新型智能材料
① 试列举一些你所用过的、见过的新型高分子材料制品,并指出其性能和特点
一、功能高分子材料
功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料.如高分子分离膜①是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜.它的特点是能够有选择地让某些物质通过,而把另外一些物质分离掉.这类分离膜广泛应用于生活污水、工业废水等废液处理以及回收废液中的有用成分,特别是在海水和苦咸水的淡化方面已经实现了工业化.在食品工业中,分离膜可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒等,分离时不需要加热,并可保持食品原有的风味.未来的高分子膜不仅可以用在物质的分离上,而且还能用在各种能量的转换上,如传感膜能够把化学能转换成电能,热电膜能够把热能转换成电能等.这种新的高分子膜为缓解能源和资源的不足,解决环境污染问题带来希望.
在医学上,人们一直想用人工器官来代替不能治愈的病变器官,但是,在过去很长一段时间内都没有成功,主要是材料问题解决不了.直到高分子材料大力发展以后,人们的这种愿望才初步得以实现.合成高分子材料一般具有优异的生物相容性,较少受到排斥,可以满足人工器官对材料的苛刻要求.此外,用作人体不同部位的人工器官,还必须具备某些特殊的功能.拿人工心脏来说,不仅要求材料与血液能有很好的相容性,不能引起血液凝固、破坏血小板等,而且还要求材料具有很高的机械性能.这是因为,心跳一般为75次/分左右,如果使用10年,人工心脏就得反复挠曲4亿次,这样高的要求,一般材料是很难胜任的,目前大都使用硅聚合物和聚氨酯等高分子材料.随着医用高分子材料的发展,人类目前已经制成从皮肤到骨骼,从眼到喉,从心肺到肝肾等各种人工器官.所有这些再加上新型高分子药物的发展都将为人类的健康和长寿作出不可估量的贡献.
二、复合材料
随着社会的发展,单一材料已不能满足某些尖端技术领域发展的需要,为此,人们研制出各种新型的复合材料.复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料.其中一种材料作为基体,另外一种材料作为增强剂,就好像人体中的肌肉和骨头一样,各有各的用处.例如,以玻璃纤维和树脂组成的复合材料——玻璃钢,质轻而坚硬,机械强度可与钢材相比,可做船体、汽车车身等,也可做印刷电路板.复合材料可以发挥每一种材料的长处,并避免其弱点,既能充分利用资源,又可以节约能源.因此世界各国都把复合材料作为大有发展前途的一类新型材料来研究.
由于复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在综合性能上超过了单一材料,因此,宇航工业就成了复合材料的重要应用领域.我们知道,质量对于飞机、导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船来说是一个非常重要的因素.有的导弹的质量每减少1 kg,它的射程就可以增加几千米.而且这些航天飞行器还要经受超高温、超高强度和温度剧烈变化等特殊条件的考验,所以,复合材料就成为理想的宇航材料,它的发展趋势从小部件扩大到大部件,从简单部件扩大到复杂部件,成为宇宙航空业发展的关键所在.另外,复合材料在汽车工业、机械工业、体育用品甚至人类健康方面的应用前景也十分广阔.
三、有机高分子材料的发展趋势
目前,世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入.一方面,对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,使它们的性能不断提高,应用范围不断扩大.例如,塑料一般作为绝缘材料被广泛使用,但是近年来,为满足电子工业需求,又研制出具有优良导电性能的导电塑料.导电塑料已用于制造电池等,并可望在工业上获得更广泛的应用.另一方面,与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强,并且取得了一定的进展,如仿生高分子材料、高分子智能材料等.这类高分子材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药领域已显示出潜在的应用前景.总之,有机高分子材料的应用范围正在逐渐扩展,高分子材料必将对人们的生产和生活产生越来越大的影响.
隐形眼镜
角膜接触镜,俗称隐形眼镜.它是一种直接贴附在角膜表面的镜片,可随着眼球运动而运动,具有视力矫正作用.隐形眼镜可分为硬质、半刚性和软质三种,硬质隐形眼镜是由基本上不能透过氧的有机玻璃以及可渗透氧的硅氧烷和丙烯酸酯共聚物制成;半刚性隐形眼镜则是由可渗透氧和可维持角膜表面正常呼吸的硅橡胶制成,需使用专用的润湿溶液来保持润湿;为了满足舒适性和生理上的要求,目前大量使用的是软质隐形眼镜,最常用的是由聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成的中心厚度为0.05 mm的超薄镜片.HEMA分子是网状结构,使镜片具有吸附和释放低分子液体的功能,含水量越高,镜片的功能越好,现在已经有了十几种新的材料.目前的软质隐形眼镜不能连续长期戴用,必须每天取下消毒.一些角膜重症及某些眼病患者也不适宜使用软质隐形眼镜.
