磁功能复合材料
颗粒状磁性材料填充量低时：
相对磁导率：μr(V)=1+ AV 对于球形粒子： μr(V)=1+ 3V
比例增加： μr(V)=1+ BV2
两种磁粉，形态相似： μr(V1, V2)=1+ B1V12+B2V22
二、 电磁波屏蔽复合材料 电磁屏蔽原理
与屏蔽性能相关的因素 ➢电磁波屏蔽性能主要取决于材料的导电性 ➢与功能体、基体和制备工艺相关
功能体
➢炭黑、金属粉：脆性大 ➢碳纤维、金属纤维：优异的屏蔽衰减性能和物理机械性能；但 价格高，对模具、加工设备磨损严重 ➢有机或无机纤维表面化学镀铜：优良的导电性能和较好的导磁 性能，但是金属镀层与纤维表面必须有足够的结合力
BaO·6Fe2O3, SrO·6Fe2O3
2. 金属合金类磁性（复合）材料
含铁、镍、钴的磁性材料：Fe/Ni, Fe/Pt, Fe/Pd等 不含铁、镍、钴的磁性材料：Mn/Cr/Al, Mn/As, Mn/Sb等
3. 聚合物基磁性复合材料
导磁性能估算
在一定的浓度范围内： μ=VAμA+ VB μB
粒子尺寸： ➢尺寸越小，粒子的表面积增大，粒子之间的接触机会增加，形成导 电通道机会增多 ➢基体层厚度小，粒子接触机会增加，形成粒子链而导电；隧道电流
填充量： 临界体积填充分数：导电网络形成
长径比
屏蔽效果还受基体和制备技术的影响
不锈钢纤维（SSF）/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 不锈钢纤维（SSF）/聚丙烯（PP）复合材料 复合材料的导电性能：
电磁波的传播
沿+z方向传播的均匀平面波，场量只在沿传播方向即z方向变化，而在 xy平面内无变化。 电场强度的波动方程：
电场强度x分量的波动方程：
波速：
复介电常数和复磁导率 正弦电磁运动电子在电磁场中所受到的洛仑兹力为：
又
只考虑电场
弹性恢复力 阻尼力
电子在外电场作用下的运动方程：
磁场的屏蔽
高频磁场的屏蔽 利用良导体中感应电流产生的磁场总是抵消源磁场变化的原理实现的。
屏蔽体中的感应电流：
高频下
低频下 ➢高频下感应电流产生的磁场足以抵消线圈磁场的干扰，起到屏蔽的作 用；当频率高到一定程度时，感应电流就不再随频率提高而增大。 ➢低频下屏蔽体内的感应电流比较小，不能完全抵消线圈磁场的干扰。 对高频磁场的屏蔽，rs越小越好，采用良导体进行高频磁场的屏蔽， 屏蔽体接地可以同时起到电场和磁场屏蔽的作用。
软磁材料磁滞回线
第二节 磁功能复合材料
一、磁性（复合）材料组分的属性分类：
1. 氧化物磁性（复合）材料： MOx
(1) 面心立方晶格型化合物 FeO、MnO、EuO等 (2) 尖晶石铁氧体 AB2O4型化合物
MFe2O4: NiFe2O4, ZnFe2O4 Mn/Zn/Fe三元系铁氧体 高频磁芯 Mn/Mg/Fe 矩形磁滞材料 Ni/Zn/Fe 高频磁芯 (3) AO·nB2O3型化合物
➢涡流损耗：涡流（感应电流）对铁磁体的复数磁导率产生影响，在 铁磁导体内产生焦耳热，造成能量损耗。
➢磁后效损耗：磁后效现象是铁磁材料的磁感应强度随磁场变化 的延迟现象。包括扩散磁后效和热涨落磁后效 ➢尺寸共振效应：电磁波在介质中传播时，如果介质样品（或内 部颗粒）尺寸接近或等于波长的一半的整数倍，则在样品内部形 成驻波，因而强烈的吸收电磁波的能量的现象。
二、应用 1. 电工钢（软磁材料）
（1）铁芯损耗(core losses) （2）晶粒取向 （3）芯材料的组分 （4）非晶磁体Amorphous metals (metallic glasses)
2. 永磁体（硬磁材料）
Alnico合金(少量的Cu和Ti)
3. 磁记录和磁存储 磁头(recording head) 随机存储 磁光盘
电场的屏蔽 静电屏蔽 用导体空腔屏蔽，导体空腔接地
➢导体内部电场为零 ➢导体表面任一点的电场强度矢量与表面相垂直 ➢导体表面是等位面 ➢电荷只能分布在导体表面上
交变电场的屏蔽 用电路模型讨论
无屏蔽体：耦合电容越大，电场 感应越严重; 屏蔽体不接地：C3、C5均大于 C1，电磁感应仍然很强; 屏蔽体接地：C1”远小于C1，场 源A对接受器的电场感应大大减 弱。
