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什么是功能材料?这要先从材料说起。什么是材料呢?材料的定义是:材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质。那么,制造物品、器件等的物质,应该具有什么样的特质呢?这要从需要出发。在制造这些物品时,有的地方,需要材料承受力,而有的地方需要材料具有感知性能,有的地方需要接受命令并且去执行。这样你就明白了,它们的任务不一样,也就有不同的材料去完成不同的任务,也就需要材料具有各自特殊的功能。就好比一个团队,既需要搬动物品的大力士,又需要头脑灵活的组织者等等。好了,简单说,承受力的材料就叫做结构材料,而具有特殊的物理和化学性能的材料就叫做功能材料。其实,有些结构材料也具有特定的物理和化学性质,有时也可作为功能材料使用。比如,铜,可以作为承受力的零件,也可以作为导电材料使用。
功能材料是一个很大的家族。有很多种类。功能材料分类,也是从不同角度分类的。可以按材质分类的,可以按物理性质分类的,也可以按应用领域分类的。下面按照这些分类方法,看看有哪些功能材料吧。
根据材料的物质性进行分类分为:金属功能材料、无机非金属功能材料、聚合物功能材料、复合功能材料。
按照材料物理性质分类分为:磁性材料、电性材料、光学材料、声学材料、力学材料、化学功能材料等。
按照功能材料的应用领域分类分为:电子材料、军工材料、核材料、信息工业用材料、能源材料、医学材料等。
典型功能材料有;
1超导材料——处于超导态时电阻为零。
2智能材料——能感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行指令(磁致伸缩材料,电流变液和磁流变液)。
3磁性材料——能对磁场作出某种方式反应的材料。
4形状记忆合金——具有形状记忆效应的合金。
5半导体材料——具有半导体性能,导电能力介于导体与绝缘体之间,可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。
6光电子材料——以光子、电子为载体,处理、存储和传递信息的材料。
7电触头材料——用于接触通断电。一般要求具有好的导电导热性,高耐电压特性,抗电弧烧蚀,抗熔焊,低截流,抗介质腐蚀,一定的强度和易切削加工等综合性能良好。
8因瓦合金——很小的甚至接近零的膨胀系数,又称为不膨胀钢。
9导电合金——用来传导电能的合金材料。
10敏感材料——能将物理和化学等非电参量转换为电参量的材料。例如:温敏材料,湿敏材料,气敏材料,压敏材料等。
图1钕铁硼永磁材料图2稀土超磁致伸缩材料