功能材料的分类?

功能材料的分类?
功能材料的分类?

功能材料的分类?
首先,功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能,特殊的物理、化学、生物学效应,能完成功能相互转化,主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料.
　当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中,发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段.
超导材料
　　以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化,在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用,其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的.但是,由于常规低温超导体的临界温度太低,必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展. 　　高温氧化物超导体的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦（ 4.2K）提高到液氮（77K）温区.同液氦相比,液氮是一种非常经济的冷媒,并且具有较高的热容量,给工程应用带来了极大的方便.另外,高温超导体都具有相当高的上临界场[H c2 (4K)>50T],能够用来产生20T以上的强磁场,这正好克服了常规低温超导材料的不足之处.正因为这些由本征特性Tc、Hc2所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力,吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备,对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究.高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系,在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题,这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等.一些材料科学研究领域最新的技术和手段,如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体,其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题.高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展.
生物医用材料
　　作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段,其市场销售额正以每年16%的速度递增,预计20年内,生物医用材料所占的份额将赶上药物市场,成为一个支柱产业.生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向；医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物复合材料和功能性生物复合材料,带有治疗功能的HA生物复合材料的研究也十分活跃.
能源材料
　　太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点,IBM公司研制的多层复合太阳能电池,转换率高达40%.美国能源部在全部氢能研究经费中,大约有50%用于储氢技术.固体氧化物燃料电池的研究十分活跃,关键是电池材料,如固体电解质薄膜和电池阴极材料,还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等,都是目前研究的热点.
生态环境材料
　　生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域,其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃,主要研究方向是：①直接面临的与环境问题相关的材料技术,例如,生物可降解材料技术,CO 2 气体的固化技术,SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术,环境污染修复技术,材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术；②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料,如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；③材料的环境协调性评价.
智能材料
　　智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化.科学家预言,智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命.国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司在导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间,仅为10分钟；在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果.