功能材料概论资料讲解.ppt

为对柴油机或汽油机活塞头进行热保护，需在钢基底上喷涂厚度大于2mm的ZrO2涂层。如果直接在金属上覆盖陶瓷，在构件投入使用前就会导致界面脱层。 通过覆盖一些陶瓷含量不断增加的金属-陶瓷复合梯度涂层，可保证涂层力学完整性，保护活塞。 柴油机活塞头 汽油机活塞头 汽车工业 能源工业 核反应堆内壁温度高达数千K，其内壁材料采用单纯双层结构，热传导不好，孔洞较多，热应力下有剥离倾向。 采用金属/陶瓷结合的梯度材料，能消除热传递及热膨胀引起的应力，解决界面问题，可替代目前不锈钢/陶瓷复合材料。 核反应堆 光学器件工业 梯度功能材料推动一个新的光学分支-梯度折射率光学的形成，在光学器件中有大量应用。 梯度折射率透镜体积小、焦距短、消像差性好，组成的光学系统可大大减少非球面组件数，简化光学器件结构。 梯度折射率光纤可以自聚焦，提高耦合效率。 梯度折射透镜 棒透镜 五、功能材料的现状与展望 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，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，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。 功能材料的现状 3）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，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，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。 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 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。 六、功能材料的内容和相关学科 功能材料的内容和相关学科 1.功能材料学科的内容： 1）功能材料学是研究功能材料的成分、结构、性能、应用及其间的关系，在此基础上，研究功能材料的设计和发展途径； 2）功能材料工程学是研究功能材料的合成、制备、提纯、改性、储存和使用的技术和工艺； 3）功能材料的表征和测试技术是研究一般通用的理化测试技术在功能材料上的应用和各类功能材料特征功能的测试技术和表征。 功能材料的内容和相关学科 2.相关的学科 功能材料学科是一门与多学科交叉的学科，与其相关的学科很多，主要有： 1）基础学科：固体物理、结构化学、无机化学、有机高分子化学、生物和医学等； 2）工艺类学科：材料类、化工、冶金、硅酸盐、陶瓷、制药等学科； 3）现代技术类学科：光、电、磁、声、热等； 4）分析测试类学科：成分、结构、显微等。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 三大支柱：能源、信息、材料 * 磨料是制造磨具的主要原料，对工件起磨削作用，普通磨具使用的磨料主要有刚玉和碳化硅两大类。 铸石是一种经加工而成的硅酸盐结晶材料﹐采用天然岩石（玄武岩﹑辉绿岩等基性岩﹑以及页岩）或工业废渣（高炉矿渣﹑钢渣﹑铜渣﹑铬渣﹑铁合金渣等）为主要原料﹐经配料、熔融、浇注、热处理等工序制成的晶体排列规整、质地坚硬、细腻的非金属工业材料。  * 有关陶器与瓷器的区别主要有如下几点： 一、烧成温度不同 陶器烧成温度一般都低于瓷器，最低甚至达到800℃以下，最高可达1100℃左右。瓷器的烧成温度则比较高，大都在1200℃以上，甚至有的达到1400℃左右。 二、坚硬程度不同 陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，敲击时声音