智能材料论文：智能无机非金属材料
无机非金属材料的应用前景及意义论文
无机非金属材料的应用前景及意义论文关于《无机非金属材料的应用前景及意义论文》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。
篇一：无机非金属材料的应用前景及意义摘要无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料一的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。
无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。
在材料学飞速发展的今天，无机非金属材料有广阔的应用前景和良好的就业形势。
关键字无机非金属，材料，方向，前景，智能1无机非金属材料的特点无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。
无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。
在晶体结构上，无机非金属的晶体给构远比金属复杂，并且没有自由的电子。
具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。
这种化学键所特有的高键能、高键强赋与这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
2无机非金属材料的分类无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，因此，还没有一个统一而完善的分类方法。
通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。
普通无机非金属材料的特点是:耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。
此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。
智能材料论文
智能材料摘要：材料的智能化代表了材料科学发展的最新方向，智能材料的研究主要是依照仿生学方法，采用各种先进复合技术，实现复杂材料体系的多功能复合，并最终实现材料智能能化和器件集成化，文章在简要介绍有关材料概念的基础上，又介绍了智能材料的出现、特征、功能和成果及其对社会的重要性。
关键词：智能材料；应用智能材材料是一种能通过系统协调材料内部各种功能并对时间、地点和环境作出反应和发挥功能作用的材料。
智能材材料是不同于传统的结构材料和功能材料的全新材料概念，它模糊了两者的界限，实现结构功能化，功能多样化，是一个逐渐兴起的并很快会成为主流的材料学分枝。
对于智能材料我结合自己听课的内容及网上资料的查阅写下对智能材料的认识。
（一）智能材料的出现。
智能材料的构想来源于仿生学，它的目标就是想研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。
因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。
但是现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。
这就使得智能材料的设计、制造、加共和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。
（二）智能材料的特征。
因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：（1）传感功能。
能够感知外界或自身所处的环境条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。
（2）反馈功能。
可通过传感网络，对系统输入与输出信息进行对比，并将其结果提供给控制系统。
（3）信息识别与积累功能。
能够识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。
（4）响应功能。
能够根据外界环境和内部条件变化，适时动态地作出相应的反应，并采取必要行动。
（5）自诊断能力。
能通过分析比较系统目前的状况与过去的情况，对诸如系统故障与判断失误等问题进行自诊断并予以校正。
无机非金属材料的智能化
