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综述—永磁材料

综述—永磁材料
综述—永磁材料

Nd-Fe-B系稀土永磁材料的研究进展

邓少杰

合肥工业大学工业与装备技术研究院

摘要钕铁硼磁体被称为第3代稀土永磁材料,是目前综合磁性能比较高的永磁材料。探讨了钕铁硼永磁材料的发展前景以及行业存在的问题,对钕铁硼永磁材料生产和应用现状进行了分析。概述了钕铁硼永磁材料的研究进展和应用领域,介绍了钕铁硼磁体的性能及先进制备工艺。纵观全文,钕铁硼永磁材料已进入一个崭新的发展阶段,应用前景广阔。关键词

稀土永磁材料钕铁硼

磁性能

制备工艺

1绪论

1.1永磁材料的定义

永磁材料又称为硬磁材料,它是一种经过外加强磁场的磁化,再去掉外加磁场之后能长时期保留其较高的剩余磁性能,经受振动、温度等环境因素和不太强的外加磁场的干扰的强磁材料。又因为其具有高的矫顽力,能经受外加不太强的磁场的干扰,故又称硬磁材料。

1.2钕铁硼系稀土永磁材料的现状及研究意义

在钕铁硼刚开始生产应用之初,世界钕铁硼生产能力主要集中在日、美、中、欧等少数国家手中。其中,日、美在永磁的开发、生产和推广应用方面的技术一直处于世界前茅,同时也是最大的永磁消费市场,并形成了几家能力大、质量好、竞争力强的超大规模企业。目前,日本住友特殊金属公司、日本信越化学实业公司、TDK 等在钕铁硼的销量上分居世界第一、二、三位,而中国的北京中科三环高技术股份有限公司与日本的TDK 并列排在第三位。

中国在20世纪80年代初开始从事稀土永磁材料的研究。目前,中国钕铁硼产业已经占全球近80%市场份额,是全球烧结钕铁硼磁体的产业中心。2010年,中国铁硼磁体产量已经超过世界总产量的80%。随着中国对稀土出口限制管理日趋严格,未来中国高性能钕铁硼永磁材料产量将继续扩大,占全球总产量比例有望继续提升。目前,中国钕铁硼永磁材料生产企业已达120多家,国内有5家企业的生产规模已近千吨。而上百吨生产规模的企业有20余家,但所产磁体大部分都是中低档产品,绝大多数应用在性能要求不高的领域。所以,中国烧结钕铁硼产量虽处于世界前列,但所得利润却很有限。从世界范围来看,高性能钕铁硼永磁体发展前景看好,市场竞争力也较强。永磁材料是一种重要的基础功能材料,它的基本功能是提供稳定持久的磁通量,不需要消耗电能,是节约能源的重要手段之一。同时永磁材料使器械和设备结构简单,制造成本和维修保养成本降低[1]。因此,永磁材料的应用面越来越广,应用量越来越大。当今,永磁材料按磁性能的高低,大致可分为2类。一是一般永磁材料,如铝镍钴、铁氧体,磁性能较低,但价格低;二是稀土永磁材料,如钐系磁体(如SmCo5)及钕系磁体(Nd-Fe-B),磁性能较高,但价格贵[2]。随着电子器件的小型化、微型化的发展要求,高性能稀土永磁材料应用越来越广泛。钕铁硼的最大磁能积最高,由于不含贵重金属Sm和Co,价格较低,近年来发展迅速。也因为Nd-Fe-B系永磁材料的性能比传统的永磁材料的要高,称为创世界纪录的磁性材料。并且用金属铁代替稀土永磁一、二代所用的金属钴,以成本低、资源丰富的金属钕代替资源较少的稀土金属钐。再者永磁材料有矫顽力高、剩余磁感应强度高、最大磁能积高和稳定性高这四大优势。而随着当今世界的飞速发展的要求,永磁材料的研究就显得极为必然。

