第十三章 物理学与高新技术
高新技术基本知识点总结

高新技术基本知识点总结一、概述高新技术是指以新的科技发明、发现或者新的科学理论为基础而产生的一种新型的技术。
这些技术具有创新性、前瞻性和高风险特性,通常涉及到高科技产业和高新技术企业。
高新技术是当今世界经济中的重要支柱产业,对经济增长、劳动生产率、国际竞争力等方面都具有重要意义。
高新技术主要包括信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、新能源汽车技术等。
这些领域的技术都是以最新的科学理论和技术为基础,具有巨大的经济潜力和社会价值。
二、信息技术1. 信息技术的发展历程信息技术是指利用现代化的通讯和计算机技术对信息进行加工、存储、传输和利用的技术,它包括计算机技术、通讯技术和信息管理技术。
信息技术的发展历程可以追溯到上世纪六七十年代,当时出现了第一代电子计算机和电子计算机网络。
随着计算机技术、数据处理技术和通讯技术的不断发展,信息技术开始融入到各个领域中,成为现代社会经济发展的基础性支撑。
2. 信息技术的基本应用信息技术目前主要服务于基础设施建设、信息服务业、电子商务、互联网金融、物联网、云计算、人工智能等领域。
其中,人工智能和大数据技术是信息技术领域的两大热门技术。
人工智能技术包括机器学习、自然语言处理、图像识别等,大数据技术包括数据挖掘、数据分析、数据可视化等。
3. 信息技术的发展趋势信息技术的发展趋势主要包括移动化、自动化、大数据化和智能化。
未来,信息技术将更加贴近人们的生活,成为人类社会生产和生活的基础设施,服务于医疗、教育、交通、物流、金融等各个领域,推动社会进步和人类文明的发展。
三、生物技术1. 生物技术的概念生物技术是利用生物学的基本理论和技术手段,对生物体进行改造和利用的技术。
它主要包括生物工程技术、生物制药技术、生物信息技术、生物医疗技术等。
生物技术的发展能够解决能源危机、环境污染、食品危机、医疗紧张等多方面问题。
2. 生物技术的应用领域生物技术的应用领域非常广泛,包括食品工业、化工工业、医药工业、农业、环境保护、生物能源等。
核技术之核检测(物理学与高新技术 )

(1)原理:
采用双能透射法测量灰分,即利用 两种可放射不同能量射线的放射源 来构成“双透射通道”,来进行测 量。
241Am
(59.5keV), 137Cs (661keV)
32
核检测技术(5)——煤质及灰分测量
灰分测量
对低能射线,煤 中各元素的质量衰减 系数各不相同 ,随着 原子序数的增大而增 加;而对 中能射线, 煤中各种元素的质量 衰减系数基本相等。
5
核检测技术(1)——核子密度计
6
核检测技术(1)——核子密度计
7
核检测技术(2)——核子(皮带)秤
原理:
利用物料对γ 射线的吸收原理。放 射源发出的γ 射线穿过穿透输送机上的 物料后,强度减弱,物料越多,减弱的 程度越大,探测器接受的射线强度也减 少,根据探测器输出脉冲数变化,就可 以测出输送机上物料的多少。如果同时 测出输送速度,则物料对速度之积分就 是单位时间传送物料的重量。
化工等系统进行料位上下限的检测和报警控制;可用于矿车、 料斗油罐等的灌装控制,运输车、斗的遥控定位。高温、高 压、腐蚀性液体的液位控制。食品、饮料自动生产线的罐装 自动控制等。
21
几种安装方式
22
核检测技术(4)——射线测厚仪
1) 接触式测厚——机械测厚法。
2) 非接触式测厚——射线测厚法、超声波测厚
实物图2
13
特点: ——非接触式连续称重计量控制设备,测控精度高,
长期稳定性好,无机械磨损,免维护
14
15
核子秤的基本应用
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核检测技术(2)——核子(皮带)秤
