功能材料简述

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1、功能材料简述摘要：近几十年來，世界对材料特别是功能材料的研究热度越來越大，也収得了一些突飞猛进的发展，功能材料不仅是发展信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，而且是改造与提升基础工业和传统产业的基础，直接关系到资源、环境及社会的可持续发展。军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、新型战斗机、主战坦克以及军用高能量密度组件等，都离不开特种功能材料的支撑。这篇论文主要简述了功能材料的分类及进展，并总结了未來几十年的可能发展方向。关键词：功能材料材料简述分类发展一

2、、定义：功能材料和结构材料之间并不存在不可逾越的鸿沟，两者在一定条件下可以互相转化，不少材料既具有结构性，又具有功能性，在一些场合将其作结构材料用，在另一些场合将其作功能材料用，或者在同一场合既是结构材料又是功能材料，也是不容忽视的事实即因此，只能大休上划分两者的界限，根据它们的基本性能特征，可以认为，结构材料是以强度、刚度、韧性、硬度、耐磨性、疲劳强度等机械性能为主发展起来的材料，功能材料则是以声、光、电、磁、热等物理性能为主而发展起来的材料。故功能材料可以定义为那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、

3、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用來制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。二、一次功能材料与二次功能材料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。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。(1)、一次功能材料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

4、为载体材料。一次功能材料主要有：①力学功能如惯性、粘性、流动性、润滑性、成型性、超塑性、高弹性、恒弹性、振动性和防震性；②声功能如吸甘性、隔甘性；③热功能如隔热性、传热性、吸热性和蓄热性；④电功能如导电性、超导性、绝缘性和电阻；⑤磁功能如软磁性、硬磁性、半硬磁性；⑥光功能如透光性、遮光性、反射光性、折射光性、吸收光性、偏振性、聚光性、分光性；⑦化学矗能如催化作用、吸附作用、生物化学反应、酶反应、气体吸收；⑧其它功能如电磁波特性(常与隐身相联系)、放射性。(2)、二次功能材料当向材料输入的能量和从材料输出

5、的能量属于不同形式时，材料起能量的转换部件作用，材料的这种功能称为二次功能或髙次功能。二次材料主要有：①光能与其它形式能量的转换，如光化反应、光致抗蚀、光合成反应、光分解反应、化学发光、感光反应、光致伸缩、光生伏特效应、光导电效应；②电能与其它形式能量的转换，如电磁效应、电阻发热效应、热电效应、光电效应，场致发光效应、电光效应和电化学效应；①磁能与其它形式能量的转换，如热磁效应，磁冷冻效应、光磁效应和磁性转变；②机械能与其它形式能量的转换，如压电效应、磁致伸缩、电致伸缩、光压效应、声光效应、光弹性效应、

6、机械化学效应、形状记忆效应和热弹性效应。三、功能材料的分类从功能的不同考虑，可将功能材料分为以下四类。（1）、力学功能材料主要是指强化功能材料和弹性功能材料，如高结品材料、超高强材料等。（2）、化学功能材料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。（3）、物理化学功能材料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。（4）、生物化学

7、功能材料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，髙分子农药等；③生物降解材料从构成物质的性质可以分为：（1）金属功能材料金属功能材料是开发比较早的功能材料，随着高新技术的发展，一方面促进了非金属材料的迅速发展，同时也促进了金属材料的发展。许多区别丁传统金属材料的新型金属功能材料应运而生，有的已被广泛应用，有的具有广泛应用的前景。如形状记忆合金的发现及各种形状记忆合金体系的开发研制，使得这类新型金属材料在现代军事、电

8、子、汽车、能源、机械、宇航、医疗等领域得到广泛的应用。另一方面，非晶态合金由于具有优异的物理、化学性能，是一种极有发展前景的新型金属材料。具有独特性能和用途的新型金属功能材料很多，如超导合金、纳米金属、高温合金、减振合金、储氢、多孔金属、金属磁性材料等。按材料的成分和加工方法、形态及功能特征，可将它们分成以下三类：①精密合金材料是具有特殊物理性能的金属材料，因其具有特殊精密的成分，需要特殊精密的熔炼、浇注、加工和热处理方法而得名。②特珠形态