也因钕铁硼是重要的金属功能材料,作为第三代稀土型永磁材料,由于其良好的磁性能被科技人员称为“磁王”,利用其能量的转换

功能和磁的各种物理效应可制成多种样式的功能器件。钕铁硼磁性材料已被广泛应用于航空、航海、电子等众多领域,成为高科技、新兴产业与社会进步的重要物质基础之一。钕铁硼永磁材料的应用可以大大减小整机的体积和质量,如在磁盘上的应用,可以使磁盘驱动器微型化,而且性能更好。在音响器件中,钕铁广泛应用于微型扬声器、耳机及高档汽车的扬声器,大大提高了音响的保真度和信噪比。此外还可以应用于直流电机及核磁共振成像,特别是在磁悬浮列车上的应用不仅数量大,而且可以实现高速运输、安全可靠及噪声小等特点。综上所述,钕铁硼实属高科技新材料。

2钕铁硼系稀土永磁材料的制备工艺

目前我国研究的方法有粉末冶金法、熔体快淬法、还原扩散法、HDDR法、热变形法、双合金法与机械合金法等等。近些年来生产高性能稀土永磁材料常用的方法为快速凝固鳞片铸锭+氢破碎+气流粉碎及SC+HD+JM的工艺。以下是上述的常用或者重点方法的具体介绍。

2.1粉末冶金法

目前我国主要用粉末冶金法(烧结法)生产这种磁体。其主要过程如下:原材料→预处理→配料→熔炼→破碎→细磨→混料→压型→烧结→热处理→机加工→电镀→充磁→检验→包装→入库[3]。合金成分及其微观组织最优化是高性能化烧结Nd-Fe-B永磁的关键。烧结钕铁硼磁体采用粉末冶金工艺,使得烧结磁体内部必然存在一定数目的气孔和缺陷,这在过去的研究中已经发现[4]。气孔和缺陷的存在,一方面使磁体的密度下降,连续性降低,容易产生应力集中;另一方面,气孔的存在使有效承载面积下降。这两方面均为造成材料塑韧性差的原因。

2.2熔体快淬法

在Nd-Fe-B的制取工艺方面除了传统的粉末冶金工艺外,美国GM公司采用先进的快淬工艺技术制备快淬钕铁硼磁体。经对比实验发现,快淬钕铁磁体的矫顽力是普通烧结钕铁磁体的1.5—2倍,温度特性也得到了相应的改善该公司用快淬工艺研制出树脂粘合型Nd-Fe-B 磁体,具有生产能力。

2.3 HDDR法

HDDR过程分为氢化、歧化、脱氢与重组合四个阶段。它是制备稀土金属间化合物磁性粉末的行之有效的方法。1989年,三菱公司的T Takeshita,K kayama发现在相近温度下,对歧化物进行强制脱氢处理,歧化物再脱氢后重新形成细小的Nd2Fe14B相和少量的富Nd相,从而获得了具有高矫顽力的NdFeB磁粉。这四个过程简称为HDDR。脱氢、重合反应是前一个反应的逆反应,反应后的Nd2Fe14B相已经不是铸锭原来的粗大颗粒,而成为细小晶粒的集合体,由于吸氢时产生体积膨胀;很容易破碎成粉末[5,6]。多年来,三菱公司、伯明翰大学、爱知制钢和北京科技大学等企业、高等院校的研究小组对HDDR法制备各向异性粘结Nd-Fe-B 磁粉、粘结Nd-Fe-B磁体,取得了显著进展。

3钕铁硼系稀土永磁材料的性能及影响其因素

3.1性能

钕铁硼永磁材料的主要磁性能参量可分为2类:非结构敏感参量(即内禀参量),如居里温度Tc,主要由材料的化学成分和晶体结构来决定;结构敏感参量,如剩磁Br,最大磁能积Mmax和矫顽力Hcj,这些参量除与内禀参量有关外,还与材料的晶粒尺寸、晶粒取向、晶体缺陷等显微结构有关[7]。