17
LB442核子秤系统简介
LB442系统用于测量工业输送系统上固体物流的质量流量(如 化肥;木片、纸浆;煤炭、矿石、沙子、砾石;土豆、玉米花
浅谈物理学与科学技术的关系

浅谈物理学与科学技术的关系在目前的新世纪,科学技术的发展对我们的生活水平、生活方式、文化教育等方面的影响是极为深刻的。
从日常的衣食住行中,处处可以感受到科学技术给我们生活带来的变化。
各种合成纤维大大丰富了人们的衣着面料;农业的增产提供了丰富的食品,改善了人民的食品结构;至于汽车、飞机的发明和普及带给人们交通的方便、快捷;医学的进步提高了人民的健康水平,延长了平均寿命;教育的普及提高了人民的文化水平;电灯、电话、家用电器的普及大大方便了我们的生活……这样的例子不胜枚举。
而这些发展却离不开物理学……物理学作为严格的、定量的自然科学带头学科,一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用。
过去如此,现在如此,展望将来亦是如此。
现代科学技术正以惊人的速度发展。
而在物理学中每一项科学的发现都成为了新技术发明或生产方法改进的基础。
首先,物理学定律是揭示物质运动的规律的,使人们在技术上运用这些定律成为可能;第二,物理学有许多预言和结论,为开发新技术指明了方向;第三,新技术的发明,改进和传统技术的根本改造,无论是原理或工艺,也无论是试验或应用,都直接与物理学有着密切的关系。
若没有物理基本定律与原理的指导,可以毫不夸大地说,就不可能有现代生产技术的大发展。
在18世纪以蒸汽机为动力的生产时代,蒸汽机的不断提高改进,物理学中的热力学与机械力学是起着相当重要的作用的。
1866年,西门子发明电机,1876年贝尔发明了电话,1879年爱迪生发明电灯,这三大发明照亮了人类实现电气化的道路,电力在生产技术中日益发展起来了。
这样的成功与物理中电磁学理论的建立与应用是密不可分的。
20世纪初相对论和量子力学的建立,诞生了近代物理,开创了微电子技术的时代。
半导体芯片,电子计算机等随之应运而生。
可以毫不夸张的说,没有量子力学也就没有现代科技。
20世纪60年代初,激光器诞生。
激光物理的进展为激光在制造业、医疗科技和国防工业中的应用打开了大门。
大学物理:物理学与高新技术

M0 v f v0 u ln Mf
二、宇宙速度
(1) 第一宇宙速度 人造卫星m 在距地心为 r 的圆轨道上以速度 v 运行
M em v2 G 2 m r r
GM e v r
地球表面附近的轨道,其半径
r 近似于地球半径 R
e
GM e 7.9km / s ∴第一宇宙速度 V1 Re
9了强有力的 理论和实验研究手段,材料的组织、结构及性能的 研究都离不开物理学。
9 .2 .1
材料及其分类
材料是由一定配比的若干相互作用的元素组成 的、具有一定结构层次和确定性质,并能用于制造 器件、设备、工具和建筑物等的物质系统。
材料分类
⑴按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、 有机高分子材料及复合材料,或者分为无机材料和有 机材料。
物理学与高新技术
20世纪以来,物理学的基本概念、基本理论、基本实验 手段和研究方法全方位渗透到技术领域,导致了一系列高新 技术的产生。
高新技术是指基本原理建立在最新科学成就基础上的技 术,是位于科学技术最前沿的综合性技术群,通常包括材料技 术、能源技术、信息技术、空间技术、海洋技术和生物技术。
9.1 物理学与航空航天技术
T Te 23h56min4s
由圆周运动规律可以计算其高度 h 和运行速度 v
GM e m v2 m 2 ( Re h) Re h T 2 ( Re h) e v
