第一章 功能材料与功能设计
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例如，通过高分子结构设计和官能团设计，在高分子结 构中引入感光功能基团，从而合成出感光高分子材料。合成 可供选择的措施有：共聚合、接技聚合、嵌段聚合、界面缩 聚、交联反应、官能团引入、模板聚合、管道聚合、交替共 聚以及用高聚物作支持体的聚合等。
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(2)通过特殊加工赋予材料以功能特性
这种方法又称为物理方法。例如： 高分子材料通过薄膜化制作偏振光膜、滤光片、电磁传感 器、薄膜半导体、薄膜电池、接点保护材料、防蚀材料等，尤 其是在超细过滤、反渗透、精密过滤、透析、离子交换等方面 取得了广泛的应用。 高分子材料纤维化可用于二次电子倍增管或作离子交换纤维。 对于高分子材料来说，最引人注目是塑料光纤的开发应用。
为稀疏的分枝状结构，以满足待定的使用要求。 无水氧化物具有可以控制微孔尺寸、微孔体积、 折射率和化学性质的特点。这对于高技术的应用是 有利的。
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快淬快凝技术
通过快淬快凝工艺可以得到在常规条件下的亚稳相。 亚稳相可以是材料的使用状态，也可能是为得到好性能的 中间状态。 在自然界中，亚稳相是很常见的。从亚稳相到平衡态 的转变不少情况下是非常缓慢的。因此，实际上可以把亚 稳状态的材料看作是平衡态来使用。材料学家利用这种动 力学差别而设计并加工制造了许多非平衡材料，扩大了可 获得有用材料的范围。
功能高分子材料功能设计的主要途径如下： (1)通过分子设计合成新功能。 (2)通过特殊加工赋予材料以功能特性 (3)通过两种或两种以上的具有不同功能或性能的材料复合 获得新功能。 (4)通过对材料进行各种表面处理以获得新功能。
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(1)通过分子设计合成新功能
分子设计包括高分子结构设计和官能团设计， 它是使高分子材料获得具有一定化学结构的本征 性功能特征的主要方法，因而又称为化学方法。
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(2)根据功能的要求设计合适的加工工艺
无机非金属功能材料的加工工艺根据所需功能的不同， 有的采用普通的无机非金属材料加工工艺，有的采用特殊 的加工工艺。 不同的加工工艺可以得到不同功能的无机非金属功能
材料。因此，控制合适的加工工艺对无机非金属功能材料
的制造是非常重要的。
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三、高分子功能材料设计
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(3)通过具有不同功能或性能的材料复合获得新功能。
例如借助纤维复合、层叠复合、细粒复合、骨架复合、 互穿网络等方法。 关于这方面的理论，近年来还提出了所谓复合相乘效应 公式。即如A组分具有X/Y功能(即对材料施加X作用，可得 Y效应，例如加压生电)，B组分有Y/Z功能，则复合之后可
产生(X/Y)＊(Y/Z)＝X/Z的新功能。根据这个原理，已试制
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(5)新形态和新概念功能材料
液晶材料、非晶态材料、梯度材料、纳米材料、 非平衡材料、MOFs材料(见事例)等。
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目前，从国内外功能材料的研究动态看，功能
材料的发展趋势可归纳为如下几个方面：
①开发高技术所需的新型功能材料，特别是尖
端领域(如航空航天、分子电子学、高速信息、新能
源、海洋技术和生命科学等)所需和在极端条件下(如 超高压、超高温、超低温、高烧蚀、高热冲击、强 腐蚀、高真空、强激光、高辐射、粒子云、原子氧 和核爆炸等) 工作的高性能功能材料。
相联系。正是这两门基础科学为新兴学科——功能材
料科学的发展奠定了基础，从而也推动了功能材料的 研究和应用。它们把功能材料推进到功能设计的时代。
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所谓功能设计，就是赋予材料以一次功能或 二次功能特性的科学方法。有人认为21世纪将逐
渐实现按需设计材料。
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二、无机非金属功能材料设计
无机非金属功能材料的主要代表是功能玻璃和 功能陶瓷。无机非金属功能材料进行功能设计的方 法主要有以下两种： (1) 根据功能的要求设计配方。
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1.7 功能材料的的现状和展望
现已开发的以物理功能材料最多，主要有： (1)单功能材料