钕铁硼的居里温度低(312℃),对温度极敏感,在受热时其剩磁、特别是内禀矫顽力下降很快,磁性温度系数很大,改善热稳定性的主要途径是合金化。矫顽力高的永磁材料具有较好的温度稳定性[8]。因此,永磁材料的矫顽力越高,可工作的环境温度也就越高。要使磁体的磁能积达到最大值,必须做到:烧结体的密度接近或达到材料的理论密度;尽可能减少非磁性相的体积分数;铁磁性相晶粒的取向度尽可能高。

钕铁硼的稳定性包括3个内容:热稳定性;受外界磁场干扰的稳定性;时间稳定性[9]。钕铁硼永磁材料热稳定性,即其由于所处环境温度改变而产生的磁性能变化用材料的温度系数来表征。永磁材料的磁性能变化分为不可逆

损失和可逆损失两部分:不可逆损失是指温度恢复到原来温度后永磁材料的磁性能不能恢复到原值,从而导致有的电机随着使用电气性能逐步下降[10],应尽量避免;而可逆损失是难以避免的,在电机设计之初就必须充分考虑在稳定温升运行时必须达到的性能。随着钕铁硼永磁材料的发展,温度系数很小的永磁材料已经问世,可小到万分之一[11]。

永磁体一般作为磁场源,在一定空隙内提供恒定的磁场。对于精密仪器仪表和磁性器件,要求在工作环境下,当外界条件变化时,磁体提供的磁场要稳定。与其他永磁材料相比,烧结钕铁硼永磁材料的稳定性要差很多,一般只能在小于100℃温度下工作,而高矫顽力系列的工作温度也不能超过150℃,适用于200℃以上的非常罕见。在永磁电机中,对永磁体的稳定性要求很高,磁能积要求却不是那么严格。目前,制约烧结钕铁硼永磁材料推广应用的关键问题就是其热稳定性,解决好这一问题有着非常重要的意义。

3.2影响因素

一是晶体结构;其晶体结构复杂,滑移系少。烧结 Nd-Fe-B 的晶体结构与密排六方晶格相似,同为层状堆垛结构,但其对称性远较密排六方晶格差,由此可以推断烧结Nd-Fe-B 的滑移系较密排方六晶体的滑移系少,所以烧结钕铁硼塑韧性很差。

二是磁晶各向异性导致力学性能各向异性;磁晶各向异性、形状各向异性和应力各向异性等基本现象在某些方向可以改善磁性材料的性能。由于磁性和弹性的相互耦合作用,必然会引起材料力学性能的各向异性,如单晶体的磁致伸缩各向异性、热膨胀各向异性和抗拉抗弯强度的各向异性等等[12]。因为在不同方向磁体的热膨胀不同,所以在降温过程中磁体内部会产生很大的内应力,这也是烧结Nd-Fe-B力学性能差的重要原因之一。

三是晶界富钕相力学性能弱化;在烧结钕铁硼的显徽组织中,富Nd相主要呈薄层状沿晶界分布,而此种晶界富Nd相的硬度(HV)仅有262,远低于基体的硬度。研究表明:烧结钕铁硼本身晶界弱化,断裂方式主要为沿晶断裂,穿晶断裂比率在5%以上,而且在富钕相聚集较多的三叉晶界处,由于应力集中,会首先出现裂纹扩展发散点。

四是磁体制备工艺—粉末冶金的烧结工艺;烧结钕铁硼磁体采用粉末冶金工艺,使得烧结磁体内部必然存在一定数目的气孔和缺陷,这在过去的研究中已经发现[4]。气孔和缺陷的存在,一方面使磁体的密度下降,连续性降低,容易产生应力集中;另一方面,气孔的存在使有效承载面积下降。这两方面均为造成材料塑韧性差的原因。