低频磁场的屏蔽
利用高导磁材料所具有的低磁阻特性，使磁场通过磁阻小的通路而 不扩散到周围空间去，达到磁场屏蔽的作用。
SE=R+A+B≈R+A 屏蔽效能：shielding effect (SE)
不存在屏蔽体时某处的电磁波功率/存在 屏蔽体时该处的电磁波功率
➢ 对于良导体Ag、Cu和Al等金属材料，电导率大，R 值大。反射是屏蔽的主要机制； ➢ 对于Fe和磁钢等高导磁性材料，磁导率大，A值大， 吸收是屏蔽的主要机制。 ✓电磁波屏蔽性能主要取决于材料的导电性；与频率相关。 ✓复合材料：导电网络的形成。
复合材料中纤维含量与体积电阻率的关系：
原 因 ： 一 方 面 ABS 比 PP 表 面 张 力大，包裹纤维更紧密，纤维间 接触电阻较大，造成在相同纤维 含量时SSF/ABS复合材料的体积 电阻率大。 PP是结晶性聚合物，受PP结晶 的影响，金属纤维在非晶区富集 较多而容易形成导电网络。
金属纤维/聚合物复合材料的电磁屏蔽性能
假设：
电极化强度矢量最大值： 相对介电常数：
损耗角正切值：
电介质在高频下损耗增大的原因可解释为介质中存在阻尼力，电介 质的极化跟不上外加高频电场的变化，因而极化强度的变化在相位 上总是落后于电场强度。
有耗媒质的复磁导率
磁损耗角
磁损耗机理： ➢磁滞损耗：在静态磁化过程中，没有考虑磁化强度达到稳定状态的时间 效应。由于磁化过程中的壁移和畴转是以有限速度进行的，磁感应强度 的变化落后于磁场变化：磁滞现象。由畴壁的不可逆移动或磁矩的不可 逆转动而引起的损耗。
PP
ABS
PP
ABS
屏蔽材料的发展： ➢多层化、多功能化 ➢兼顾吸收效果
吸波复合材料
✓吸波频带宽 ✓吸收能力高 ✓重量轻、物理力学性能好 ✓易成型
吸波基本原理：干涉作用和吸收作用
吸收作用： ➢电磁波入射到材料上时能最大限度地进入到材料内部，即电磁匹配 要好（匹配特性） ➢进入材料内部的电磁波能迅速地被衰减掉，即电磁损耗要大（衰减 特性）
金属功能材料
传统功能金属材料：电性，磁性，弹性等 新发展起来的功能材料： 非晶合金，储氢合金，形状记忆合金，超塑性……
电性材料 磁性材料 超导材料 膨胀材料及弹性材料
一.电性材料
1.金属的电导理论 2.金属的热电性 3.电学性能与微观结构之间的关系 4.一些电性材料
金属的电导理论
固体中的电子 金属中的电子输运 霍尔效应
软磁材料
用途：发电机、电动机、变压器、电磁铁、各类继 电器与电感、电抗器的铁心；磁头与磁记录介质； 计算机磁心等。 要求：高的饱和磁感应强度、高的最大磁导率、高 的居里温度和低的损耗。 分类：高磁饱和材料，中磁饱和中导磁材料，高导 磁材料，高硬度、高电阻、高导磁材料，矩磁材料， 恒磁导率材料，磁温度补偿材料，磁致伸缩材料。
（三）磁流体 在连动系统机械中，为了控制机械部件的相互 连接，通常使用磁性离合器。磁流体是将羰基 铁或四氧化三铁磁性粉末分散在矿物油或硅油 中的一种材料。当加上磁场时，使磁性粉末磁 力线方向上连续排列起来，使表观粘度增高， 从而实现百分之百的连接。不加磁场时磁流体 材料的粘度应很小，加上磁场时其粘度应明显 提高；取消磁场时其剩磁要低、恢复到低粘性 的初始状态。磁流体中磁粉与机油的比例一般 为4:1，与硅油的比例为8:1。
（四）Fe-Ni合金(坡莫合金，Permalloy) 随Ni含量的增加，Fe-Ni合金的µ增加、Bs下降。 当Ni量接近80%时，Fe-Ni合金的K1和λ同时变为零， 能获得高的磁导率。含w(Ni)35 ～ 80% 的 Fe-Ni 合金 称为坡莫合金。根据Ni含量对合金磁性能的影响， Fe-Ni 合金分为高导磁、恒导磁率、中磁饱和中磁 导率材料等。
磁记录材料
（一）磁记录介质材料 用途：磁带，磁盘等 要求:材料具有高的剩余磁化强度、陡的B-H曲线、 大的B/H值、微细的粒子尺寸、粒子磁性的一致性 及合适的矫顽力值。 记录方式：纵向记录；垂直记录 记录介质材料：磁性颗粒（如-Fe2O3 ）涂覆在高分 子基片上发展到磁性薄膜记录介质
基于软磁复合材料的超高速永磁同步电机电磁设计分析
