新型功能材料介绍演讲或比赛 - ppt
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新型功能材料
（3）红外辐射材料
LOGO
可用于红外伪装和红外诱饵器。 红外伪装的最基本原理是降低和消除目标和背景的辐射差别，以 降低目标被发现和识别的可能性。近红外伪装涂层要求目标与背 景的光谱反射率尽可能接近；中、远红外伪装涂层则一般采用低 发射率涂层材料，以弥补二者的温度差异。 红外诱饵器作为对付红外制导导弹的一种对抗手段，正受到重视。 若采用固体热红外假目标，在表面涂上高发射率涂层，则能提高 诱饵的红外辐射强度，从而提高假目标的有效性。选择不同辐射 频率的材料作成的红外诱饵器可以模拟各种武器装备的红外辐射 特征,更好地发挥红外诱饵假目标的作用。 在航天领域中，航天器用红外辐射涂层是一种高温高发射率涂 层，涂在航天器蒙皮表面上，作为辐射防热结构。
P21/c C2/c P 21 R32 141/a C2221 Fm3m
新型功能材料
(2) 激光玻璃
LOGO
wenku.baidu.com
尽管玻璃中激活离子的发光性能不如在晶体中好，但激光玻璃 储能大，基质玻璃的性质可按要求在很大范围内变化，制造工 艺成熟，容易获得光学均匀的、从直径为几微米的光纤到长达 几微米的玻璃棒和几十厘米的玻璃板，以及价格便宜等特点， 使激光玻璃在高功率光系统、纤维激光器和光放大器，以及其 他重复频率不高的中小激光器中得到了广泛的应用，与激光晶 体一起构成了固体激光材料的两大类，并得到了迅速的发展。
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新型功能材料
红外辐射材料
航空中的红外诱饵器
LOGO
红外夜视仪
感谢您的关注
www.nordridesign.com
Page 8
新型功能材料
一些红外玻璃的成分和性能
名称 硅酸盐玻 璃 化学组分
LOGO
透射波段/μm
光学玻璃
BS37A铝酸盐玻璃
SiO2-B2O3-P2O5-PbO
SiO2-CaO-MgO-Al2O3 CaO-BaO-MgO-Al2O3 SrO-CaO-MgO-BaO-Ga2O3
0.3 ~6.0
1 ~11 1 ~15 1 ~16
感谢您的关注
锗锑硒玻璃
锗磷硫玻璃 砷硫硒碲玻璃
Ge28Sb12Se60
Ge30P10S60 As50S20Se20Te10
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1 ~15
2 ~8 1 ~13
功能转换材料
2.1半导体材料
超晶格结构
LOGO
组分超晶格示意图
掺杂超晶格半导体能带结构
①光学功能材料；
②功能转换材料。
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新型功能材料
LOGO
光学功能材料
功能转换材料
Page 3
新型功能材料
1.1 激光材料
LOGO
激光工作物质分为固体、液体和气体激光工作物质。它们构成的激光 器中固体激光器是最重要的一种，它不但激活离子密度大，振荡频带 宽并能产生谱线窄的光脉冲，而且具有良好的机械性能和稳定的化学 性能。固体激光工作物质又分为晶体和玻璃两种。 大多数激光晶体是含有激活离子的荧光晶体，按晶体的组成分 类， 它们可分为掺杂型激光晶体和自激活激光晶体两类。然而，前者占了 现有激光晶体的绝大部分。
最大浓度 /1021cm-3 3.9 4.4 4.1 5.4 2.6 5.8 3.2
NdxLa1-xP5O14 LiNdxLa1-xP4O12 KNdxGd1-xP4O12 NdxGd1-xAl3(BO3)4 NdxLa1-xNa5(WO4)4 NdxLa1-xP3O9 CsNdxY1-xNaCl5
新型功能材料
Advanced functional materials
新型功能材料
LOGO
能源、信息和材料是现代文明的三大支柱，而材料又是一切技术发展的物 质基础。 功能材料就是在这一前提下发展起来的。而新型功能材料是指新近发展起 来和正在发展中的具有优异性能和特殊功能，对科学技术尤其是对高技术的 发展及新产业的形成具有决定意义的新材料。 下面主要介绍两种新型功能材料。即
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新型功能材料
一维、二维、三维超晶格及状态密度
LOGO
感谢您的关注
www.nordridesign.com
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新型功能材料
半导体陶瓷
LOGO
半导体陶瓷是指导电性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。一般是由一种或数种金属氧化物， 采用陶瓷制备工艺制成的多晶半导体材料。这种材料的基本特征是 具有半导体性质。且多半用于敏感元件，因此也称半导体陶瓷为敏 感陶瓷。 实用的半导体陶瓷种类： ① 主要利用晶体本身性质的负温度系数热敏电阻、高温热敏电阻、氧 化传感器； ② 主要利用晶界和晶粒析出相性质的正温度系数热敏电阻、ZnO系压 敏电阻； 感谢您的关注 www.nordridesign.com ③ 以及主要利用表面性质的各种气体传感器、温度传感器。
0.3 ~3
0.3 ~5 0.3 ~5.5 0.3 ~6.65
非硅酸盐 玻璃类
BS39B铝酸盐玻璃 镓酸盐玻璃
碲酸盐玻璃
三硫化二砷玻璃 硒化砷玻璃 硫属化合 物玻璃类 20号玻璃
BaO-ZnO-TeO3
As40S60 As38.7Se61.3 www.nordridesign.com Ge33As12Se55
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新型功能材料
晶体 空间群 最邻近的 阳离子数 8 8 8 6 8 8 6
Page 5
LOGO
波长 /μm 1.051 1.048 1.052 1.064
寿命/μs 寿命比 x=0.01 320 325 275 50 220 375 4100 x=1.0 115 135 100 19 85 5 1230 2.78 2.41 2.75 2.63 2.59 75 3.33
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（3）红外辐射材料
