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《功 能 材 料》 复 习 题 1、列举新材料的种类 一般认为，新材料有晶须材料、非晶材料、超塑性合金、形状记忆材料、功能陶瓷、功 能有机材料、超导材料、碳纤维、能量转换材料、非晶态合金等。 2 、功能材料的概念 功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。 3、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 主要是指强化功能材料和弹性功能材料，如高结晶材料、超高强材料等。 (2)化学功能 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 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)生物化学功能 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，高分子农药等； ③生物降解材料 4 、二次功能材料概念 当向材料输入的能量和从材料输出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高次功能。 5、按材料种类分，功能材料还可分为：金属功能材料、无机非金属功能材料和有机功 能材料。 6、材料科学与工程应为五要素，即成分、合成/流程、结构、性能与效能。 7、功能陶瓷有以下几方面发展趋向： (1)微电子技术推动下的微型化(薄片化)和高速度化； (2)在安全和环保工作的促进下，发展传感器和多孔瓷； (3)重视材料复合技术； (4)加速智能化。 8、溶胶-凝胶法(sol-gel) 溶胶- 凝胶法是以金属醇盐, 其它金属有机化合物或无机化合物为原料进行水解、缩合 (生成无机聚合物材料的)反应, 使溶液经溶胶-凝胶化,干燥, 热处理后制备玻璃膜, 玻璃纤维, 分子筛膜, 特种陶瓷材料的方法。 优点：较低合成及烧结温度；高纯和高均匀产物；制造传统固相反应法无法得到的材料。 9、化学气相沉积法 (CVD ，Chemical Vapor Deposition) 在相当高的温度下，混合气体与基体的表面相互作用，使混合气体中某些成分分解，并 在基体上形成一种金属或化合物的固态薄膜或镀层。 10、材料的特定的功能与材料的特定结构是相联系的。如对于导电聚合物来说，它一般 具有长链共轭双键；金属结构中由于弹性马氏体相变能产生记忆效应，因此出现了形状记忆 合金；压电陶瓷晶体必须有极轴等。 11、利用超导隧道效应，人们可以制造出世界上最灵敏的电磁信号的探测元件和用于高 速运行的计算机元件。用这种探测器制造的超导量子干涉滋强计可以测量地球磁场几十亿分 之一的变化. 12、具有形状记忆效应的材料，一般是两种以上金属元素组成的合金，称为形状记忆合 金（SMA）。形状记忆合金可以分为三种：(1) 单程记忆效应；（2 ）双程记忆效应；（3 ）全 程记忆效应。 13、利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。超弹性的应用： 如弹簧、接线柱、眼镜架等。 14、铁磁性物质具有极高的磁化率，磁化易达到饱和的物质。χ -2 6 m= 10 ~10 ；亚铁磁性 物质相邻原子的磁矩反向平行，但彼此的强度不相等，具有高磁化率和居里温度。χm= 10-2 6 -6 -5 ~10 ；顺磁性物质存在未成对电子 → 永久磁矩。χ = 10 ~10 ；反磁性物质不存在未成对 m 电子 → 没有永久磁矩。χm= -10-5 ~-10-6 ；反铁磁性物质相邻原子的磁