h 35786 km
v 3.075 km / s
二、航天器的返回 发射过程是航天器从地面经加速穿过大气层而进 入其运行轨道的过程;而返回过程则是航天器从运行 轨道经减速到达地面的过程。 航天器的返回大致可 分为调姿、制动、过渡、再入及着陆五个阶段。 三、航天飞机 航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面 和近地轨道之间运送人员和货物的飞行器,主要由 轨道器、助推火箭和推进剂外贮箱三个主要部分组 成。
浅析物理学与现代科学技术的关系

浅析物理学与现代科学技术的关系
物理学是自然科学中研究物质运动、物理量的测量和物质之间相互作用及其规律的学科。
现代科学技术是在掌握了一系列物理学原理的基础上,通过实验、观测和推理,对自然界和人类社会进行认识并应用到实际生产和生活中的一种技术和方法。
物理学是现代科学技术的基础和核心。
物理学通过研究物质的性质、运动规律以及相互作用等方面的基本规律,提供了科学发展的基础和指导。
物理学为其他学科的发展提供了理论依据和实验方法。
化学、生物学、地学等学科的研究都离不开对物质微观结构、能量转化、运动规律等物理学原理的理解和运用。
物理学还为工程技术的发展提供了基础和技术支持,如电子、通信、能源等领域的技术都依赖于物理学的成果。
现代科学技术的发展又促进了物理学的进步。
现代科学技术为物理学研究提供了更加先进的实验设备和观测手段,推动了物理学理论的发展。
电子显微镜、加速器、激光等仪器和技术的出现,扩大了对物质微观结构的研究范围,深化了对物质内部运动和相互作用规律的认识。
现代科学技术的发展也为物理学提供了新的应用领域和研究方法,如在材料科学、电子技术、能源等领域的应用,推动了物理学的应用研究。
物理学与现代科学技术的关系是相辅相成的。
一方面,物理学为现代科学技术的发展提供了基础和理论支持;现代科学技术的进步又为物理学的研究提供了更加先进的工具和手段。
通过物理学的研究,人类能够更好地理解自然界和解决实际问题,推动社会的进步和发展。
大学物理课程总结

大学物理课程总结大学物理课程总结大学物理课程总结在大二上学期,我们学习了大学物理这门课程,物理学是一切自然科学的基础,处于诸多自然科学学科的核心地位,物理学研究的粒子和原子构成了蛋白质、基因、器官、生物体,构成了一切天然的和人造的物质以及广袤的陆地、海洋、大气,甚至整个宇宙,因此,物理学是化学、生物、材料科学、地球物理和天体物理等学科的基础。
今天,物理学和这些学科之间的边缘领域中又形成了一系列分支学科和交叉学科,如粒子物理、核物理、凝聚态物理、原子分子物理、电子物理、生物物理等等。
这些学科都取得了引人瞩目的成就。
在该学期的学习中,我们主要学习了以下几个章节的内容:第4章机械振动第5章机械波第6章气体动理论基础第7章热力学基础第12章光的干涉第13章光的衍射第14章光的偏振在对以上几个章节进行学习了之后,我们大致了解了有关振动、热力学、光学几个方面的知识。
下面,我对以上几个章节的内容进行详细的介绍。
第四章主要介绍了机械振动,例如:任何一个具有质量和弹性的系统在其运动状态发生突变时都会发生振动。
任何一个物理量在某一量值附近随时间做周期性变化都可以叫做振动。
本章主要讨论简谐振动和振动的合成,并简要介绍阻尼振动、受迫振动和共振现象以及非线性振动。
在第五章机械波的学习中,我们知道了什么是“波”。
如果在空间某处发生的振动,以有限的速度向四周传播,则这种传播着的振动称为波。
机械振动在连续介质内的传播叫做机械波;电磁振动在真空或介质中的传播叫做电磁波;近代物理指出,微观粒子以至任何物体都具有波动性,这种波叫做物质波。