实践操作：铌在氮化硅表面的形成Nb—Nb2O3—NbO2—Nb2O3 的过渡层氧化物。此氧化物玻璃态，致密状覆盖在表面
2.4 微波辐射使陶瓷材料内部裂纹愈合
微波加热机理：电磁波导致材料内部的可极化物质（电子、 离子、极化分子等）发生频繁反转或摩擦而发热 自愈合机制
碳化物热膨胀系数较大，晶粒也较大，受力时材料内部的 微细裂纹沿着碳化物晶粒扩展
而制成具有一定导电性的陶瓷基复合材
料的途径来实现
1.11 导电机理
（1）渗流导电模型
导电阀值（CPT）：使非导电基质导电性能由绝缘转 换为导通的导电相的临界添加量 CPT影响因素：导电相的形态、导电相的结构、基质 相的导电性和致密性等
图1 陶瓷中导电晶须的渗流阈值与长径比关系
图2 陶瓷基质颗粒大小对于渗流阈值的影响
添加25% ～30%导电TiN颗粒的氮化硅层与BN层相间 叠层，径压制、除碳及烧结而成
通过检测电阻值的变化能可靠地监测和预报材料是 否发生断裂
1.2 添加碳纤维的混凝土材料的诊断
基本思想：利用碳纤维拉伸变形时电阻的变化检
测混凝土结构内部的应力状态
方法一：将碳纤维和玻璃纤维组合形成的纤维束包裹在数
碳化物颗粒优先加热，温度高于周围基质氮化硅和晶界， 促使碳化物颗粒向周围扩散并愈合周围的微细裂纹和空隙
图9 微波辐射下陶瓷材料强度的自回复效果
3 变色玻璃
类型：光致变色、电致变色、热致变色等 光致变色原理：在某些玻璃组成中添加了很细的AgCl微晶。 当紫外线辐射时，离子Ag+还原成原子Ag。此时银原子团 簇影响光的入射，产生深色效应；在没有紫外线照射时， Ag原子还原为Ag+,原子团簇解体，镜片褪色。
智能无机非金属材料
导电模型
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(1) 分散分布（隧道导电机制） 材料的电阻率与导电相之间的有效距离ω和温度 T 之 间的关系：
expB expE / kT
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3.2.3微波辐射使陶瓷材料内部裂纹愈合
微波加热原理：电荷等 )发生频繁反转或摩擦而发热。
微波加热的选择性 不同材料内部可极化物质的种类和数量不同， 微波诱导发热的难易程度就不同。如果材料中含有 不同类型的物质，其中某些组元的升温速度可能比 周围要快。
其成分和结构与基体材料呈 递变过渡状态，亲和性和相 容性好，结合牢固。
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3.2.2高温陶瓷的高温氧化自适应性
陶瓷材料在高温状态下的破坏
——组分高温氧化和表面裂纹纵深发展的 相互促进过程。
自修复思路：加入某种物质能够在高温下自动“流 入”裂纹并屏蔽内部组织与氧气的接 触
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实 例：在氮化硅陶瓷中加入少量NbN 自适应抗氧化机制：
布设光纤网络——监测混凝土结构各部位的应力和变形， 实现分布式监测，对裂缝进行定位。
光纤机敏混凝土结构——一种具有强大自监测和自诊断 功能的智能结构。 应用：美国Schiessbergstrase大桥的桥面监测。
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3.2自修补自愈合材料
生物材料的自修复、自愈合：
树木 贝壳 手茧
人造材料的自修补、自愈合设计思路
增韧机制：长纤维的复合、桥接、分散相的复合、增韧相的 拔出、相变增韧、晶体结构的微细化等。
2
理想的自诊断方法：增韧机制与自诊断功能同时并存。
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无机非金属材料论文
无机非金属材料论文
无机非金属材料是一类重要的材料，它们在工业生产和日常生活中扮演着重要
的角色。
本文将从其基本特性、应用领域和发展前景等方面来进行论述。
首先，无机非金属材料具有多种基本特性。
它们通常具有高熔点、硬度大、抗
腐蚀性强等特点。
比如，氧化铝、二氧化硅等无机非金属材料在高温、高压下能够保持其稳定性，因此在耐火材料、磨料等方面有着广泛的应用。
此外，无机非金属材料的绝缘性能也是其重要特点之一，因此在电子、通讯等领域也得到了广泛应用。
其次，无机非金属材料在各个领域都有着重要的应用。