4钕铁硼系稀土永磁材料的应用及发展前景

4.1应用

新材料开发的目的在于应用,但是一种新材料开发到应用往往需要经过一个相当长的时间,而当代永磁之王的稀土铁基永磁材料问世以来从未有过的高速度占领了永磁市场,到目前为止经过多年的商品化发展,已经证明它确实成为一个应用范围广、潜力大的极为重要的永磁材料。欧洲共同体委员会曾对稀土铁基永磁材料做过分析,在分析报告中指出:稀土铁基永磁材料不仅将作为与配件配套的现有各类磁体的替代者,而且在取代电磁与非电磁设计的器件的新市场中也将获得广泛应用。

钕铁硼作为第三代稀土永磁材料,广泛应用于电机中。与传统电机相比,具有高效节能、质量轻、体积小、控制调速性好、可靠性强等特点,可广泛应用于风力发电、电动汽车、工业电机、家用电机等领域,其很高的性价比使得其应用领域还在不断拓展,因此近几年在科研、生产、应用方面都得到了持续高速发展。

近年来由于钕铁硼永磁材料综合性能的进一步提升,钕铁硼磁体正在逐步替代其他磁性材料而成为主流磁性材料,应用领域不断扩展。在“节能、环保”的大背景及国家政策的鼓励下,风力发电、新能源汽车及节能家电等行业未来将迅猛发展。随着全球高性能永磁电机的逐步普及,高性能钕铁硼永磁材料需求量不断提高。

4.2发展前景与展望

中国的稀土永磁材料的发展着实令人振奋,也令世界瞩目。中国发展稀土永磁材料具

有得天独厚的条件和国家的大力支持:中国的稀土产量和储量居世界第一,中国的稀土资源储量占了全世界的70%-80%,如中国的总设计师邓小平指示:“中东有石油,中国有稀土”。要将稀土的资源的优势变为经济优势必须作稀土精加工。稀土永磁材料则为稀土资源利用的精加工产品。中国科技部一直将此列为鼓励发展的高科技产品。每年均给予优惠政策、资金支持。

稀土永磁材料发展几十年来,已经从第一代稀土钴基发展到第三代稀土铁基材料,已成功地应用于电机、电脑、电声器材、医疗、工农、国防科技各领域,是现代科学技术发展的基础。稀土永磁材料逐渐由永磁材料家族的普通一员变成主体。21世纪将是稀土永磁材料大发展的世纪,也必是我们大展宏图之时。

致谢

白驹过隙,转眼一个多月的论文写作课就此告一段落。在此期间,收获良多。在此对鲁颖炜老师、左如忠老师以及对此课做出贡献的老师们表以诚挚的谢意。感谢你们的授业、传道、解惑的师德。

参考文献

1 宋后定.永磁材料的应用 [J].磁性材料及器件,2007(4):65—67.

2 林河成.稀土永磁材料的进展 [J].稀土,1994(3):5—7.

3 钟俊辉.高性能永磁材料发展概况 [J].材料导报,1990(2):83—85.

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5 Nakamara H,Kato K,et al.Proc,15th Int.Woncshop on RE Magncts.1998.507.

6 万永.金属材料研究.2003,29(1):52.

7 张修海,熊惟皓,李燕芳等.烧结钕铁硼永磁材料的研究进展 [J] .机械工程材料,2008,32(11);5—9.

8 VIAL F,JOLY F,NEVALAINEN E,et al.Improvement of coercivity of sintered NdFeB permanent magents by heattreatment [J].Joural of Mangnetism and Magnetic Materials,2002,242:1329—1334.

9 王景海,钕铁硼.最理想的永磁材料 [J] .上海金属,1991,12(3):12—19.

10 林岩,姜代维,陈海玲等.国产SH系列烧结钕铁硼永磁体的性能分析 [J] .沈阳工业大学学报,2006,28(5):510—512.