不同性质的波动虽然机制各不相同,但它们在空间的传播规律却具有共性。
本章一机械波为例,讨论了波动运动规律。
从第六章开始,我们开始学习气体动理论和热力学篇,其中,气体动理论是统计物理最简单、最基本的内容。
本章介绍热学中的系统、平衡态、温度等概念,从物质的微观结构出发,阐明平衡状态下的宏观参量压强和温度的微观本质,并导出理想气体的内能公式,最后讨论理想气体分子在平衡状态下的几个统计规律。
谈物理学的进展高新技术与物理教学

目 频率及与之对应的波长,结果却发现了 许多矛 表和习题均按本文的J序编号) 顷 : 盾:同—种金属,各个教材所提供的数据各不相 教材 1( 包括表 1 表 2 、 、习题 1 和习题 2 )
面 向现代 化 ,面 向世 界 ,面 向未来. 这 “ ” 三
理 论基 础上 的;现 代通 信技术 是建立 在麦 克斯 推 动着物理 学 的发展 ,如物理 中 的复 杂计算 借 助 于计算机技术 ,天 体物理 的研究 借助 于激 光 技术 和现代通信技术 ,反物质 的研究 借助 于航
个 面 向” 的 核 心 是 教 育 要 面 向现 代 化 ,而 面 代化 、教育 内容 的现 代 化 和教育方 法 与手段 的 现代化. 因此 ,物理 学 的教学 思想 、内容 和方 法必 须改革 ,都 应 该 面 向现代化. 一 是要改 变
韦电磁理论 基础上 的等 等. 同时 ,高新 技 术又 向现代 化 的基本 内涵 就 是教 育思想 和 观念 的现
天技术等.可见 , 高新技术使古老的物理学焕
传统教学 的系统、讲 深、讲透 ,严 格 的 “ 递
发青春 ,物理学给现代科学技术铺上坚实的奠 进式”为 “ 渗透式”教学 ,不追求按部就班、 基石 ,两者互 相依存 ,相得 益彰 处 处严谨 、系统 ,而 是允 许跳跃 . 二是物 理学 2 物理教学应让学生了解物理学的新进展 讲 授物理学 的基础 知识 时 ,可 以联 系物理 学发展 的新 课题 、新 成就 以及 由此产 生 的新 技
.
1 ・ 5
物理学与现代高科技

主要内容
一、物理效应及其技术应用 二、几个主要的物理技术系统 三、物理学与现代高新技术 四、物理学与高科技发展的典型案例 五、物理学与高科技发展的回顾与展望
一、物理效应及其技术应用
1、光电效应
光照射到某些物质上,引起物 质的电性质发生变化,也就是 光能量转换成电能。这类光致 电变的现象被人们统称为光电 效应(Photoelectric effect)。
Edwin Hall(1855~1938)
霍尔效应原理
当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂 直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电 势差,这一现象便是霍尔效应。这个电势差也 被叫做霍尔电势差。
一、物理效应及其技术应用
4、 磁电效应
巨磁阻效应GMR (Giant Magneto Resistance) 所谓巨磁阻效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场 作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
其余的到达地球表面, 其功率为8×105亿kW, 太阳每秒钟照射到地球 上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。
太阳能电池:对光有响应并能将光能转换成 电力的器件,如硅、砷化镓等
原理:光→硅原子→电子跃迁→电位差→电流
氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一 种举足轻重的二次能源。
