第一章 功能材料概论 功能材料的定义 功能材料指以特殊的电、磁、声、光、热、力、化学及生物学等性能作为主要性能指标的一类材料
功能材料的特征 1)功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动,是最本质的特征
2)功能材料的聚集态和形态非常多样化,除晶态外,还有气态、液态、液晶态、非晶态、混合态和等离子态
除三维材料外,还有二维、一维和零维材料
3)结构材料常以材料形式为最终产品,而功能材料有相当一部分是以元件形式为最终产品,即材料元件一体化
4)功能材料是利用现代科学技术,多学科交叉的知识密集型产物
5)功能材料的制备技术不同于结构材料用的传统技术,而是采用许多先进的新工艺和新技术,如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、智能化以及精细控制和检测技术
功能材料的分类 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:金属功能材料、陶瓷功能材料、高分子功能材料、复合功能材料 按应用领域: 电子材料、能源材料、信息材料、光学材料、仪器仪表材料、航空航天材料、生物医学材料、传感器用敏感材料
按使用性能:电功能材料、磁功能材料、光功能材料、热功能材料、化学功能材料、生物功能材料、声功能材料、隐形功能材料
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
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