11 林岩,周广旭,唐任远等.烧结钕铁硼材料的热稳定性对电机设计的影响及合理选择[J] .沈阳工业大学学报,2007,29(6):618—622.

12 周寿增.稀土永磁材料及其应用[M].北京:冶金工业出版社,1999:349.

The reaearch progress of the NdFeB rare earth permanent magnets materials

Deng Shaojie

The research institute of industrial and equipment technology

As the third generations of rare earth permanent magent material,the NdFeB magnets possess better integrated magnetic properties by now. The development prospects of NdFeB permanent magnet materials and the problems in development was discussed.The production and application status of NdFeB permanent magnet materials was summarized and analyzed focusing on application field.The reaearch progress and applicantion fields of the NdFeB magnets are reviewed.The property and advanced production technologies of NdFeB magnets are introduced. Throughout the full,It is show that NdFeB permanent magnet materials have been stepping into a new stage of development,and the future is bright.

Rare earth permanent magent material,NdFeB,Magnetic property,Production technology

功能材料文献综述

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有机光电材料综述

有机小分子电致发光材料在OLED的发展与应用的综述电致发光(electroluminescence,EL),指发光材料在电场的作用下,受到电流或电场激发而发光的现象,它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。能够产生这种电致发光的物质有很多种,但目前研究较多而且已经达到实际应用水平的,主要还是无机半导体材料,无机 EL 器件的制作成本较高,制作工艺困难,发光效率低,发光颜色不易实现全色显示,而且由于很难实现大面积的平板显示,使得这种材料的进一步发展具有很严峻的局限性。由于现有的显示技术无法满足我们生产生活的需要,因此促使人们不断地寻求制备工艺成本更低、性能更好的发光材料。有机电致发光材料(organic light-emitting device,OLED)逐渐的进入了人们的视野,人们发现它是一种很有前途的、新型的发光器件。有机电致发光就是指有机材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。根据所使用的有机材料的不同,我们将有机小分子发光材料制成的器件称为有机电致发光材料,即 OLED;而将高分子作为电致发光材料制成的器件称为高分子电致发光材料,即 PLED。不过,通常人们将两者笼统的简称为有机电致发光材料 OLED。 一.原理部分 与无机发光材料相比,有机电致发光材料具有很多优点:光程范围大、易得到蓝光、亮度大、效率高、驱动电压低、耗能少、制作工艺简单以及成本低。综上所述,有机电致发光材料在薄膜晶体管、

太阳能电池、非线性发光材料、聚合物发光二极管等方面存在巨大的需求,显示出广泛的应用前景,因而成为目前科学界和产业界十分热门的科研课题之一。虽然,世界上众多国家投入巨资致力于有机平板显示器件的研究与开发,但其产业化进程还远远低于人们的期望,主要原因是器件寿命短、效率低等。目前有很多关键问题没有解决:1. 光电材料分子结构、电子结构和电子能级与发光行为之间的关系,这是解决材料合成的可能性、调控材料发光颜色、色纯度、载流子平衡及能级匹配等关键问题的理论和实验依据; 2. 光电材料和器件的退化机制、器件结构与性能之间的关系、器件中的界面物理和界面工程等,这是提高器件稳定性和使用寿命的理论和实验基础,也是实现产业化、工业化的根本依据。 1.基态与激发态 “基态”在光物理和光化学中指的是分子的稳定态,即能量最低的状态。如果一个分子受到光或电的辐射使其能量达到一个更高的数值后,分子中的电子排布不完全遵从构造原理,这时这个分子即处于“激发态”,它的能量要高于基态。基态和激发态的不同并不仅仅在于能量的高低上,而是表现在多方多面,例如分子的构型、构象、极性、酸碱性等。在构型上主要表现在键长和二面角方面,与基态相比,激发态的一个电子从成键轨道或非成键轨道跃迁到反键轨道上,使得键长增长、键能级降低;同时,由于激发后共轭性也发生了变化,所以二面角即分子的平面性也发生了明显的改变。 2.吸收和发射

