功能材料概论个人整理版(考试专用)

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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，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。 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； 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。

第二章 贮氢材料