其主要优点有: 燃烧热值高,每千克氢燃烧后的热量,约为汽
物理学与高新技术群体的关系
物理学的发展,促进了技术的发展,引 发了一次又一次的产业革命。现代物理学更 是成为高新科技的基础。
例1、物理学与能源技术
能源危机 (1)太阳能 (2)氢能 (3)原子能
(4)水能
太阳能电池
都与太阳能有密切关系
能源类型 一次能源 二次能源 可再生能源 非再生能源
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我们日常用到的一些电器,象传真机、电饭煲等,通 电时间长了会发热,就是这个道理。 1. 磁 敏
根据半导体的磁电阻率随着磁场强度的增强而加大的
特性,可以制成磁敏传感器。原因是在磁场中,载流子的 运动发生偏转,它从一个电极到另一个电极所走的路程比
起没有磁场时要长。在此常用的材料是锑化铟加 1%镍,
得到锑化铟、锑化镍共晶,还有砷化铟等材料。
1. 超高温(3000℃以上); 2. 超强度( 每平方米2000 kg 以上) ;
3. 超微比重( 每立方厘米1.3 g 以下);
4. 多功能; 5. 无污染(可自毁);
6. 可再生。
随着科学技术的发展,现在具有上述性能的各种材料已 展现在人类面前,并社会生产和生活中日益发挥着重要的作 用。
1. 形状记忆合金 形状记忆合金是一类能“记住”自己形状的奇特金属 材料。当通过处理赋予合金一定形状和变形恢复温度,在 低于变形温度时,合金会相对变软,我们可以在一定范围 内改变合金的形状并使这种改变保持不变。当温度升高到 变形恢复温度以上时,合金会马上恢复到原来形状并可对 外做功。这就是形状记忆效应。 在众多具有形状记忆效应的合金系列中,1963年发现 的钛镍形状记忆合金具有形状记忆特性、相变超弹性、耐 磨耐蚀性、优良的生物相容性等最佳的综合性能,因而在 军工与民用方面得到了最广泛的应用。
陶瓷球阀 除具有金属球阀的绝大多数优点外,更具有 超强的耐腐蚀、耐高温、耐磨损及耐冲蚀等显著特点。广 泛应用于石化、冶金、造纸、电站、炼油等行业的各类酸 碱盐气体、液体、高温蒸汽和泥浆输送系统中。
3. 半导体陶瓷
半导体陶瓷是指导电性能介于导电陶瓷和绝缘介质陶瓷 之间的一类材料,其电阻率介于10-4~10-7之间。这种半导体 的特性与通常单晶(如硅、锗)半导体相比有很大差别。 (1) 半导体陶瓷的化学性质比较复杂,易产生化学计量 比的偏移; (2) 构成半导体陶瓷的氧化物分子多数是离子键,这类 材料中载流子的迁移机理较锗、硅等半导体更为复杂; (3) 半导体陶瓷材料是多晶材料, 存在晶界是其重要特征。 由于晶界的化学、物理特性十分复杂,许多物理效应都 是晶粒界引起。 半导体陶瓷的种类很多,可以制成各种敏感器件。
在电力技术中,采用非晶态合金作为铁芯材料的配电 变压器,其空载损耗可比同容量的硅钢芯变压器降低60% ~ 80%。 非晶态材料是新一代金属功能软磁材料,表面质量优良, 经热处理后各项磁性能均满足要求,该产品的电磁性能达到 了国内先进水平,用于互感器、传感器、开关电源、电源 变压器上,是坡莫合金、铁氧体材料升新换代产品,广泛 用于电子、通讯、航空航天等领域。
湿敏陶瓷 湿度的测量、控制与调节,对于工农业生 产、气象环卫、医疗健康、生物食品、货物储运、科技国防 等领域均具有十分重要的意义。 陶瓷湿度传感器测试范围宽、响应速度快、工作温度高、 耐污染能力强。故湿敏陶瓷成为人们主要研制、开发的湿敏 材料。 湿敏着重研究水分子的附着,似乎简单,其实未必。因 为在感湿过程中,既有化学吸附,又有物理吸附;既要考虑 电子过程,也不能忽视离子导电,在某些场合下,离子电导 还可能起主导作用。 氧化铝 (Al2O3) ,氧化钽 (Ta2O5) 是主要的感湿薄膜,它 们具有响应快、灵敏度高,线形好等特点。