② 新型玻璃的材料是什么
第1章 新型材料导论
1.1 新型材料与高新技术
1.1.1 何谓“新型材料”,“高新技术”
1.1.2 新型材料是高新技术研究、开发的先导和基石
1.2 新型材料的特征与分类
1.2.1 新型材料的特征
1.2.2 五彩缤纷、绚丽多彩的材料世界
1.3 材料的成分、结构与性能之间的关系
1.3.1 材料科学的“四要素”与“五要素”
1.3.2 材料结构、成分、性能与应用之间的关系
1.4 新型材料的发展趋势
1.4.1 伴随高科技的迅猛发展,对新型材料提出新的总体要求
1.4.2 新型材料的发展趋势
思考题
第2章 新型金属材料
2.1 概述
2.1.1 金属材料仍将是21世纪最主要的结构材料
2.1.2 金属材料的主要强韧化途径
2.2 新型工程结构用钢
2.2.1 低合金结构钢
2.2.2 新型工程结构用钢的成分与组织设计
2.2.3 控制加工工艺过程,提高钢的强韧性
2.2.4 控制夹杂物形态
2.2.5 微合金化低碳高强度钢
2.2.6 微合金化低碳F-M双相钢
2.2.7 发展新型低合金结构钢
2.2.8 积极开发低碳马氏体(M)钢
2.3 新型机器零件用钢——非调质钢
2.3.1 概述
2.3.2 强韧化特点
2.3.3 冶金工艺特点
2.3.4 性能特点
2.3.5 非调质钢的应用
2.3.6 非调质钢的发展与研究动向
2.4 金属间化合物高温结构材料
2.4.1 金属间化合物及其特性
2.4.2 改善金属间化合物作为高温结构材料的方法
2.4.3 金属间化合物结构材料的发展
2.5 刚柔相济的超塑性合金
2.5.1 超塑性合金的由来
2.5.2 超塑性合金的优点
2.5.3 为什么金属会产生超塑性行为
2.5.4 外界条件对超塑性的影响
2.5.5 超塑性合金的作用
思考题
第3章 新型聚合物合成材料
3.1 概述
3.1.1 聚合物材料的发展与分类
3.1.2 聚合物材料的性能
3.1.3 聚合物材料的强韧化(即改性)
3.1.4 聚合物材料的发展前景展望
3.2 新型工程塑料
3.2.1 通用工程塑料
3.2.2 特种工程塑料
3.3 聚合物液晶材料
3.3.1 何谓液晶材料
3.3.2 聚合物液晶材料的形成
3.3.3 聚合物液晶材料的类型
3.3.4 聚合物液晶必须具备的条件
3.3.5 聚合物液晶特殊的结构
3.3.6 奇妙的效应
3.3.7 聚合物液晶材料的应用
3.3.8 聚合物液晶材料的发展
3.4 导电聚合物材料
3.4.1 概述
3.4.2 结构型导电聚合物材料
3.4.3 复合型导电聚合物材料
3.5 聚合物材料与可持续发展
3.5.1 废弃聚合物的回收与再利用
3.5.2 绿色聚合物——环保与可降解聚合物
思考题
第4章 新型无机非金属材料
4.1 概述
4.1.1 无机非金属材料的范围
4.1.2 无机非金属材料的分类
4.1.3 无机非金属材料的制备方法
4.1.4 无机非金属材料的基本特点
4.1.5 无机非金属材料的应用发展前景
4.2 氧化物陶瓷材料
4.2.1 氧化铝(aluminum oxide,alumina)
4.2.2 二氧化锆
4.2.3 ZTA陶瓷
4.3 碳化物陶瓷材料
4.3.1 碳化硅(silicon carbide)陶瓷
4.3.2 碳化硼(boron carbide)陶瓷
4.3.3 碳化钛陶瓷
4.4 氮化物陶瓷材料
4.4.1 氮化硅陶瓷(silicon nitride ceramics)
4.4.2 SiMon陶瓷
4.4.3 氮化铝陶瓷(aluminium nitride ceramics)
4.4.4 氮化硼陶瓷
4.5 碳素材料
4.5.1 概述
4.5.2 石墨材料的分类和应用
4.5.3 C60和碳纳米管材料
思考题
第5章 新型复合材料
5.1 概述
5.1.1 复合材料的概念
5.1.2 复合材料的分类
5.1.3 复合材料的性能特点
5.1.4 复合材料的现状与发展前景
5.2 复合材料用增强材料
5.2.1 纤维增强体
5.2.2 颗粒增强体
5.2.3 片状增强体
5.2.4 织物增强体
5.2.5 毡状增强体
5.3 聚合物(树脂)基复合材料
5.3.1 概述
5.3.2 纤维增强聚合物基复合材料
5.3.3 颗粒填充聚合物基复合材料
5.3.4 聚合物基层状复合材料
5.4 金属基复合材料
5.4.1 连续纤维增强金属基复合材料
5.4.2 晶须增强金属基复合材料
5.4.3 颗粒增强金属基复合材料
5.5 陶瓷基复合材料
5.5.1 纤维增强陶瓷基复合材料
5.5.2 晶须增强陶瓷基复合材料
5.5.3 颗粒弥散强化陶瓷基复合材料
5.5.4 纳米陶瓷(基)复合材料
5.6 梯度功能材料研究进展
5.6.1 概述
5.6.2 梯度功能材料的研究动态
5.6.3 前景展望
思考题
第6章 非晶、准晶与纳米材料
6.1 材料的稳定态与亚稳态