在建筑材料方面，水泥、石膏等无机非金属材料是建筑行业不可或缺的材料；在化工领域，氧化铝、氧化硅等材料被广泛应用于催化剂、吸附剂等方面；在电子行业，氧化锌、氧化铝等材料被用于制备电子元件。
无机非金属材料的应用领域之广泛，充分展现了其重要性和不可替代性。
最后，无机非金属材料在未来的发展前景十分广阔。
随着科学技术的不断进步，对材料性能的要求也在不断提高，这就需要无机非金属材料不断进行创新和改进。
比如，通过改变材料的微观结构和添加新的元素，可以使无机非金属材料具有更好的性能，满足不同领域的需求。
同时，无机非金属材料的再生利用和环保性能也将成为未来发展的重要方向，这将进一步推动无机非金属材料的发展。
综上所述，无机非金属材料在工业生产和日常生活中具有重要的地位，其基本
特性、应用领域和发展前景都显示出其重要性和广阔的发展空间。
相信随着科学技术的不断进步，无机非金属材料将会在更多领域得到应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
智能材料结课论文
高分子智能材料摘要：从合成、加工、新产品开发及其应用诸方面综述了智能高分子材料，如智能高分子凝胶、形状记忆高分子材料、智能织物、智能高分子膜和智能高分子复合材料等的研究进展，展望了其发展前景，并阐述了智能高分子材料的潜在应用领域。
关键词：高分子材料；智能材料；智能化一引言材料的发展经历着结构材料→功能材料→智能材料→模糊材料的过程[1]。
智能化是指材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识地调节、修饰和修复[2]。
智能材料的构想来源于仿生学，它的目标就是想研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。
因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。
但是现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。
这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。
纵观材料发展，经历了单一型、复合型和杂化型，进而发展为异种材料间不分界的整体式融合型材料，最近几年兴起的智能材料是受集成电路技术的启迪而构思的三维组件式融合性材料。
它是通过在原子、分子及其团簇等微观、亚微观水平上进行材料结构设计和控制，赋予材料自感知（传感功能）判断、自结构（处理功能）和自指令（相应功能）等智能性。
由此可知，智能材料不同于以往的传统材料，它模仿生命系统，具有传感、处理和响应功能，而且较机敏材料（只能进行简单线性响应）更近于生命系统，它能根据环境条件的变化程度实现非线性响应已达到最佳适应效果。
早在1970年代，田中丰一就发现了智能高分子现象，即当冷却聚丙烯酰胺凝胶时，此凝胶由透明逐渐变得浑浊，最终呈不透明状，加热时，它又转为透明[3]。
1980年代，出现了用来制造高分子传感器、分离膜、人工器官的智能高分子材料。
1990年代，智能高分子材料进入了高速发展阶段。
智能化概念实际上是把信息科学里德软件功能引入到材料、系统和新材料的产生，本文将就有关科学问题进行研讨，以期对这门必将在21世纪大放异彩的智能材料科学的发展有所裨益。
智能材料论文
智能材料论文智能材料是一种具有自主感知、自适应、自修复和自组装等功能的新型材料，它能够对外界环境做出响应并产生相应的变化。
智能材料的研究和应用已经成为当前材料科学领域的热点之一，其在航空航天、医疗保健、智能机器人等领域具有广阔的应用前景。
智能材料的种类繁多，其中形状记忆合金是一种应用较为广泛的智能材料之一。
形状记忆合金具有记忆形状的特性，可以在外界作用下发生相变，恢复到其记忆形状，因此在医疗器械、航空航天等领域有着重要的应用价值。
除了形状记忆合金，智能聚合物也是一种备受关注的智能材料。
智能聚合物具有响应外界刺激而改变其形态、性能的特点，可以被广泛应用于智能传感器、智能涂料等领域。
另外，碳纳米管也是一种研究热点的智能材料。
碳纳米管具有优异的导电性和力学性能，可以被应用于柔性电子器件、纳米传感器等领域。
在智能材料的研究中，仿生材料也是一个备受关注的方向。
仿生材料以生物体的结构和功能为蓝本，具有优异的生物相容性和生物相似性，可以被应用于人工器官、组织修复等领域。
总的来说，智能材料的研究和应用已经取得了一系列的重要进展，但与传统材料相比，智能材料的研究仍面临着诸多挑战。