军工应用:热驱动弹簧元件,拉伸、压缩、弯曲元件, 紧固件、网状元件。
记忆合金民用:医学应用、轻工应用(服装、眼镜、
手机天线)、各类阀门弹簧、防伪材料和其它。
这是一件介绍形状记忆合金
的展品。在一定温度下,形状记 忆合金内部的微观结构会发生晶
相转变,宏观就表现为自身形状
的改变。本展品是将形状记忆合 金材料做成片状。
非晶合金是一种厚度极薄,仅0.03mm 厚的导磁材料。 用非晶合金制造的配电变压器,空载损耗较硅钢系列下降 75%,空载电流比S 9下降50%。 高强的韧性、优良的 耐磨性、完美的磁性使其
代替硅钢、坡莫合金和铁
氧体等成为制作变压器铁 芯、互感器、传感器的理
想材料。
二、陶瓷新材料 新型陶瓷是指采用人工合成的高纯超细粉末原料,以精 确选定的组成配合,在严格控制的条件下,经过成型、烧 结和其它处理而制成的具有微细结晶组织的无机材料。新 型陶瓷与传统陶瓷有着本质上的不同,它具有一系列优越 的物理、化学和生物性能,其应用范围是传统陶瓷远远不 能相比的。 陶瓷以电、磁、光、热和力学等性能及其相互转换为主 要特征,在通信、自动控制、集成电路、计算机技术、信 息处理等方面的应用日益普及,在电子技术、红外技术、 光电子技术以及能源、宇航、机器人等尖端领域中,它已 成为不可缺少的重要材料。
13. 1 新 材 料 金属新材料
陶瓷新材料
敏感材料 复合材料
一、金属新材料
材料、能源、信息技术被认为是现代文明的三大支柱, 而材料可以说是人类社会文明大厦的基石。从现代科技发 展史可以看出,每一项重大的新技术发现,往往都依赖于 新材料的发展。所谓新材料是指最近发展或正在发展中的 具有比传统材料更为优异的性能的一类材料。目前世界上 的传统材料已有几十万种,而新材料正以每年大约 5% 的 速度增长。现今全世界已有 800 多万种人工合成的化合物, 而且每年还以25万种的速度递增,其中有相当一部分将成 为新材料。当前所进行的这场新材料技术革命,对材料提 出了前所未有的高要求。 这些要求是:
拉丝机耐磨部件 是无机非金属配件,广泛应用于电 线、电缆、电子等部门的线材生产上。产品表面加工光洁 度高 , 同时本身具有自润滑作用,具有更高的精度,更耐 磨,使用寿命亦可提高数倍。
密封件
该产品可用于冶金、化工、医药、食品、耐
腐蚀泵、汽车、机械行业的密封装置和滑动装置,具有气
密封性好、寿命长等特点。
三、敏感材料 敏感元器件及传感器属于电子装备制造业中的基础类 产品, “七五”期间,我国把机械敏、力敏、气敏、湿敏。 生物敏作为主要研究方向;“九五”和”十五”期间,敏 感元件及传感器成为重点发展的新型特种电子元器件。目 前我国能批量生产或小批量生产的产品涉及光敏、电压敏、 热敏、力敏、气敏、磁敏和湿敏7大类、约3000个品种,应 用领域十分广泛。 智能化、微型化、低功耗、无线传输、便携式将成为 新型传感器的发展方向。 今后几年,传感器市场的产品需求结构将向投资类产 品发展,国内应重点研发的传感技术包括:
压敏半导体陶瓷 是指材料所具有的电阻值,在一定电 流范围内具有非线性可变特性的陶瓷,用这类陶瓷制成的元 器件又称非线性电阻器,它在某一临界电压下电阻值非常高, 几乎无电流流过,当超过临界电压时,电阻急剧变低,随着 电压的少许增加,电流会迅速增大,具有这种特殊非线性特 性的材料包括硅、锗等单晶半导体及 SiC, TiO2 ,BaTiO3 , SrTiO3,ZnO等半导体陶瓷,其中以ZnO半导体陶瓷的特性 最佳。 ZnO压敏电阻器的应用很广,在过电压保护方面是十分 重要的。ZnO 避雷器可以用于由雷电引起的过电压和电路工 作状态突变造成电压过高,使正常运行状态的过电压线路得 到保2) 汽车传感器; (3) 环保传感 器; (4) 工业过程控制传感器; (5) 医疗卫生与食品监测传 感器; (6) 新型敏感材料。