磁性材料的基本特性

一.磁性材料的基本特性 1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 ?饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; ?剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; ?矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等); ?磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关; ?初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp; ?居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度; ?损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r; ?在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(亳瓦特)/表面积(平方厘米) 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换

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文献综述 学生姓名学号 学院经济与管理学院 专业市场营销 题目关于中华老字号品牌发展的文献综述指导教师 2017 年 6 月

一、前言 中华老字号品牌是我国商业文化中的重要组成部分,他们具有鲜明的民族特色。但如今由于消费行为、传播环境的碎片化与多元化、民族意识的回归等因素,给老字号发展带来了前所未有的机遇和挑战。为了改变当今老字号面临的逐渐衰亡的现象,重振老字号品牌。本文搜集了20篇相关文献并根据各家学者的观点,整理汇总成一篇文献综述。先是对中华老字号的概念和界定做归纳整理,接着对当今中华老字号发展的现状情况进行了搜集整合,着重分析了当下中华老字号面临的问题,如缺乏创新、品牌传播方式落后、商标保护意识薄弱等问题。同时根据各位学者针对问题提出的相关建议做了整理,以便为今后对中华老字号的深入研究提供借鉴作用。 二、正文 (一)、中华老字号的概念和界定 老字号是数百年商业和手工业竞争中留下的珍品,都各自经历了艰苦奋斗的发家史而最终统领一行。中华老字号的定义随着时代的发展也有不同的解释,以下有几种不同的,具有代表性的概念和界定: 熊长博(2011)在《中医药老字号的现代化之路》中指出:2006年商务部官方认定的中华老字号定义是指历史悠久,拥有世代传承的产品、技艺或服务,具有鲜明的中华民族传统文化背景和深厚的文化底蕴,取得社会广泛认同,形成良好信誉的品牌。除此之外,品牌的创建时长不得低于50年。[1]程国鹰(2011)在《中华老字号杏花村“汾酒”品牌创新策略研究》里将中华老字号的界定整理出来,具体为:品牌创立于1956年(含)以前,传承独特的产品、技艺或服务,有传承中华民族优秀传统的企业文化,具有中华民族特色和鲜明的地域文化特征,具有历史价值和文化价值,内地资本和港澳台地区资本相对控股,经营状况良好,且具有较强的可持续发展能力。[2] 刘婧维(2014)在《中华老字号企业网络营销研究》中认为中华老字号是指在长期的生产经营活动中,沿袭和继承了中华民族优秀的文化传统、具有鲜明的地域文化特征和独特的工艺,历史悠久,取得了社会广泛认同,赢得了良好信誉的产品品牌。[3]