例如，智能材料的制备工艺需要更高的精密度和稳定性；智能材料的性能测试和评价方法亟需标准化和规范化；智能材料的环境适应性和耐久性需要进一步提高等。
因此，未来在智能材料领域的研究中，需要加强跨学科交叉合作，推动智能材料的基础理论研究和应用技术创新，为智能材料的发展开辟新的道路。
综上所述，智能材料作为一种新型材料，在材料科学领域具有重要的研究和应用价值。
随着科技的不断进步和创新，相信智能材料必将在未来取得更大的突破和发展，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
第5章 无机非金属材料的智能化
第5章无机非金属材料的智能化5.1陶瓷及非金属材料的自诊断效应材料内部的结构或者缺陷的诊断，是材料应用技术的重要组成部分。
诊断的方法有外部诊断和内部诊断。
内部诊断主要是指依靠材料内部的组分或结构的变化产生的信号而进行诊断的方法，诊断的内容有应力状态、应变量、相变、缺陷或裂纹发展过程等。
近年来，材料的在线诊断越来越受到重视，这是因为许多重要部件在实用期间发生的致命性破坏往往导致巨大的损失，例如，如何防止桥梁的突然折断和房屋的突然倒塌，已经成为现代技术关心的重要难点之一。
测量应变的材料目前主要有应变丝、光导纤维、压电材料和电(磁)致伸缩材料等。
有些金属丝及金属片，在尺寸变化时常伴有电阻值的明显改变。
例如，由黄铜或者金属铝制成的应变丝，拉伸伸展可达10％以上，电阻值可以增加约20％，此现象可用于应变检测。
有些材料具有压阻现象，例如在非导体的基质(如有机物)中加入导电的充填剂(如金属粉、碳粉或者碳纤维等)，在拉力或者压力作用下，充填剂之间的距离和接触面积发生变化，导致电阻值的降低或者升高，由此可检测负载的大小。
压电材料或者电致伸缩材料在应变时，单位体积内的电偶极子的运动发生变化，从而导致电阻变化。
光导纤维在形变时，穿过内部的光通量会减少。
这些技术，都可以用于检测材料内部的应变量。
本章只重点介绍添加导体的在线电检测技术及材料，尤其是陶瓷材料和非金属材料的智能诊断效应。
由于多数陶瓷材料为电的绝缘体，并需在高温下烧制，所以，用作陶瓷材料导电性检测的高温纤维的种类有限，常用的是耐高温的半导性碳化硅晶须。
而对于水泥结构的诊断，需要成本较低的导电纤维。
高强度碳纤维是常用的导电添加剂之一。
本节将对SiCw复合陶瓷及碳纤维复合水泥材料的自诊断效应进行详细论述。
陶瓷材料是指氧化物、碳化物、氮化物以及硼化物等非金属类耐高温、高强度的材料。
特点是性能多样，缺点是性脆和使用可靠性低。
陶瓷材料智能化的主要目的之一，就是改善陶瓷材料的脆性或者提高使用可靠性。
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智能材料论文：智能无机非金属材料摘要结构材料所处的环境极为复杂，材料损坏引起事故的危险性不断增加，研究与开发对损坏能自行诊断并具有自修复能力的结构材料是十分重要而急迫的任务。
本文对智能材料的发展、构思、无机非金属智能材料进行了综述，对智能材料进一步研究进行了展望。
关键词智能；无机非金属；材料智能材料是指对环境具有可感知、可响应并具有功能发现能力的新材料。
日本高木俊宜教授[]将信息科学融于材料的物性和功能，于年提出了智能材料（）概念。
至此智能材料与结构的研究也开始由航空航天及军事部门[]逐渐扩展到土木工程[]、医药、体育和日常用品[]等其他领域。
同时，美国的··教授围绕具有传感和执行功能的材料提出了灵巧材料（）概念，又有人称之为机敏材料。
他将灵巧材料分为三类：被动灵巧材料——仅能响应外界变化的材料；主动灵巧材料——不仅能识别外界的变化，经执行线路能诱发反馈回路，而且响应环境变化的材料；很灵巧材料——有感知、执行功能，并能响应环境变化，从而改变性能系数的材料。
··的灵巧材料和高木俊宜的智能材料概念的共同之处是：材料对环境的响应性。
自年以来，先是在日本、美国，尔后是西欧，进而世界各国的材料界均开始研究智能材料。
科学家们研究将必要的仿生()功能引入材料，使材料和系统达到更高的层次，成为具有自检测、自判断、自结论、自指令和执行功能的新材料。
智能结构常常把高技术传感器或敏感元件与传统结构材料和功能材料结合在一起，赋予材料崭新的性能，使无生命的材料变得有了“感觉”和“知觉”，能适应环境的变化，不仅能发现问题，而且还能自行解决问题。
由于智能材料和系统的性能可随环境而变化，其应用前景十分广泛[]。