6.1.1 亚稳态常见的几种类型
6.1.2 为什么非平衡的亚稳态能够存在
6.2 非晶态材料
6.2.1 非晶态的形成
6.2.2 非晶态的结构特性
6.2.3 非晶态合金的性能
6.2.4 非晶态合金的制备与应用
6.3 材料的准晶态
6.3.1 准晶的形成
6.3.2 准晶的结构特征
6.3.3 准晶的性能
6.3.4 准晶的应用
6.4 纳米材料
6.4.1 概述
6.4.2 纳米材料的结构特征
6.4.3 纳米材料的性能
6.4.4 纳米材料的合成与制备
6.4.5 纳米材料的应用
6.4.6 实现“在原子和分子水平上制造材料和器件”的梦想
思考题
第7章 新型功能材料
7.1 概述
7.1.1 功能材料的发展
7.1.2 功能材料的特征与分类
7.1.3 功能材料的现状与展望
7.2 新型电功能材料——超导材料
7.2.1 超导材料的开发历程
7.2.2 超导体的几个特征值
7.2.3 超导材料的类型
7.2.4 超导材料的应用
7.3 生物医学材料
7.3.1 生物医学材料的发展概况
7.3.2 生物医学材料的用途、基本特性及分类
7.3.3 金属生物医学材料
7.3.4 生物陶瓷
7.3.5 生物医用聚合物材料川
7.3.6 生物医学材料的发展趋势
思考题
第8章 新能源材料
8.1 锂离子电池材料
8.1.1 概述
8.1.2 锂离子电池负极材料的研究
8.1.3 锂离子电池正极材料
8.1.4 二次锂离子电池电介质研究的进展
8.2 镍氢电池材料
8.2.1 概述
8.2.2 镍氢电池的正极材料
8.2.3 镍氢电池的负极材料——储氢合金
8.2.4 Ni-MH电池的电解液
8.3 燃料电池材料
8.3.1 概述
8.3.2 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
8.3.3 固体氧化物燃料电池(SOFC)
8.3.4 质子交换膜燃料电池(PEMFC)
思考题
第9章 智能材料
9.1 概述
9.1.1 智能材料的发展历程
9.1.2 智能材料的定义与特性
9.2 神秘的形状记忆智能材料
9.2.1 形状记忆效应(SME)的概念
9.2.2 SME的实质
9.2.3 SMA材料与开发过程
9.2.4 SMA的应用
9.2.5 形状记忆陶瓷与形状记忆聚合物材料的开发、应用
9.3 发展中的电流变液智能材料
9.3.1 概述
9.3.2 电流变液的分类及电流变液效应
9.3.3 电流变液的影响因素
9.3.4 电流变液的应用
9.3.5 电流变液材料的研究进展
③ 新型材料及其应用的介绍
本书以材料的开来发、源特征、性能、应用及发展前景为重点,介绍了各类新型材料。共9章,第1章新型材料导论,介绍了新型材料的定义、分类、成分(组成)、组织结构与性能之间的关系及发展趋势;第2~9章介绍了新型金属材料,新型聚合物材料,新型无机非金属材料,新型复合材料,非晶、准晶与纳米材料,新型功能材料,新能源材料与智能材料。力求通俗易懂、避免过多理论推导,以点带面,抛砖引玉、引领求知者深入学习新型材料。本书可作材料工程领域工程硕士专业的基础必修课程、本科生的选修课的教材,也用于理工科学生及工程技术人员参考。
④ 新型功能材料有哪些呢
新型功能材料主要包括电子信息、能源、纳米、生物医用、高温超导、金刚石薄膜等材料。其中,最被外界熟知的有磁性材料、锂离子电池材料、太阳能电池材料等。
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。
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。
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,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。
⑤ 什么是新型智能材料屏幕据说屏幕表面对清洁度要求甚高,是吗那用我们常见的什么清洗设备是最佳的选择
新型智能材料屏幕超声波清洗机是威固特公司研发出专为清洗智能材料类的高端精版密清权洗设备。新型智能材料,将颠覆现有的智能手机、平板、智能手表的屏幕,因为它完全不需要用电。现在智能设备的续航问题一直难让人满意,而其中90%的电量都消耗于屏幕背光,而一旦使用新的屏幕材料,手机的续航能够轻松达到一周。
威固特此次设计的新型智能材料屏幕超声波清洗机主要应用于智能材料屏幕清洗、检测烘干的一种装置。该产品是一种机电产品,通过压电陶瓷材料做成的超声波换能器将超声频电振荡转变成机械振动,在液体中产生超声波振动进行清洗。利用超声波可以穿透固体物质而使整个清洗介质振动并产生空化气泡,该清洗方式对任何生活用具不存在清洗不到的死角,且清洗洁净度非常高。超声波清洗机相比其他多种的清洗方式,超声波清洗机显示了巨大的优越性。