基于软磁复合材料的超咼速永磁同步电机电磁设计分析韦福东，王建辉，刘朋鹏!上海电器科学研究所(集团)有限公司，上海200063]摘 要：软磁复合(SMC )材料因其材料特性及微观结构特点，具有涡流损耗系数低、各向同性等优点，适用于超高速永磁同步电机(PMSM )设计，可以有效降低电机铁耗。
以1台额定转速4 000 .01、额定频率533.33 Hz 的PMSM 为例，从电磁特性、铁耗 计算等SMC 材料及进行对比分析及有限元仿真计算，通过样机SMC 材料 结 有效性。
利用方法,以1台 用SMC 材料的120 000 .02的超高速PMSM 为例,对比分析不同极槽配合对电磁性能的影响，对SMC 材料应用于超高速PMSM。
关键词：超高速永磁同步电机；软磁复合材料；铁耗分析中图分类号：TM 351文献标志码：A文章编号：1673-6540 ( 2021)01-0078-05doi ：10.12177/eoca.2020.171Electromagnetic Design and Analysis of Ultra-High-Speed MotorBased on Soft Magnetic Composite Material *收稿日期：2020-10-09；收到修改稿日期：2020-10-29*基金项目：广东省重点领域研发计划项目(2019'090909002)作者简介：韦福东(1992-)，男，硕士，研究方向为电机设计与控制技术°王建辉(1971-)，男，博士，副教授,研究方向为电机设计与控制技术。
刘朋鹏(1990-)，男，硕士，研究方向为电机设计与控制技术°WEI Fudong, WANG Jianhui, LIU Pengpeng[Shanghai Electrical Apparatus Research Institute (Group ) Co. Ltd., Shanghai 200063, China]Abstract ： Due te ite oateOal characteristica and microstructure, soft magnetic composite (SMC) oateOal hasthe advantages of low eddy current loss coeCicient, isotropy and so on. Ie is suitable foe the design of ultra-high-speedpermanene maanet synchronous motoe (PMSM), which can eeectively reduce the motoe iron loss. Taking a PMSMwith a rotation speed of 4 000 r/min and a frequency of 533.33 Hz as an example, the comparison analysis and finite elemeni simulation calculation of SMC materials and silicon sted sheete ao ccrried out from the aspecte ofelectomagnetic propeoies and iron loss analysis. The validity of SMC materiai analysis resulte is verified by prototypetest. The analyticd method is used and a 120 000 r/min ultro-high-speed PMSM using SMC materiae is taken as anexampe t 。
Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4磁性亚微球的可控合成及磁性能
１ 实验 部 分
