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功能材料是什么以及功能材料的分類

來源:海南星輝建筑工程有限公司  日期:2020-11-16 11:29:58  點擊:187  屬于:新聞資訊
功能材料是什么
 
功能材料是指通過光、電、磁、熱、化學、生化等作用后具有特定功能的材料。在國外,常將這類材料稱為功能材料(Functional Materials)、特種材料(Speciality Materials)或精細材料(Fine Materials)。功能材料涉及面廣,具體包括光、電功能,磁功能,分離功能,形狀記憶功能等等。這類材料相對于通常的結構材料而言,一般除了具有機械特性外,還具有其他的功能特性(《現代功能材料及其應用》)。
 
功能材料根據材料的特性特征和用途,可以將功能材料定義為:具有優良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物學功能及其相互轉化的功能,被用于非結構目的的高技術材料(《新型功能材料》)
 
功能材料怎么分類
 
功能材料種類繁多,涉及面廣,迄今還沒有一個公認的分類方法。目前主要是根據材料的物質性,或功能性、應用型進行分類。
 
(1)根據材料的物質性進行分類
 
①金屬功能材料
 
②無機非金屬功能材料
 
③有機功能材料
 
④復合功能材料
 
(2)根據材料的功能性進行分類
 
按照材料的物理化學功能進行分類,例如,按材料的主要使用性能大致可分為9大類型:
 
①電學功能材料
 
②磁學功能材料
 
③光學功能材料
 
④聲學功能材料
 
⑤力學功能材料
 
⑥熱學功能材料
 
⑦化學功能材料
 
⑧生物醫學功能材料
 
⑨核功能材料
 
(3)根據材料的應用性進行分類
 
按照功能材料應用的技術領域進行分類,主要可分為信息材料、電子材料、電工材料、電訊材料、計算機材料、傳感材料、儀器儀表材料、能源材料、航空航天材料、生物醫用材料。
 
典型功能材料
 
超導材料
 
以NbTi、Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現了商品化,在核磁共振人體成像(NMRI)、超導磁體及大型加速器磁體等多個領域獲得了應用;SQUID作為超導體弱電應用的典范已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用,其靈敏度是其它任何非超導的裝置無法達到的。但是,由于常規低溫超導體的臨界溫度太低,必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統中使用,因而嚴重地限制了低溫超導應用的發展。
 
醫用材料
 
作為高技術重要組成部分的生物醫用材料已進入一個快速發展的新階段,其市場銷售額正以每年16%的速度遞增,預計20年內,生物醫用材料所占的份額將趕上藥物市場,成為一個支柱產業。生物活性陶瓷已成為醫用生物陶瓷的主要方向;生物降解高分子材料是醫用高分子材料的重要方向;醫用復合生物材料的研究重點是強韌化生物復合材料和功能性生物復合材料,帶有治療功能的HA生物復合材料的研究也十分活躍。
 
能源材料
 
太陽能電池材料是新能源材料研究開發的熱點,IBM公司研制的多層復合太陽能電池,轉換率高達40%。美國能源部在全部氫能研究經費中,大約有50%用于儲氫技術。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍,關鍵是電池材料,如固體電解質薄膜和電池陰極材料,還有質子交換膜型燃料電池用的有機質子交換膜等,都是研究的熱點。
 
生態環境
 
生態環境材料是20世紀90年代在國際高技術新材料研究中形成的一個新領域,其研究開發在日、美、德等發達國家十分活躍,主要研究方向是:①直接面臨的與環境問題相關的材料技術,例如,生物可降解材料技術,CO 2氣體的固化技術,SOx、NOx催化轉化技術、廢物的再資源化技術,環境污染修復技術,材料制備加工中的潔凈技術以及節省資源、節省能源的技術;②開發能使經濟可持續發展的環境協調性材料,如仿生材料、環境保護材料、氟里昂、石棉等有害物質的替代材料、綠色新材料等;③材料的環境協調性評價。
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