(2)功能转换材料
(3)多功能材料
(4)复合和综合功能材料
(5)新形态和新概念功能材料
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(1)单功能材料
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、储热材料、隔热材料、隔
声材料、发声材料、发光材料、激光材料、红外材
机械产品结构件的材料；
功能材料则主要是具有特殊的物理、化学或其他
性能，并主要用来制造具有特定功能元件、器件和产
品的材料。
新材料发展重点已经从结构材料转向功能材料。
功能材料被誉为--2l世纪人类文明的重要支柱
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1.2 功能材料的定义
功能材料可以定义为：具有优良的光学、电 学、磁学、热学、声学、力学、化学和生物学功
料、光信息材料等。
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(2)功能转换材料
压电材料、光电材料、热电材料、磁光材料、
声光材料、电光材料、电（磁）流变材料、磁致伸
缩材料等。
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(3)多功能材料
降噪材料、三防（防热、防激光和防核）材料、
耐热密封材料、电磁材料等。
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(4)复合和综合功能材料
形状记忆材料、传感材料、智能材料、显示材料、 分离功能材料等。
高压、高真空、失重等)条件下制备的方法、复合及杂化、
晶须及大单晶制备法等等。这些方法的发展与使用加快了
新品种的开发和质量的提高。
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溶胶—凝胶方法
在溶胶—凝胶方法中，常是把含有Si、A1、Ti、B等网络
形成元素的烃氧化物作为母体，以添加碱或酸作催化剂，在酒
精溶液中使烃氧化物水解、浓聚而形成［ — M —Ｏ— M—］ 链的无机氧化物网络。
④电功能。如导电性、超导性、绝缘性和电阻等。
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⑤磁功能。如硬磁性、软磁性、半硬磁性等。 ⑥光功能。如遮光性、透光性、折射光性、反射光性、吸 光性、偏振光性、分光性、聚光性等。
⑦化学功能。如吸附作用、气体吸收性、催化作用、生物
化学反应、酶反应等。
⑧其他功能。如放射特性、电磁波特性等。
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Ｂ、二次功能
出温度自控塑料发热体等一批新型复合功能高分子材料。
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(4)通过对材料进行各种表面处理以获得新功能
将上述各种方法的适当组合就可以设计得
到所需要的各种功能材料。功能材料的设计是
当代材料技术的重大成就之一。
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第四节 制备功能材料常用的新方法
用于功能材料制备的新方法很多。例如：快速凝固、 镀膜、超晶格、机械合金化、溶胶—凝胶、极限(极高温、
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第二节 功能设计的原理和方法
下图为材料显示功能的示意图。
输 入
材 料
输 出
材料的功能显示过程是指向材料输入某种能量，经过材料 的传输或转换等过程，再作为输出而提供给外部的一种作用。
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功能材料按其功能的显示过程又可分为
一次功能材料和二次功能材料。
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Ａ、一次功能
当向材料输入的能量和从材料输出的能量
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(1)功能材料学
研究功能材料的成分、结构、性能、
应用及其相互关系，在此基础上，研究功
能材料的设计和发展途径。
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(2)功能材料工程学
研究功能材料的合成、制备、提纯、 改性、储存及使用的技术和工艺。
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(3)功能材料的表征和测试技术
研究一般通用的理化测试技术在功 能材料上的应用及各类特征功能的测试 技术和表征。
(2)
根据功能的要求设计合适的加工工艺。
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(1) 根据功能的要求设计配方