１ １ 试剂 与仪 器 ． Ｆ Ｃ３・ Ｈ２ Ｚ （ Ｏ ） ６ ２ ｅ １ ６ Ｏ、 ｎ Ｎ ３ ・ Ｈ Ｏ、乙二醇 （ Ｇ） ｎ １ ４ ２ Ｅ 、Ｍ Ｃ ・ Ｈ Ｏ、乙酸 钠 （ ａ ｃ 和聚 乙二醇 （ Ｅ ＮＡ ） Ｐ Ｇ，
收 稿 日期 ： ０ １１ ５ ２ １ —２１ ．
关键词 锰锌铁氧体 ； 磁性亚微米球 ；磁性 能 中图分类号 Ｏ １ ． ； Ｂ ２ ６４ ８ Ｔ ３ １ 文献标识码 Ａ Ｄ Ｉ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ ０５ － ９ ．０ ２ ０ ．０ Ｏ ： ０ ３ ６／．ｓ ．２ １ ７ ０ ２ １ ．７ ０ ３ ｓ ０
铁 氧体 材料 具有 良好 的磁 特性 ，可用 于制备 多种 具有 特殊 功 能 的器 件 ， 应 用 于微 波 、 电和 计 并 机
考虑 到 Ｍｎ ｎ Ｆ 在锰锌 铁氧体 纳 米 粒子 中具有 最 高 的室 温饱 和磁 化 强度 Ｌ 。 Ｚ 。 ｅＯ １ ，本 文采 用 溶 剂热 法制 备 了粒径 在 １０～ ０ ｍ 范 围内可调 的单 分散 Ｍ 。 Ｚ Ｆ 亚 微米 球 ， 究 了反应 时 间 、 ５ ５ ０ｎ ｎ ｎ ｅＯ 研
构形貌 、直径和静磁性 能的影 响规律 ．研究发现 ，随着反应 时间 的延 长 ， 系 中的金属 离子首 先水解沉 淀 ， 体
形 成 羟基 氧化 铁 及 Ｍ ， ｎ氢 氧 化 物 ， 后 脱 水 转 化 为 Ｍｎ Ｚ ｏ Ｆ ： 形 纳 米 粒 子 ， 些 纳 米 粒 子 发 生 团 ｎ Ｚ 然 ｎ． ｅＯ 球 这
基金项 目：武器装备预研基金重点项 目（ 批准号 ： １０ ３０ ０ Ｊ３ ０ ） 武汉理工大学 自主创新研究基金项 目（ 准号 ： ０ ２Ｉ一 ９４ Ａ １３ １０ Ｂ ４ ３ 、 １ 批 ２ １． ａ
邓有欣 磁性塑料的介绍
磁性塑料是高分子磁性材料中的一种。
高分子磁性材料是一种具有记录声、光、电等信息并能重新释放的功能高分子材料，是现代科学技术的重要基础材料之一。
有机高分子磁性材料作为一种新型功能材料，在超高频装置、高密度存储材料、吸波材料和微电子等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。
[1]磁性高分子材料的出现大大改善了传统的烧结磁体的这些缺点,它具有重量轻、有柔性、加工温度不高、结构便于分子设计、透明、绝缘、可与生物体系和高分子共容、成本低等优点。
相比于传统的磁铁烧结体，有机磁性材料有结构种类的多样性，可用化学方法合成，可得到磁性能与机械、光、电等方面的综合性能，磁损耗小、质轻、柔韧性好、加工性能优越，用于超高频装置、高密度存储材料、吸波材料、微电子工业和宇航等需要轻质磁性材料的领域的优点。
但是磁性高分子材料的磁性能较低,如何提高其磁性能成为磁性高分子材料研究的主要热点。
[1]目前，磁性高分子材料已广泛应用于冰箱、冷藏柜、冷藏车的门封磁条,标识教材,广告宣传,电子工业以及生物医学等领域,是一种重要的功能材料。
[1]高分子磁性材料分为结构型和复合型两种：结构型磁性材料是指高分子材料本身具有强性；复合型磁性材料是指以塑料或橡胶为黏结剂与磁粉混合黏结加工而制成的磁性体。
结构型高分子磁性材料的种类主要有：高自旋多重度高分子磁性材料；自由基的高分子磁性材料；热解聚丙烯腈磁性材料；含富勒烯的高分子磁性材料；含金属的高分子磁性材料；多功能化高分子磁性材料等。
复合型磁性塑料是指在塑料中添加磁粉和其他助剂，塑料起黏结剂作用。
磁性塑料根据磁性填料的不同可以分为铁氧体类、稀土类和纳米晶磁类。
根据不同方向磁性能的差异，又可以分为各向同性和各向异性磁性塑料。
[1]磁性高分子材料目前主要在5方向应用较多。
分别是磁性塑料卷材，磁性高分子复合材料，磁性泡沫塑料，磁性高分子微球，磁性塑料薄膜。
【4】另外，磁性高分子微球。
所谓磁性高分子微球是指通过适当的方法使聚合物与无机物结合起来，形成具有一定磁性及特殊结构的微球。
磁性金属-有机框架材料的合成及其应用
Mixing
Embedding
镶嵌法是指将磁性颗粒添加到MOFs前体溶液中,磁性颗粒附着在 MOFs表面形
成 MMOFs 材料的过程.
