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1、功能材料及其应用第1页，本讲稿共11页概述概述现代工程材料按性能特点大致分为结构材料和功能材料两大类。1965年由美国贝尔实验室的J.A.Morton博士首先提出功能材料概念。具有特殊的电、磁、光热、声、化学性能和生物学性能及其相互转化的功能，用以实现对信息和能量的感受、计测、显示、控制和转化的材料称为功能材料。第2页，本讲稿共11页功能材料在电力技术、电子信息技术、微电子技术、激光技术、空间技术、海洋技术等领域得到广泛应用。1.电子管2.晶体管3.集成电路4.大规模集成电路5.功能高分子材料在军事上的应用为国防工业现代化和尖端军事科学技术的发展起到了重要作用。第3页，本讲稿共11页功能材料的
2、分类功能材料种类繁多，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、使用性能进行分类。按化学组成按化学组成金属功能材料金属功能材料陶瓷功能材料陶瓷功能材料 高分子功能材料高分子功能材料 复合功能材料复合功能材料第4页，本讲稿共11页按应用领域按应用领域电工材料电工材料能源材料能源材料信息材料信息材料光学材料光学材料仪器仪表材料仪器仪表材料航空航天材料航空航天材料生物医学材料生物医学材料传感器用敏感材料传感器用敏感材料按应用领域按应用领域电工材料电工材料能源材料能源材料信息材料信息材料光学材料光学材料仪器仪表材料仪器仪表材料航空航天材料航空航天材料生物医学材料生物医学材料传感
3、器用敏感材料传感器用敏感材料第5页，本讲稿共11页按使用性能按使用性能电功能材料电功能材料磁功能材料磁功能材料光功能材料光功能材料热功能材料热功能材料化学功能材料化学功能材料生物功能材料生物功能材料声功能材料声功能材料隐形功能材料隐形功能材料第6页，本讲稿共11页功能材料的现状 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）功能转换材料功能转换材料，如：压电材料、光电材料、热电材料、磁
4、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。功能材料的现状 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。第7页，本讲稿共11页3）多功能材料多功能材料：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复
5、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。3）多功能材料多功能材料：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
6、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。第8页，本讲稿共11页功能材料的展望展望21世纪，功能材料的发展趋势为：1）开发高技术所需的新型功能材料，特别是尖端领域（航空航天、分子电子学、新能源、海洋技术和生命科学等）所需和在极端条件下（超高温、超高压、超低温、强腐蚀、高真空、强辐射等）工作的高性能功能材料；2）功能材料的功能从单功能向多功能和复合或综合功能发展，从低级功能向高级功能发展；功能材料的展望展望21世纪，功能材料的发展趋势为：1）开发高技术所需的新型功能材料，特别是尖端领域（航空航天、分子电子学、新能源、海洋技术和生命科学等）所需和在极端条
7、件下（超高温、超高压、超低温、强腐蚀、高真空、强辐射等）工作的高性能功能材料；2）功能材料的功能从单功能向多功能和复合或综合功能发展，从低级功能向高级功能发展；第9页，本讲稿共11页3）功能材料和器件的一体化、高集成化、超微型化、高密积化和超分子化；4）功能材料和结构材料兼容，即功能材料结构化，结构材料功能化；5）进一步研究和发展功能材料的新概念、新设计和新工艺；6）完善和发展功能材料检测和评价的方法；7）加强功能材料的应用研究，扩展功能材料的应用领域，加强推广成熟的研究成果，以形成生产力。3）功能材料和器件的一体化、高集成化、超微型化、高密积化和超分子化；4）功能材料和结构材料兼容，即功能材料结构化，结构材料功能化；5）进一步研究和发展功能材料的新概念、新设计和新工艺；6）完善和发展功能材料检测和评价的方法；7）加强功能材料的应用研究，扩展功能材料的应用领域，加强推广成熟的研究成果，以形成生产力。第10页，本讲稿共11页 半导体材料半导体材料 超导材料超导材料 磁功能材料磁功能材料要点总结要点总结半导体材料半导体材料 超导材料超导材料 磁功能材料磁功能材料电功能材料磁功能材料热功能材料光功能材料其它功能材料第11页，本讲稿共11页