例如飞机的机翼引入智能系统后，能响应空气压力和飞行速度而改变其形状；进入太空的灵巧结构上设置了消震系统，能补偿失重，防止金属疲劳；潜水艇能改变形状，消除湍流，使流动的噪声不易被测出而便于隐蔽；金属智能结构材料能自行检测损伤和抑制裂缝扩展，具有自修复功能，确保了结构物的可靠性；高技术汽车中采用了许多灵巧系统，如空气燃料氧传感器和压电雨滴传感器等，增加了使用功能。
其它还有智能水净化装置可感知而且能除去有害污染物；电致变色灵巧窗可响应气候的变化和人的活动，调节热流和采光；智能卫生间能分析尿样，作出早期诊断；智能药物释放体系能响应血糖浓度，释放胰岛素，维持血糖浓度在正常水平。
国外对智能材料研究与开发的趋势是：把智能性材料发展为智能材料系统与结构。
这是当前工程学科发展的国际前沿，将给工程材料与结构的发展带来一场革命。
国外的城市基础建设中正构思如何应用智能材料构筑对环境变化能作出灵敏反应的楼层、桥梁和大厦等。
这是一个系统综合过程，需将新的特性和功能引入现有的结构中。
美国科学家们正在设计各种方法，试图使桥梁、机翼和其它关键结构具有自己的“神经系统”、“肌肉”和“大脑”，使它们能感觉到即将出现的故障并能自行解决。
例如在飞机发生故障之前向飞行员发出警报，或在桥梁出现裂痕时能自动修复。
他们的方法之一是，在高性能的复合材料中嵌入细小的光纤材料，由于在复合材料中布满了纵横交错的光纤，它们就能像“神经”那样感受到机翼上受到的不同压力，在极端严重的情况下，光纤会断裂，光传输就会中断，于是发出即将出现事故的警告。
、智能材料的构思[]一种新的概念往往是各种不同观点、概念的综合。
智能材料设计的思路与以下几种因素有关：()材料开发的历史，结构材料→功能材料→智能材料。
()人工智能计算机的影响，也就是生物计算机的未来模式、学习计算机、三维识别计算机对材料提出的新要求。
()从材料设计的角度考虑智能材料的制造。
()软件功能引入材料。
()对材料的期望。
()能量的传递。
()材料具有时间轴的观点，如寿命预告功能、自修复功能，甚至自学习、自增殖和自净化功能，因外部刺激时间轴可对应作出积极自变的动态响应，即仿照生物体所具有的功能。
例如，智能人工骨不仅与生物体相容性良好，而且能依据生物体骨的生长、治愈状况而分解，最后消失。
．仿生与智能材料智能材料的性能是组成、结构、形态与环境的函数，它具有环境响应性。
生物体的最大特点是对环境的适应，从植物、动物到人类均如此。
细胞是生物体的基础，可视为具有传感、处理和执行三种功能的融合材料，因而细胞可作为智能材料的蓝本。
对于从单纯物质到复杂物质的研究，可以通过建立模型实现。
模型使复杂的生物材料得解，从而创造出仿生智能材料。
例如，高分子材料是人工设计的合成材料，在研究时曾借鉴于天然丝的大分子结构，然后合成出了强度更高的尼龙。
目前，已根据模拟信息接受功能蛋白质和执行功能蛋白质，创造出由超微观到宏观的各种层次的智能材料。
．智能材料设计用现有材料组合，并引入多重功能，特别是软件功能，可以得到智能材料。
随着信息科学的迅速发展，自动装置()不仅用于机器人和计算机这类人工机械，更可用于能条件反射的生物机械。
此自动装置在输入信号(信息)时，能依据过去的输入信号(信息)产生输出信号(信息)。
过去输入的信息则能作为内部状态存贮于系统内。
因此，自动装置由输入、内部状态、输出三部分组成。
将智能材料与自动装置类比，两者的概念是相似的。
自动装置Ｍ可用以下个参数描绘：Ｍ＝（θ，Ｘ，Ｙ，ｆ，ｇ，θ０）式中θ为内部状态的集；Ｘ和Ｙ分别代表输入和输出信息的集；ｆ表示现在的内部状态因输入信息转变为下一时间内部状态的状态转变系数；ｇ是现在的内部状态因输入信息而输出信息的输出系数；θ０为初期状态的集。
为使材料智能化，可控制其内部状态θ、状态转变系数ｆ及输出系数ｇ。
例如对于陶瓷，其θ、ｆ、ｇ的关系，即是材料结构、组成与功能性的关系。
设计材料时应考虑这些参数。
若使陶瓷的功能提高至智能化，需要控制ｆ和ｇ。
一般陶瓷是微小晶粒聚集成的多晶体，常通过添加微量第二组分控制其特性。
此第二组分的本体和微晶粒界两者的性能均影响所得材料特性。
实际上，第二组分的离子引入系统时，其自由能()发生变化，为使材料的自由能()最小，有必要控制焓()，使熵()达最适合的数值。
而熵与添加物的分布有关，因此陶瓷的功能性控制可通过优化熵来实现。
熵由材料本身的焓调控。
故为使陶瓷具有高功能进而达到智能化的目的，应使材料处于非平衡态、拟平衡态和亚稳定状态。
对于智能材料而言，材料与信息概念具有同一性。