无机非金属功能材料的配方比较复杂，每种不同功能 的无机非金属功能材料采用不同的配方。 无机非金属功能材料所含的材质决定了无机非金属功 能材料的宏观性能。 比如功能玻璃包括微晶玻璃、激光玻璃、半导体玻璃、 光色玻璃、生物玻璃等。
属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的
作用。材料的这种功能称为一次功能。
以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。
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一次功能主要有下面的八种。 ①力学功能。如惯性、粘性、流动性、润滑性、成型性、 超塑性、恒弹性、高弹性、振动性和防震性。 ②声功能。如隔音性、吸音性。 ③热功能。如传热性、隔热性、吸热性和蓄热性等。
效应等。
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④机械能与其他形式能量的转换。
如形状记忆效应、热弹性效应、机械化学效应、 压电效应、电致伸缩、光压效应、声光效应、 光弹性效应和磁致伸缩效应等。
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无论哪种功能材料，其能量传递过程或者能量转 换形式所涉及的微观过程都与固体物理（原子层次， 共同规律性）和固体化学（分子层次，特性、个性）
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已提出的新工艺有激光加工、离子注入、等
离子技术、分子束外延、电子和离子束沉积、固
相外延、精细刻蚀、生物技术及在特定条件下(如
高温、高压、低温、高真空、微重力、强电磁场、
强辐射、急冷和超净等)的工艺技术。
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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，特别是尖端领域和民用高技术领域，并 将成熟的研究成果迅速推广，以形成生产力。
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①光能与其他形式能量的转换
如光合成反应、光分解反应、光化反应、
光致抗蚀、化学发光，感光反应，光致伸缩，
光生伏特效应和光导电效应。
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②电能与其他形式能量的转换
如电磁效应、电阻发热效应、热电效应、光电效应、
场致发光效应、电化学效应和电光效应等。
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③磁能与其他形式能量的转换
如光磁效应、热磁效应、磁冷冻效应和磁性转变
①综合运用现代先进的科学技术成就，多学 科交叉，知识密集； ②品种较多，生产规模一般比较小，更新换 代快，技术保密性强； ③需要投入大量的资金和时间，存在相当大 的风险，但一旦研究开发成功，则成为高技术、 高性能、高产值和高效益的产业。
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功能材料的设计和应用前景
功能材料的设计和应用前景随着科技的不断进步和人类对材料的认识不断加深，材料科学的范围已经不再局限于常见的金属、塑料和木材等物质，越来越多独特的材料也被人们所研究和应用。
其中，功能材料是一类受到广泛关注的材料，由于它的特殊性能和广阔的应用前景，功能材料的设计和研究成为了当今材料科学的热点之一。
一、功能材料的介绍功能材料是指具备特定功能的材料，它能够通过化学、物理、电子等有效途径来实现自身的设计目的。
这种材料相比于传统的材料，具备复杂的化学、物理和电子学特性，不仅在材料本身具有优异的特性，而且能承担更广泛的应用和技术开发任务。
因此，功能材料已经成为各个领域得到广泛关注和应用的必要材料之一，从新材料、绿色能源到环境治理和医疗等多个领域都有其应用，具有非常重要的科研和经济价值。
二、功能材料的设计功能材料的设计是尤其重要的。
采用合适的制备流程、材料合成方法和化学调节手段，可以使功能材料具备高效性能和良好的使用寿命，从而满足不同领域的需求。
制备流程是功能材料研究中的关键环节，可以通过选择不同的制备方法，对材料进行单层控制，实现常规材料所无法实现的高效性、特殊性和可控性。
例如，利用水滑石和石墨烯的制备技术，研发出了具备优异的电学性能和高效催化功能的二维材料。
此外，在功能材料的设计中，材料的结构和表面形貌也成为了重要的研究对象。
不同形态的材料不同的表面形态会影响其反应性质，通过优化结构设计，可以实现更高性能的制备。
例如，纳米片、纳米线、具有特殊形态的金属纳米颗粒等，这些高度结构化的材料成为目前最具有潜力的新型功能材料。
三、功能材料的应用前景功能材料的应用前景广泛，可以在生物医学、能源储存、传感器、信息显示和新型材料等领域发挥重要作用。