一般在使用原位生长法制备 MOFs材料的同时，将磁性颗粒投入到成核及生
长混合液中,借助超声或搅拌等方式，将功能纳米颗粒嵌入MOFs中。镶嵌法 合成MMOFs 材料结构一般类似于MOFs结 构。
4. 重复使用率提高
已使用过的MMOFs材料经过一定处理可再次循环使用，符合现 在提倡的绿色环保理念。
Preparation methods of magnetic metal-organic framework materials
Embedding
Encapsulation
Layer-bylayer
0.201g/g
该报道推断药物不是附着在MMOFs材料表面，而是占据了 MOFs 骨架内的可用空间。
Fe3O4@HKUST-1释放药物的三个阶段:
① 初始的4h内，药物可通过简单扩散快速释放20％；
② 在接下来的 7天，药物通过解析、扩散和溶解，缓慢而稳定地 释放 70％； ③ 再经过 4天，最后剩余 10％的药物被完全释放。 这个结果表明该 MMOFs 材料释放药物的速率缓慢，有利于药物
Encapsulation
封装法主要是利用多孔框架与磁性颗粒之间的缓冲界面，促使MOFs生长在磁
性颗粒周围从而制备MMOFs的方法。
为提高 MMOFs材料的兼容性，磁性颗粒被预先包埋到聚合物层中，随后添
加到MMOFs成核及生长混合液中MMOFs围绕磁性颗粒生长。 这种方法通常用于合成以磁性颗粒为核的复合材料，如将聚苯乙烯磺酸盐修
饰的Fe3O4加入ZIF-8前体溶液中，MOFs包裹住磁性颗粒形成以Fe3O4为核心
四氧化三铁——精选推荐
序号专利号名称摘要1 CN01134340.0 四氧化三铁超细颗粒的球磨工艺本发明涉及磁性材料加工制造业。
本发明是把现在使用的普通球磨机进行湿磨工艺中的磨球大小比例的搭配进行了改动。
从而加强了磨球与被加工物的撞击力，使Fe<sub>3</sub> O<sub>4</sub>的晶体结构破碎力大大的加强。
调整了磨球与被加工物的比例。
增加了被加工物与磨球的接触面，提高了研磨效果。
延长了研磨时间后，使得分解后的单晶体或聚合体的改性修饰更加符合使用要求。
从而使普通的球磨即可加工出纳米级Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>。
打破了普通球磨机只能加工出0.2 5μm粒径物料的结论。
2 CN89102339.9 生产四氧化三铁黑的工艺方法生产四氧化三铁黑的工艺方法涉及一种从炼钢转炉铁泥中直接提取四氧化三铁黑的工艺方法，至少包括分散、除杂、沉淀、干燥和粉碎等工序，即首先将铁泥微粉化，然后用适当的浓酸进行酸处理，然后将经过酸处理后的铁泥混合液加以沉淀，弃去上清液并调整ＰＨ值，最后将沉淀物干燥、粉碎即得四氧化三铁黑成品。
本发明工艺简单、污染小，所生产的四氧化三铁黑产品可达到国家一级品标准，可广泛用于以转炉铁泥为原料生产四氧化三铁黑产品。
3 CN88104628.0 四氧化三铁超微粒子的制备方法本发明涉及一种四氧化三铁超微粒子的制备方法，主要是通过在反应过程中通入某种保护性气体的微型气泡，将刚生成的四氧化三铁微粒包围，来阻止微粒的长大或聚集成团。
本发明的优点在于简化工艺，降低成本，由反应制成的四氧化三铁超微胶态粒子不仅可用来制备磁流体，而且可用来制干粉，从而可广泛用于制造透明颜料、隐身材料等领域。
4 CN03150724.7 纳米四氧化三铁/聚苯乙烯磁性复合材料及其制备方法一种纳米四氧化三铁/聚苯乙烯磁性复合材料的制备方法，包括如下步骤：将三价铁盐和二价铁盐的水溶液混合，然后向混合物中加入含有表面活性剂的碱溶液进行反应得纳米四氧化三铁粒子，再将反应所得的纳米四氧化三铁粒子球磨分散到苯乙烯单体中进行本体聚合反应制得纳米四氧化三铁/聚苯乙烯磁性复合材料。