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可用于红外伪装和红外诱饵器。 红外伪装的最基本原理是降低和消除目标和背景的辐射差别，以 降低目标被发现和识别的可能性。近红外伪装涂层要求目标与背 景的光谱反射率尽可能接近；中、远红外伪装涂层则一般采用低 发射率涂层材料，以弥补二者的温度差异。 红外诱饵器作为对付红外制导导弹的一种对抗手段，正受到重视。 若采用固体热红外假目标，在表面涂上高发射率涂层，则能提高 诱饵的红外辐射强度，从而提高假目标的有效性。选择不同辐射 频率的材料作成的红外诱饵器可以模拟各种武器装备的红外辐射 特征,更好地发挥红外诱饵假目标的作用。 在航天领域中，航天器用红外辐射涂层是一种高温高发射率涂 层，涂在航天器蒙皮表面上，作为辐射防热结构。
P21/c C2/c P 21 R32 141/a C2221 Fm3m
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(2) 激光玻璃
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尽管玻璃中激活离子的发光性能不如在晶体中好，但激光玻璃 储能大，基质玻璃的性质可按要求在很大范围内变化，制造工 艺成熟，容易获得光学均匀的、从直径为几微米的光纤到长达 几微米的玻璃棒和几十厘米的玻璃板，以及价格便宜等特点， 使激光玻璃在高功率光系统、纤维激光器和光放大器，以及其 他重复频率不高的中小激光器中得到了广泛的应用，与激光晶 体一起构成了固体激光材料的两大类，并得到了迅速的发展。
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一些红外玻璃的成分和性能
名称 硅酸盐玻 璃 化学组分
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透射波段/μm
光学玻璃
BS37A铝酸盐玻璃
SiO2-B2O3-P2O5-PbO
SiO2-CaO-MgO-Al2O3 CaO-BaO-MgO-Al2O3 SrO-CaO-MgO-BaO-Ga2O3
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功能转换材料
2.1半导体材料
超晶格结构
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组分超晶格示意图
掺杂超晶格半导体能带结构
①光学功能材料；
②功能转换材料。
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功能转换材料
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1.1 激光材料
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激光工作物质分为固体、液体和气体激光工作物质。它们构成的激光 器中固体激光器是最重要的一种，它不但激活离子密度大，振荡频带 宽并能产生谱线窄的光脉冲，而且具有良好的机械性能和稳定的化学 性能。固体激光工作物质又分为晶体和玻璃两种。 大多数激光晶体是含有激活离子的荧光晶体，按晶体的组成分 类， 它们可分为掺杂型激光晶体和自激活激光晶体两类。然而，前者占了 现有激光晶体的绝大部分。
最大浓度 /1021cm-3 3.9 4.4 4.1 5.4 2.6 5.8 3.2
NdxLa1-xP5O14 LiNdxLa1-xP4O12 KNdxGd1-xP4O12 NdxGd1-xAl3(BO3)4 NdxLa1-xNa5(WO4)4 NdxLa1-xP3O9 CsNdxY1-xNaCl5
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能源、信息和材料是现代文明的三大支柱，而材料又是一切技术发展的物 质基础。 功能材料就是在这一前提下发展起来的。而新型功能材料是指新近发展起 来和正在发展中的具有优异性能和特殊功能，对科学技术尤其是对高技术的 发展及新产业的形成具有决定意义的新材料。 下面主要介绍两种新型功能材料。即
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半导体陶瓷
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半导体陶瓷是指导电性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。一般是由一种或数种金属氧化物， 采用陶瓷制备工艺制成的多晶半导体材料。这种材料的基本特征是 具有半导体性质。且多半用于敏感元件，因此也称半导体陶瓷为敏 感陶瓷。 实用的半导体陶瓷种类： ① 主要利用晶体本身性质的负温度系数热敏电阻、高温热敏电阻、氧 化传感器； ② 主要利用晶界和晶粒析出相性质的正温度系数热敏电阻、ZnO系压 敏电阻； 感谢您的关注 www.nordridesign.com ③ 以及主要利用表面性质的各种气体传感器、温度传感器。
0.3 ~3
0.3 ~5 0.3 ~5.5 0.3 ~6.65
非硅酸盐 玻璃类
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碲酸盐玻璃
三硫化二砷玻璃 硒化砷玻璃 硫属化合 物玻璃类 20号玻璃
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新型功能材料
晶体 空间群 最邻近的 阳离子数 8 8 8 6 8 8 6
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波长 /μm 1.051 1.048 1.052 1.064
寿命/μs 寿命比 x=0.01 320 325 275 50 220 375 4100 x=1.0 115 135 100 19 85 5 1230 2.78 2.41 2.75 2.63 2.59 75 3.33
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