在新型材料中，二维和三维结构功能材料的制造被广泛研究。
例如，利用二维分子沉积方法，可以获得大量一维和二维可调制材料，有望用于制造较高性能的电子和光电器件。
而通过将多个不同功能的材料进行组合，则可以制造出更高级别的列宁木。
功能材料课程设计
功能材料课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生了解和掌握功能材料的基本概念、性质和应用，提高学生的科学素养和实际应用能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解功能材料的基本概念、分类和特点；掌握功能材料的主要性质，如导电性、磁性、光学性质等；了解功能材料在生活和科技领域中的应用。
2.技能目标：学生能够通过实验、观察和分析，掌握功能材料的制备方法和性能测试技巧；能够运用所学知识解决实际问题，如设计简单的功能器件、评估功能材料的应用前景等。
3.情感态度价值观目标：学生通过对功能材料的学习，增强对科学研究的兴趣和好奇心，培养创新精神和团队合作意识；认识到功能材料在现代科技发展中的重要性，树立可持续发展的观念。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.功能材料的基本概念和分类：介绍功能材料的定义、特点和分类，如导体、半导体、绝缘体、磁性材料等。
2.功能材料的性质：详细讲解功能材料的导电性、磁性、光学性质等，并通过实验演示和观察，使学生能够深刻理解这些性质。
3.功能材料的制备和性能测试：介绍功能材料的常用制备方法，如化学合成、物理沉积等，以及性能测试的基本原理和实验操作。
4.功能材料的应用：分析功能材料在电子、光电子、能源、生物等领域的应用实例，使学生了解功能材料在实际生活中的重要作用。
5.功能材料的发展趋势：介绍功能材料的研究现状和未来发展趋势，激发学生的创新思维和科研兴趣。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行：1.讲授法：教师通过讲解功能材料的基本概念、性质和应用，使学生掌握相关知识。
2.实验法：学生进行功能材料的制备和性能测试实验，增强学生的实践操作能力和科学素养。
3.案例分析法：分析功能材料在实际生活中的应用案例，培养学生解决实际问题的能力。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和研究成果，提高学生的沟通能力和团队合作意识。
5.互动式教学：鼓励学生提问、发表观点，教师及时解答和引导，增强课堂的生动性和趣味性。
功能材料第一章功能材料概论PPT
焊接加工
通过熔融连接将两个材料连接在一起，适用于金 属材料的连接。
表面处理技术
表面涂层技术
通过涂覆一层或多层涂层来改变 材料表面的性质，以提高耐腐蚀 、抗氧化、耐磨等性能。
表面改性技术
通过物理或化学手段改变材料表 面的化学成分、晶体结构和表面 形貌等性质，以提高表面硬度、 降低摩擦系数等性能。
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环保化
随着环保意识的提高，功能材料的生产和使用需要更加注 重环保，如使用可再生资源、降低能耗和排放等。
智能化
功能材料正朝着智能化方向发展，如智能材料、自适应材 料等，这些材料能够根据环境变化做出响应，具有很高的 应用价值。
复合化
多种材料的复合使用已成为一种趋势，通过不同材料的组 合，可以获得单一材料无法达到的综合性能。
未来发展方向
01
新材料研发
不断探索和研发新的功能材料，提 高其性能和应用范围。
环保化发展
注重功能材料的环保性能，推动其 可持续发展。
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02
智能化发展
加强功能材料的智能化研究，开发 更多具有智能响应的材料。
复合化发展
加强多种材料的复合研究，获得更 多具有综合性能的材料。
04
THANKS
感谢观看
环保领域
总结词
功能材料在环保领域的应用主要涉及空气净化、水处理、土 壤修复等方面。
详细描述
功能材料如吸附剂、催化剂、光催化剂等，能够有效降低污 染物排放和提高环境质量，对于解决全球环境问题具有重要 意义。
05
功能材料的发展趋势与挑战
发展趋势
高性能化
随着科技的不断进步，对功能材料的性能要求也越来越高 ，如更高的强度、硬度、耐热性、耐腐蚀性等。
1.功能材料概论
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一般认为，新材料有晶须材料、非晶材料、 一般认为，新材料有晶须材料、非晶材料、超 材料 材料 塑性合金、形状记忆材料、功能陶瓷、功能有机材 塑性合金、形状记忆材料、功能陶瓷、功能有机材 材料 陶瓷 材料、 材料等。 超导材料 碳纤维、能量转换材料等 料、超导材料、碳纤维、能量转换材料等。 新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料 新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。 已经从结构材料转向功能材料。