纳米磁性材料的特性、制备、应用及其发展趋势
纳 米磁性 材 料是 上世 纪 ８ ０年 代 出现 的一 种新 型材料 ，当颗粒 尺寸
小 到纳 米级 （ 通常在 １ ０ ｎ ～１ ０ ｍ）时 ，就会产 生表 面效应 、量 子尺寸效 应 、量 子隧道 效应 、超 顺磁性 、磁有序 颗粒 的小 尺寸 效应 、特 异的表 观 磁性等 特殊 性能…。纳米磁性 材 料的特性 不 同于常 规的磁 性材料 ，这 是 由于 与磁相 关 的特征 物理 长度恰 好处 于纳 米量级 ， 当磁性 体 的尺寸 与这 些特征 物理 长度 相 当时 ， 就会呈 现反常 的磁 学性 质 ， 如磁有序 态 向磁 无序 态转 变 。纳米 尺度磁 性材 料的 发展 ， 使材 料 的磁性能 发生 了量 变到质 量 的飞跃 ， 显著地 提高 了材料 的磁性 能。研 究表 明 ， 当材料 的尺 寸进入纳 米
纳米磁性材料的特性 制备
麟 易 学 华 卜 寿 亮 温 建 平 杨 伟 志 曾 辉
应 用及其发
【 要 】本 文 阐述 了纳米磁 性 材 料 的概 念 和特 性 ，介 绍 了纳米 磁 摘 嘉应 学院物 理与光信 息科技学 院 广 东梅州 １ ０． ４１ 流体 、纳米 磁 性微 粒 纳米磁 性微 晶 以及 纳米磁 性 复合材 料 的 制备 方
常相 转变 。因此 ， 纳米磁 性材料 成为信 体 膜 。该 法制 备 的金 属磁 性 液体 具有 可 以用 同一种 方法 制 备 出不 同功 能 的 息 、生物 、化学 、材料 等领域 的一个研 磁性 粒子 分布均 匀、分散性 好 的特 点 。 复 合材 料 。
究 热点 。
超 声波 法是 在磁 流 体 中加入 高分
中 粉 工 ２２ ｏ 国 体 业 ０ ．Ｉ １Ｎ ３
尺度 后 ， 比表面 急剧增 大 ， 面 能相应 料 利用率 低 ，球磨罐 及球 的磨 损严 重 ， 料 的 晶粒 尺寸 细化 到纳米 量级 。 表 升高 ， 子 效应体 现 出来 ， 得磁性 材 杂质 较多 ， 本 昂贵 ， 不能得 到高浓 ３ ４ 纳 米磁性结构复合材料 的制备 量 使 ． 成 还 料 具 有 一 些 奇异 的物 理 和 化 学性 能 。 度 的磁 流体 ，因而实用 性差 。 如 纳米 磁单 畴具 有 奇异 的超 顺磁 性 和
新功能纤维
导 电复盒纤维
随着 合成纤 维的广泛 应用 ，合成纤维 及
其 制 成 品 表 面 积 聚 的 静 电 日益 成 为 安 全 生
磁 性纤维 是一 种新 型它可 以分为磁性 纺
产 、信 息 电子 产 品质 量稳定 的不利 因素 ，合
成 纤 维 的 静 电 问 题 同 时 也 困 扰 并 影 响 着 人
纤维 素 纤维用于 制磁 性纸等 。用 它们做 成的
磁制 品 可在磁记 录 、 忆 、电磁 转换 、屏蔽 、 记
防护 、医疗 和生 物技术 、分离 纯化 等诸 多方
面予 以应 用。对于 纺织工 业来 说需要 的是磁
性 纺织纤 维。 它是 一种兼 具纺 织纤维 特性和 磁 性 的材 料。
织 纤维和 非纺 织纤维 。磁性 非纺 织纤维 ，如 磁 性合 金纤维 用于制造 磁性 复合材 料 ，磁 性
们 的 日常生活 。 因此 ，合成纤 维 的抗 静 电技 术 一直 是功 能化 纤维研 究领域 的 重点之一 。 经 过 研 究和 实践 ，发 现 将 导 电性 物质 如 碳 黑 、碳 纤维、金属 衍生 物与普 通聚合 物复合 后 ．再通 过复合 纺丝技术就 可制 成导 电性 能 优 异、耐久 性好 、不依赖 于环境 湿度 的导 电 复合 纤维 ，并且具 有用量 少 ，通 过交织 、共