生物可降解金属材料体外腐蚀测试体系综述

生物可降解金属材料体外腐蚀测试体系综 述 甄珍、奚廷斐、郑玉峰 1. 北京大学前沿交叉学科研究院,生物材料与组织工程中心,北京 100871; 2. 温州医学院信息工程学院,温州 325035; 3. 北京大学工学院,材料科学与工程系,北京 100871 摘要:随着生物可降解金属材料日益受到关注,大量的体外腐蚀测试体系被用来模拟其体内腐蚀行为。不同的测试体系具有其独特的优点和缺点。为建立一个合理的并且更接近体内真实情况的测试体系,对可降解金属材料的腐蚀机理和体外腐蚀测试体系进行总结。从电解质溶液的选择、样品表面粗糙度的影响、测试方法以及腐蚀速度的评价方法等几个方面进行阐述,得到以下初步结论:电解质溶液应该选择与体液成分接近的含有蛋白的缓冲模拟体液,样品表面粗糙度和溶液体积与样品表面积之比应该接近植入部位的实际要求,并且采用动态腐蚀测试方法,同时多种腐蚀速度评价方法应当相互参照。 关键词:生物可降解、金属材料、体外测试、镁、铁 1、引言 生物可降解的金属材料已经收到近年来越来越多的关注。由于生物降解性金属材料,所带来的负面效应的永久在体内存在的植入物的减少,如炎症引起的心血管支架,再狭窄和应力遮挡引起的骨科植入物。镁合金和铁合金两种生物降解这是研究人员所关注的金属。动物实验[1-7]和临床试验的[8-11]已经证明的安全性和可行性生物可降解金属作为植入物,但同时有些缺点也暴露无遗。尽管巨大的这两种合金,快速降解率的潜力镁为基础的生物医学植入物和缓慢降解在铁基生物医学植入率生理环境中施加严格的限制许多临床应用。为了开发新种合金和评估的生物腐蚀特性材料,有一定的体外腐蚀系统应建立了可以模拟的降解过程金属植入物在体内。 体外腐蚀试验模拟并评估在体内通过一系列的体外方法,可降解过程如电化学测试,失重试验和氢进化试验。研究人员在体外构建不同各种电解质溶液和模拟系统样品表面的不同比例,以溶液的体积,这会导致数据的不可比性。因此,除了主观处理的材料,如元件的选择,表面涂层,并且处理技术,客观条件应尽可能一致可能和接近体内条件。为了建立一个更合适的体外试验系统中,四个方面进行了讨论如下:1)电解质溶液选择; 2)表面粗糙度的影响力;3)测试方法:电化学测试和浸泡试验;4)评价腐蚀速率的方法.

永磁材料基本知识

永磁材料基本知识 2006年08月26日星期六 08:56 1、什么是永磁材料的磁性能,它包括哪些指标? 永磁材料的主要磁性能指标是:剩磁(Jr, Br)、矫顽力(bHc)、内禀矫顽力(jHc)、磁能积(BH)m。我们通常所说的永磁材料的磁性能,指的就是这四项。永磁材料的其它磁性能指标还有:居里温度(Tc)、可工作温度(Tw)、剩磁及内禀矫顽力的温度系数(Brθ, jHcθ)、回复导磁率(μrec.)、退磁曲线方形度( Hk/ jHc)、高温减磁性能以及磁性能的均一性等。 除磁性能外,永磁材料的物理性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等;机械性能则包括维氏硬度、抗压(拉)强度、冲击韧性等。此外,永磁材料的性能指标中还有重要的一项,就是表面状态及其耐腐蚀性能。 2、什么叫磁场强度(H)? 1820年,丹麦科学家奥斯特(H. C. Oersted)发现通有电流的导线可以使其附近的磁针发生偏转,从而揭示了电与磁的基本关系,诞生了电磁学。实践表明:通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比,与离开导线的距离成反比。定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2π米远处的磁场强度为1A/m(安/米,国际单位制SI);在CGS单位制(厘米-克-秒)中,为纪念奥斯特对电磁学的贡献,定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处磁场强度为1Oe(奥斯特),1Oe=1/(4π×103) A/m。磁场强度通常用H表示。 3、什么叫磁极化强度(J),什么叫磁化强度(M),二者有何区别? 现代磁学研究表明:一切磁现象都起源于电流。磁性材料也不例外,其铁磁现象是起源于材料内部原子的核外电子运动形成的微电流,亦称分子电流。这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应,所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。定义在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子产生的最大力矩为磁偶极矩pm,每单位材料体积内磁偶极矩的矢量和为磁极化强度J,其单位为T(特斯拉,在CGS单位制中,J的单位为Gs,1T=10000Gs)。 定义一个磁偶极子的磁矩为pm/μ0,μ0为真空磁导率,每单位材料体积内磁矩的矢量和为磁化强度M,其SI单位为A/m,CGS单位为Gs(高斯)。 M与J的关系为:J=μ0 M,在CGS单位制中,μ0=1,故磁极化强度与磁化强度的值相等;在SI单位制中,μ0=4π×10-7 H/m (亨/米)。 4、什么叫磁感应强度(B),什么叫磁通密度(B),B与H,J,M之间存在什么样的关系? 理论与实践均表明,对任何介质施加一磁场H时(该磁场可由外部电流或外部永磁体提供,亦可由永磁体对永磁介质本身提供,由永磁体对永磁介质本身提供的磁场又称退磁场---关于退磁场的概念,见9 Q),介质内部的磁场强度并不等于H,而是表现为H与介质的磁极化强度J之和。由于介质内部的磁场强度是由磁场H通过介质的感应而表现出来的,为与H区别,称之为介质的磁感应强度,记为B: B=μ0 H+J (SI单位制)(1-1) B=H+4πM (CGS单位制) 磁感应强度B的单位为T,CGS单位为Gs(1T=104Gs)。