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2、电学功能材料 例：防静电材料 磁带、 3、磁学功能材料 例：磁带、磁盘 音响设备、 4、声学功能材料 例：音响设备、仪器 高结晶材料、 5、力学功能材料 例：高结晶材料、超高强材料 显示、 6、热学功能材料 例：显示、测量 7、化学功能材料 分离功能材料 分离膜、 ①分离功能材料 例：分离膜、离子交换树脂 反应功能材料 高分子试剂、 ②反应功能材料 例：高分子试剂、高分子催化剂 生物功能材料 固定化酶、 ③生物功能材料 例：固定化酶、生物反应器 人工肾、 8、生物医学功能材料 例：人工肾、人工心肺 9、核功能材料
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1.1.3 功能材料的分类
目前主要是根据材料的物质性、或功能性、 目前主要是根据材料的物质性、或功能性、应用性 材料的物质性 进行分类。 进行分类。 （一）根据材料的物质性进行分类 1、金属功能材料 、 2、无机非金属功能材料 、 3、有机功能材料 、 4、复合功能材料 、
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（二）根据材料的功能性进行分类 按照材料的物理化学功能进行分类： 按照材料的物理化学功能进行分类： 1.光学功能材料 按在具体应用中所发挥的效能和作用） 光学功能材料（ 1.光学功能材料（按在具体应用中所发挥的效能和作用） 磷酸二氢钾、硫化锌、 ①非线性光学材料 例：磷酸二氢钾、硫化锌、碘酸钾 ②发光材料 例：高效稀土发光材料 尖晶石、 ③红外光学材料 例：尖晶石、蓝宝石 卤化银、 ④感光材料 例：卤化银、CdS等 等 红宝石、 ⑤激光材料 例：红宝石、氟化物晶体 半导体、磁性体、 ⑥光电功能材料 例：半导体、磁性体、电介质材料 ⑦声光功能材料 例：PbMoO4、TeO2、用于制造调制器等 、 、 ⑧磁光材料 例：尖晶石铁氧体 碲合金、 ⑨光记录材料 例：碲、碲合金、稀土类合金
第一章功能材料概论-哈工大版PPT课件
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考虑到上述各种因素之后，有人提出材 料应该定义为：
人类社会所能够接受的经 济地制造有用器件的物质
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2、 材料科学及其发展
第一代（天然材料）：自然界的矿物、植物以及动物 第二代（烧炼材料）：烧结：砖瓦、陶瓷、玻璃、水泥；
功能材料概论
Introduction to Functional Materials
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课程简介
课程性质：专业基础课
先修课程：无机化学，物理化学，高分子化学，高分子物理
总 学 时： 36学时
教 材：《功能材料概论》殷景华 王雅珍等编
参 考 书： 现代功能材料及其应用—郭卫生, 汪济奎 功能材料学——周馨我 新型功能材料—— 贡长生，张克立
课程内容： 1．功能材料的科学基础
2．金属功能材料
3．无机非金属功能材料
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4．功能高分子材料
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第一章 绪 论
现代文明的三大支柱-----能源、信息和材料。 材料是一切技术发展的物质基础。
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一、材料科学及其发展
1、 什么是材料？
材料是可以用来制造有用的构件、器 件或物品的物质。师昌绪主编：《材料大辞典》
冶炼：铜铁 第三代（合成材料）：20世纪初出现化工产品，塑料、
橡胶、纤维等已广泛用于生活。 第四代（可设计材料）：前三代为单一产品，于是根据需
要设计特殊性能的材料。例20世 纪40年代的复合材料 第五代智能材料： 近三、四十年研制的新型功能材料， 例记忆合金等。
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什么是功能材料
什么是功能材料功能材料是一种根据特定需求调整结构和性能的材料。
它们被广泛应用于各种领域，包括电子、医疗、航空航天、能源等。
功能材料的设计和制备旨在实现特定的功能或性能，例如导电、光学、阻尼、耐磨、高温耐性等。
功能材料的设计和制备通常包括下列步骤：1. 选择合适的基础材料：基础材料通常是能够满足基本要求的材料，如金属、陶瓷、高分子等。
根据具体的功能需求，选择适合的基础材料是功能材料设计的第一步。
2. 调整材料结构：改变材料的结构可以改变其性能。
通过调整晶体结构、微观结构或多孔结构，可以获得所需的性能。