而某一Ｌ符号的平均信息量Φ与几率Ｐ状态的信息量ｌｏｇＰ有关，即此式类同于热力学的熵，但符号相反，故称负熵()。
因熵为无序性的量度，负熵则是有序性的量度。
．智能材料的创制方法基于智能材料具有传感、处理和执行的功能，因而其创制实际上是将此类软件功能（信息）引入材料。
这类似于身体的信息处理单元——神经原，可融各种功能于一体（图（ａ）），将多种软件功能寓于几纳米到数十纳米厚的不同层次结构（图（ｂ）），使材料智能化。
此时材料的性能不仅与其组成、结构、形态有关，更是环境的函数。
智能材料的研究与开发涉及金属系、陶瓷系、高分子系和生物系智能材料和系统。
、智能无机非金属材料智能无机非金属材料很多，在此介绍几种较为典型的智能无机非金属材料。
．智能陶瓷．．氧化锆增韧陶瓷氧化锆晶体一般有三种晶型：其中转化为相变具有马氏体相变的特征，并且相变伴随有～的体积膨胀。
不加稳定剂的陶瓷在烧结温度冷却的过程中，就会由于发生相变而严重开裂。
解决的办法是添加离子半径比小的、、等金属的氧化物。
氧化锆相变可分为烧成冷却过程中相变和使用过程中相变。
造成相变的原因，前者是温度诱导，后者是应力诱导。
两类相变的结果都可使陶瓷增韧。
增韧机制主要有相变增韧、微裂纹增韧、表面增韧、裂纹弯曲和偏转增韧等[]。
当晶粒尺寸比较大而稳定剂含量比较小时，陶瓷中的晶粒在烧成后冷却至室温的过程中发生相变，相变所伴随的体积膨胀在陶瓷内部产生压应力，并在一些区域形成微裂纹。
当主裂纹在这样的材料中扩展时，一方面受到上述压应力的作用，裂纹扩展受到阻碍；同时由于原有微裂纹的延伸使主裂纹受阻改向，也吸收了裂纹扩展的能量，提高了材料的强度和韧性。
这就是微裂纹增韧。
由于相变温度很高，借助温度变化来设计智能材料是不可行的，需要研究应力诱导下的相变增韧，应力诱导下的相变增韧在增韧陶瓷中是最主要的一种增韧机制。
材料中的晶粒在烧成后冷却至室温的过程中仍保持四方相形态，当材料受到外应力的作用时，受应力诱导发生相变，由相转变为相。
由于晶粒相变吸收能量而阻碍裂纹的继续扩展，从而提高了材料的强度和韧性。
相转变发生之处的材料组成一般不均匀，因结晶结构的变化，导热和导电率等性能随之而变，这种变化就是材料受到外应力的信号，从而实现了材料的自诊断。
对氧化锆材料压裂而产生裂纹，在℃热处理后，因为相转变为相过程中产生的体积膨胀补偿了裂纹空隙，可以再弥合，实现了材料的自修复。
对于材料使用中产生的疲劳强度及膨胀状况等，可通过材料的尺寸、声波传播速度、导热和导电率的变化进行在位观测。
．．灵巧陶瓷灵巧陶瓷是灵巧材料的一种，它能够感知环境的变化,并通过反馈系统作出相应的反应。
用若干多层锆钛酸铅()可制成录像磁头的自动定位跟踪系统，日本利用压电陶瓷块制成了游戏机。
录像磁头的自动定位跟踪系统的原理是：在陶瓷双层悬臂弯曲片上，通过布设的电极将其分为位置感受部分和驱动定位部分。
位置感受部分即为传感器，感受电极上所获得的电压通过反馈系统施加到定位电极上，使层片发生弯曲，跟踪录像带上的磁迹，见图。
游戏机也应用了类似的原理。
利用灵巧陶瓷制成的灵巧蒙皮，可以降低飞行器和潜水器高速运动时的噪声，防止发生紊流，以提高运行速度，减少红外辐射达到隐形目的。
根据上述原则，完全有可能获得很灵巧材料。
这种材料能够感知环境的多方面变化并能在时间和空间两方面调整材料的一种或多种性能参数，取得最优化响应。
因此，传感、执行和反馈是灵巧材料工作的关键功能。
压电仿生陶瓷材料仿生是材料发展的方向之一。
日本研究人员正在研究鲸鱼和海豚的尾鳍和飞鸟的鸟翼，希望能研究出象尾鳍和鸟翼那样柔软、能折叠、又很结实的材料。
图为模拟鱼类泳泡运动的弯曲应力传感器。
传感器中两个金属电极之间有一很小的空气室，压电陶瓷起覆盖泳泡肌肉的作用。
因空气室的形状类似于新月，故称为“”复合物。
此压电水声器应用特殊形状的电极，通过改变应力方向，使压电应变常数增至极大值。
当厚的金属电极因声波而承受静水压力时，一部分纵向应力转变为符号相反的径向和切向应力，使压电常数由负值变为正值，它与叠加，使值增加。
这类复合材料的·值比纯材料的大倍。
应用纤维复合材料和“”型复合物设计开发的执行器元件，可以消除因声波造成的稳流。
．智能水泥基材料在现代社会中，水泥作为基础建筑材料应用极为广泛，使水泥基材料智能化具有良好的应用前景。
智能水泥基材料包括：应力、应变及损伤自检水泥基材料[～]；自测温水泥基材料[]；自动调节环境湿度的水泥基材料[]；仿生自愈合水泥基材料[、]及仿生自生水泥材料[]等。