目前制 备磁性 纤维 是采用 线性聚 合物 与
纺 就 能制 成 各类抗 静 电纺织 品 的特 点 。 抗 菌纤维
在 人体致病 菌 的繁 殖和传递 过程 中 ，服 装和 家纺是一 个重要 的媒介 。致病 菌在纺 织 品上不 断繁殖 以及细菌 分解在 织物上 ，使 污 物 产生臭味 ，并导致皮炎及其 它疾病 的发生 ，
舒 适。
磁致伸缩
常用形状记忆合金
形状记忆合金 镍-钛系 铜系
目前用量最大 优点：抗拉强度高、疲劳 强度高、耐蚀性好、密度 小、与人体有生物相容性 缺点：成本高、加工困难
缺点：功能不如镍-钛系 优点：成本低、加工容易
铁系
缺点：功能不如铜系 优点：具有价格竞争优势
（二）形状记忆聚合物
形状记忆聚合物不同于马氏体相变，而是基于高分子 材料中分子链的取向与分布的变化过程；
构成
成分：各种氧化物陶瓷。 典型的有：
SnO2、ZnO、 -Fe2O3、ZrO2、 α-Fe2O3、 TiO2等 几何形状：
薄膜型、厚膜型、多孔型
应用
SnO2气敏陶瓷： 用于氢、甲烷、丙烷、乙醇、丙酮、一氧化碳、
激光器
自1960年梅曼研制出第一台红宝石激光器以来，激光器的研制和应用有 了飞速发展，在工业、医疗、民用、国防等领域应用广泛。
激光器主要由三部分组成：激光工作物质、激励能源、光学共振腔。
1）工作物质是激光器的核心，只有能实现能级跃迁的物质才能作为激光 器的工作物质。
2）激励能源（光泵） 作用是给工作物质以能量，即将原子由低能级激 发到高能级的外界能量。
常用热电偶材料
热电偶材料 铜-康铜
镍铬-镍铝 铂铑-铂 钨-铼 金铁
低温热电偶
适合温度范围 -200-400℃
适合温度范围 <1300℃
适合温度范围 <1350℃
短期可达1600 ℃
适合温度范围 <2500℃
短期可达2800 ℃
适合温度范围 -270-0℃
适合温度范围 -269-0℃
常用热电偶材料
T>Tg ， 可 逆 相软化，固定 相在回复应力 的作用下使制 品恢复到初始 形状
功能材料全套课件
硅Si半导体材料
硬化镓GaAs半导体材料
功能材料的分类
功能材料种类繁 多，涉及面广， 有多种分类方法。 目前主要是根据 材料的化学组成、 应用领域、使用 性能进行分类。
按化学组成 金属功能材料 陶瓷功能材料
高分子功能材料
复合功能材料
研究背景 2-1
按应用领域
电工材料 能源材料 信息材料 光学材料 仪器仪表材料 航空航天材料 生物医学材料 传感器用敏感材料
按使用性能
电功能材料 磁功能材料 光功能材料 热功能材料 化学功能材料 生物功能材料 声功能材料 隐形功能材料
功能材料的现状
近几年来，功能材料迅速发展，已有几十大类， 10万多品种，且每年都有大量新品种问世。现已开发 的以物理功能材料最多，主要有：
1）单功能材料，如：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、热控材料、光学 材料、激光材料、红外材料等。
5）新形态和新概念功能材料，如：液晶材料、梯度材料、 纳米材料、非平衡材料等。
目前，化学和生物功能材料的种类虽较少，但其 发展速度很快，其功能也更多样化。
功能材料的展望
展望21世纪，功能材料的发展趋势为：
1）开发高技术所需的新型功能材料，特别是尖端 领域（航空航天、分子电子学、新能源、海 洋技术和生命科学等）所需和在极端条件下 （超高温、超高压、超低温、强腐蚀、高真 空、强辐射等）工作的高性能功能材料；
导体电阻率公式
电阻率公式：
i T
ρi取决于晶格缺陷的多 少，缺陷越多， ρi越大，一 般与温度无关；ρT取决于晶 格的热振动。
电阻率随着温度升高而升高，这是导体的一个特征。
导体材料的种类
导体材料按照化学成分主要有以下三种：