例如，在材料的表面形成纳米结构可以增加其表面积和反应活性。
3. 添加功能性组分：通过添加特殊的化合物或材料，可以赋予基础材料特定的功能。
例如，添加导电粉末可以使非导电材料具有导电性；添加发色剂可以改变材料的颜色；添加纳米颗粒可以提高材料的机械性能等。
4. 调整材料处理和制备方法：不同的材料处理和制备方法可以对材料的结构和性能产生显著影响。
例如，通过改变烧结温度和烧结时间，可以控制陶瓷材料的致密度和硬度；通过不同的溶剂和溶液浓度，可以控制高分子材料的分子结构和力学性能。
功能材料的应用非常广泛。
在电子领域，功能材料用于制造电池、光伏电池、导电薄膜等；在医疗领域，功能材料用于制造人工关节、植入器械、生物传感器等；在航空航天领域，功能材料用于制造高温材料、轻质材料等；在能源领域，功能材料用于制造电池、催化剂等。
总之，功能材料是根据特定需求调整结构和性能的材料。
它们的设计和制备需要选择适当的基础材料、调整材料结构、添加功能性组分以及调整材料处理和制备方法。
功能材料在电子、医疗、航空航天、能源等领域具有广泛的应用潜力。
功能材料概论
例如，通过高分子结构设计和官能团设计，在高分子结 构中引入感光功能基团，从而合成出感光高分子材料。合成 可供选择的措施有：共聚合、接技聚合、嵌段聚合、界面缩 聚、交联反应、官能团引入、模板聚合、管道聚合、交替共 聚以及用高聚物作支持体的聚合等。
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(2)通过特殊加工赋予材料以功能特性
这种方法又称为物理方法。例如： 高分子材料通过薄膜化制作偏振光膜、滤光片、电磁传感 器、薄膜半导体、薄膜电池、接点保护材料、防蚀材料等，尤 其是在超细过滤、反渗透、精密过滤、透析、离子交换等方面 取得了广泛的应用。 高分子材料纤维化可用于二次电子倍增管或作离子交换纤维。 对于高分子材料来说，最引人注目的是塑料光纤的开发应用。
功能材料学概论-----马如璋 蒋民华 （冶金工业出版社,1999） 功能金属材料------ 王正品 （化学工业出版社，2004年）
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第一章 电性材料
目录
第二章 磁性材料
第三章 超导材料
第四章 膨胀材料和弹性材料
第五章 储氢合金
第六章 非晶态合金
第七章 形状记忆材料
第八章 其他功能材料
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功能材料授课内容
第一章：电性材料
金属的导电理论。金属的热电性。电学性能与微观结构之间的关系。电性材料
第二章磁性材料
磁学理论基础。金属软磁材料。金属永磁材料。磁致伸缩材料。铁氧体磁性材料
第三章超导材料
超导体的基本性质。超导材料的发展。超导材料的应用
第四章膨胀材料和弹性材料
膨胀合金。弹性合金
第五章储氢合金
储氢材料原理。储氢合金分类及开发现状。储氢材料的应用
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(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。
功能材料器件及其工作原理
功能材料器件及其工作原理功能材料器件是指利用特定的功能材料或结构设计制造的，具有特定功能的器件。
它们可以利用材料的特性实现调控、传感、变换、存储等功能，广泛应用于电子、信息、光电、生物医药等领域。
功能材料器件的工作原理通常基于材料的特殊性质和结构设计，为实现其特定功能提供了理论支撑。
一、热敏电阻热敏电阻是一种温度敏感的电阻器件，其电阻值随温度的变化而变化。
它的工作原理是基于材料在不同温度下电阻率的变化。
通常采用氧化锡、锰铜、铁铬铝等材料制成。
当温度升高时，热敏材料的电阻值下降，反之则上升。
热敏电阻广泛应用于温度传感、温度控制等领域。
二、光敏电阻光敏电阻属于光电传感器，其电阻值与光照强度呈负相关关系。
其工作原理是基于材料对光的敏感性，通常采用硒化镉、硫化铅、铟化铬等材料制成。
当受到光照时，光敏材料的电阻值下降；光照减弱时，电阻值上升。
光敏电阻可用于光控开关、光敏传感器等应用。
三、压敏电阻压敏电阻是一种压力敏感的电阻器件，其电阻值随受到的机械压力变化而变化。
其工作原理是基于压敏材料在受力作用下电阻值的变化，通常采用氧化锌、硅橡胶、聚合物等材料制成。
当受到机械压力时，压敏材料的电阻值下降，反之则上升。
压敏电阻广泛应用于压力传感、触摸屏、开关等领域。
四、磁敏电阻磁敏电阻是一种磁场敏感的电阻器件，其电阻值随外界磁场的变化而变化。
其工作原理是基于磁敏材料对磁场的敏感性，通常采用氧化铁、镍铁合金、磁敏电阻薄膜等材料制成。
当受到外界磁场作用时，磁敏材料的电阻值发生变化。
磁敏电阻广泛应用于磁场传感、地磁导航、磁存储等领域。
功能材料器件是利用特定功能材料设计制造的具有特定功能的器件。
热敏、光敏、压敏和磁敏电阻是功能材料器件的代表，它们的工作原理基于材料特性及结构设计。
这些器件在温度传感、光控开关、压力传感等领域都有重要应用，为现代科技发展提供了重要支持。
