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功能材料是什么以及功能材料的分类

来源:海南星辉建筑工程有限公司  日期:2020-11-16 11:29:58  点击:140  属于:新闻资讯
功能材料是什么
 
功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。在国外,常将这类材料称为功能材料(Functional Materials)、特种材料(Speciality Materials)或精细材料(Fine Materials)。功能材料涉及面广,具体包括光、电功能,磁功能,分离功能,形状记忆功能等等。这类材料相对于通常的结构材料而言,一般除了具有机械特性外,还具有其他的功能特性(《现代功能材料及其应用》)。
 
功能材料根据材料的特性特征和用途,可以将功能材料定义为:具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物学功能及其相互转化的功能,被用于非结构目的的高技术材料(《新型功能材料》)
 
功能材料怎么分类
 
功能材料种类繁多,涉及面广,迄今还没有一个公认的分类方法。目前主要是根据材料的物质性,或功能性、应用型进行分类。
 
(1)根据材料的物质性进行分类
 
①金属功能材料
 
②无机非金属功能材料
 
③有机功能材料
 
④复合功能材料
 
(2)根据材料的功能性进行分类
 
按照材料的物理化学功能进行分类,例如,按材料的主要使用性能大致可分为9大类型:
 
①电学功能材料
 
②磁学功能材料
 
③光学功能材料
 
④声学功能材料
 
⑤力学功能材料
 
⑥热学功能材料
 
⑦化学功能材料
 
⑧生物医学功能材料
 
⑨核功能材料
 
(3)根据材料的应用性进行分类
 
按照功能材料应用的技术领域进行分类,主要可分为信息材料、电子材料、电工材料、电讯材料、计算机材料、传感材料、仪器仪表材料、能源材料、航空航天材料、生物医用材料。
 
典型功能材料
 
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。
 
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,都是研究的热点。
 
生态环境
 
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。