑、高分子催化劑等等。(3)生物功能材料：如固定化酶，生物反應(yīng)器等等。2021/9/198生物化學(xué)功能(1)醫(yī)用功能材料：人工臟器用材料如人工腎
5、、人工心肺，可降解的醫(yī)用縫合線、骨丁、骨板等等。(2)功能性藥物：如緩釋性高分子，藥物活性高分子，高分子農(nóng)藥等等。(3)生物降解材料2021/9/199種類功能特性應(yīng)用示例導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電性電極電池、防靜電材料、屏蔽材料超導(dǎo)材料導(dǎo)電性核磁共振成像技術(shù)、反應(yīng)堆超導(dǎo)發(fā)電機(jī)高分子半導(dǎo)體導(dǎo)電性電子技術(shù)與電子器件光電導(dǎo)高分子光電效應(yīng)電子照相、光電池、傳感器壓電高分子力電效應(yīng)開(kāi)關(guān)材料、儀器儀表測(cè)量材料，觸感材料熱電高分子熱點(diǎn)效應(yīng)顯示、測(cè)量聲電高分子聲電效應(yīng)音響設(shè)備、儀器磁性高分子導(dǎo)磁作用塑料磁石、磁性橡膠、磁性元器件、中子吸收、微型電機(jī)、進(jìn)步電機(jī)、傳感器
6、表1－1主要功能材料的特性及應(yīng)用示例2021/9/1910磁性記錄材料磁性轉(zhuǎn)換磁帶、磁盤電致變色材料光電效應(yīng)顯示、記錄光功能材料光纖材料光的曲線傳播、通訊、顯示、醫(yī)療器械液晶材料偏光效應(yīng)顯示、連接器光盤的基板材料光學(xué)原理高密度記錄和信息貯存感光樹(shù)脂，光刻膠光化學(xué)反應(yīng)大規(guī)模集成電路的精細(xì)加工、印刷熒光材料光化學(xué)作用情報(bào)處理，熒光染料光降解材料光化學(xué)作用減少化學(xué)污染光能轉(zhuǎn)換材料光電、光化學(xué)太陽(yáng)能電池分離膜與交換膜傳質(zhì)作用化工、制藥、環(huán)保、冶金2021/9/1911高分子催化劑與高分子固定酶催化作用化工、食品加工、制藥、高分子試劑絮凝劑吸附作用稀有金
7、屬提取、水處理貯氫材料吸附作用化工、能源高吸水樹(shù)脂吸附作用化工、農(nóng)業(yè)、紙制品人工器官材料替代修補(bǔ)人體臟器藥物高分子藥理作用藥物降解性縫合材料化學(xué)降解非永久性外科材料醫(yī)用粘合劑物理與化學(xué)作用外科和修補(bǔ)材料2021/9/1912??輸入圖1－1材料顯示功能的示意圖材料輸出圖1－1是材料顯示功能的示意圖。材料的功能顯示過(guò)程是指向材料輸入某種能量，經(jīng)過(guò)材料的傳輸或轉(zhuǎn)換等過(guò)程，再作為輸出而提供給外部的一種作用。功能材料按其功能的顯示過(guò)程又可分為一次功能材料和二次功能材料。第二節(jié)功能設(shè)計(jì)的原理和方法2021/9/1913一次功能主要有：力學(xué)功能。如慣性、粘
8、性、流動(dòng)性、潤(rùn)滑性、成型性、超塑性、恒彈性、高彈性、振動(dòng)性和防震性。聲功能。如隔音性、吸音性。熱功能。如傳熱性、隔熱性、吸熱性和蓄熱性等。電功能。如導(dǎo)