《功能材料》教学大纲-(修改稿)
《功能材料》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程名称（中/英文）：功能材料/ Functional Materials2、课程性质：专业限选课3、周学时/学分：4/24、授课对象：应用化学二、课程简介功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等，起着重要的作用。
本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况，以及相关结构与性能和应用情况。
三、教学目的与基本要求(注：必须明确要达到的知识、能力要求)使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点，掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途；使学生既有坚实的功能材料物理基础，又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。
通过本课程学习，使学生对典型功能材料，如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解，掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。
要求学生能够在识记的基础上，较好地理解所学内容，全面正确地掌握基本概念、基本原理，并且能够进行简单分析和判断。
以学生为中心，在不断扩充奠定学生材料知识基础上，使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力，培养他们的学习兴趣，分别以自我和群组的方式不断学习，主动关心认识周围世界的材料，喜欢材料的世界，有为创造、改良和完善材料而努力的意愿，从而形成一段有意义的学习经历。
四、教学进度表五、考核方式和成绩评定办法1、考核方式：资料查阅、专题分组讨论报告、开卷考、总结报告、闭卷考2、成绩评定办法：平时作业及课程参与、资料查阅及分组讨论、期中考核、课程小结报告、期末考核成绩分别为15%、10%、20%、15%、40%.六、正文第一章绪论（教学时数2）教学目的：本章主要是简要介绍功能材料的发展、分类，以及新型功能材料的研究进展。
讨论分析六大类新型功能材料的发展现状和功能材料的分类。
2015 AFM ch1 功能材料概论资料
⑤磁功能：硬磁性(记录介质)、软磁性（磁头等）等。
⑥光功能：透光、反折射光、吸光、偏振光、聚光性等 ⑦化学功能：吸附、催化、生化反应、酶反应等 ⑧其他功能：如放射特性、电磁波特性等。
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Ｂ、二次功能：输入能量 和输出能属于不同形式， 材料起能量转换作用, 这种功能称二次功能或高次功能 有人认为这种材料算真正功能材料。 二次功能可分为四类：
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⑥性能不同用途不同——功能材料与结构材料最大区别
⑦一般，功能单一、但功能突出
⑧生产规模小、更新快、技术保密性强
⑨高投入、高风险，成功，则高产值、高效益产业。
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2、功能材料的分类
属于材料大类的一支。
同时与材料的分类相对应，种类繁多，无统一
分类标准，出发点不同，分类方法不同：
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按材料的种类分类
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按功能显示过程分：一次功能材料和二次功能材料。 Ａ、一次功能：输入能量 和输出能量属于同种形式， 材料起到能量传输作用。 这时材料又称载体材料。
一次功能主要有八种： ①力学功能：粘、润滑、超塑、高弹、防震性等。
②声功能：隔音、吸音性等。
③热功能：传热、隔热、吸热、蓄热性等。 ④电功能：导电、超导性、绝缘、电阻等。
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4、材料学角度分类
结构材料(structural material)：主要利用其保持形状和结构 不变能力。如：制造工具、机械、车辆、房屋、桥梁、铁路、
封装材料等。注：结构材料对物理、化学性能有一定要求，
如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。（例支撑件、 连接件、传动件、紧固件）
功能材料(functional material)：通过某一作用（光、电、磁、 力、热、声、化学、生物等）具有特定功能（由美国Bell Lab. J. A. Morton在1965年提出并受到普遍接受）。也叫特 种材料(Speciality mater)或精细材料(Fine mater).