厚膜微压传感器 采用厚膜敏感技术研制的新型传感 器, 其品种涉及力学、湿度、气体、温度、光学等,几乎覆
盖了所有物理化学量传感器。目前, 基于纳米材料及技术进行厚膜敏感 材料及传感器研究已成为国内外传 感技术研究的热点 , 也是新型传感 器研究开发的重要研究方向和基础 技术之一。正和微机械加工技术、 薄膜技术相辅相成,取长补短,有 力地推动着传感技术的发展。
魔力水车
形状记忆合金可以像橡皮筋一样拉伸,但是能够记住初 始形状,拉伸之后一旦加热到一定温度就会变回原来的形状。 它可以用作航天器 上的轻型温度控制 调节器。在太空中 形状记忆合金上的 轻型温度控制调节 器。在太空中形状 记忆合金可以被用 来在航天器发射之 后释放太阳能电池 板。
2. 非晶态合金 非晶态合金是一种高新技术材料,具有卓越的物理、 化学和力学性能,是电力、电子、计算机、通讯等高新技 术领域的关键材料,市场需求大,产业化前景非常广阔, 而且它的发展和应用可带动一批相关领域的技术进步和协 同发展。采用非晶态合金制备的高耐磨音频、视频磁头在 高档录音、录相机中广泛应用;而采用非晶丝复合强化的 高尔夫球杆、钓鱼杆已经面市。 在电子技术中,非晶态合金以其高效、低损耗、高导 磁等优异的物理性能有力促进了电子元器件向高频、高效、 节能、小型化方向的发展,并可部分替代传统的硅钢、坡 莫合金和铁氧体等材料。
半导体气敏陶瓷 人们在研制试验各种陶瓷时,发现 半导体陶瓷作为气敏材料的灵敏度非常高。氧化锡气敏材 料可检测甲烷、乙烷等可燃性气体。氧化铱系材料是测氧 分压最常用的敏感材料。 此外,氧化铁、氧化钨、氧化铝等氧化物都有一定的 气敏特性。它们通过有选择地吸附气体,使半导体的表面 能态发生改变,从而引起电导率的变化,以此确定某种未 知气体及其浓度。目前探测诸如一氧化碳、酒精、煤气、 苯、氢、二氧化硫等气体的气敏陶瓷已经获得了成功。 半导体陶瓷气敏材料在工业上有着极为广阔的应用前 景。如对煤矿开采中的瓦斯进行控制与检测,对煤气输送 和化工生产中管道气体泄漏进行监测等。
厚膜微压传感器
热磁敏感材料 “ 电”是当今社会最重要的动力之一,在我国很多地 区,冬春季节,常常会停电。这主要是由于输电线路结冰 断裂发生故障造成的。在我国南方的广大地区,冬天的气 温大多保持在 0-5摄氏度,输电线路容易结冰。电线上的 冰越结越厚,就会坠断电线,引起停电。我国每年都要为 抢修电线花费大量的人力物力。 首钢冶金研究院的专家们很想解决这个问题。他们找 到了一类被称作“铁磁体”的金属。所谓“铁磁体”就是 可以和磁铁相互吸引的金属的总称。这种材料经过高温处 理之后,作成输电用的缆线。当电流通过的时候,自身会 产生一定的热量,这一反应被称为热磁转化。
2. 压电陶瓷 压电陶瓷是一类晶体物质, 它在受到机械压力时,会产 生压缩或伸长等形状变化。随着形状的变化,这种晶体两面 会产生不同的电荷,这样,当声波作用在压电陶瓷上的时候, 电荷就会变成电讯号。反之,它在交流电压的作用下,又能 一会儿伸长,一会儿缩短,变成振动,产生声音。这种现象 在物理学上叫压电效应,具有这样效应的陶瓷叫压电陶瓷。 1947年,第一个压电陶瓷器件— 钛酸钡拾音器诞生了。 50 年代初, 又一种性能大大优于钛酸钡的压电陶瓷材料 — 锆钛酸铅研制成功。从此,压电陶瓷的发展进入了新的阶 段。用多种元素改进的锆钛酸铅二元系压电陶瓷,以锆钛酸 铅为基础的三元系、四元系压电陶瓷也都应运而生。这些材 料性能优异,制造简单,成本低廉,应用广泛。