最新功能高分子材料综述

功能高分子材料综述

功能高分子材料综述 【文摘】功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 【关键词】材料;高分子;高分子材料;功能材料; 功能高分子材料的定义为:与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质,并具有某些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合物)都应归属于功能高分子材料范畴。而以这些材料为研究对象,研究它们的结构组成、构效关系、制备方法,以及开发应用的科学,应称为功能高分子材料科学。 功能高分子材料科学是研究功能高分子材料规律的科学,是高分子材料科学领域发展最为迅速,与其他科学领域交叉度最高的一个研究领域。它是建立在高分子化学、高分子物理等相关学科的基础之上,并与物理学、医学甚至生物学密切联系的一门学科。功能高分子材料是对物质、能量、信息具有传输、

转换或贮存作用的高分子及其复合材料的一类高分子材料,有时也被称为精细高分子或者特种高分子(包括高性能高分子) 。其于20 世纪60年代末迅速发展起来的新型高分子材料,内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料。 功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它们之所以具有特定的功能,是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团,或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。例如吸水树脂,它是由水溶性高分子通过适度交联而制得,遇水时将水封闭在高分子的网络内,吸水后呈透明凝胶,因而产生吸水和保水的功能。 在合成或天然高分子原有力学性能的基础上,再赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团,其功能性的显示往往十分复杂,不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构,还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等,后者对生物活性功能的显示更为重要。 1 功能高分子材料研究 1.1 导电高分子材料 近几年来,导电性高分子的研究取得了长足的发展,形成了一个十分活跃的边缘学科领域,它对电子工业、信息工业及新技术的发展具有重大的意义。现有的研究成果表明,发展导电高分子不仅可以满足人们对导电材料的需要,而且由于它兼具有机高分子材料的性能及半导体和金属的电性能,具有重量

磁性材料基本特性

1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M~H曲线或 B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。 饱和磁感应强度 Bs: 其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(亳瓦特)/表面积(平方厘米) 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;

金属材料的电偶腐蚀综述

金属材料的电偶腐蚀 王俊 摘要:电偶腐蚀,是指当两种或者两种以上不同金属在导电介质中接触后,由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池。电偶腐蚀是一种普遍存在的且危害极大的腐蚀形成,它广泛地存在石油、天然气、船舶、航空和建筑工业等行业中,一旦发生则极有可能造成严重的损失。本文针对金属材料的电偶腐蚀从其腐蚀原理、影响因素、控制方法及腐蚀评定进行综述。并展望了金属材料的电偶腐蚀的研究发展趋势。 关键词:金属接触;电偶腐蚀;电位差 1、前言 现代社会中,金属材料的应用及其广泛,已然涉及到方方面面,这种情况下,研究金属材料的腐蚀及其防护就成为了一项重要任务。金属在其使用过程中或多或少会产生各种各样的腐蚀,如若防不当会造成金属材料在其使用寿命结束之前就产生破坏,特别是在航空等国防领域,金属材料的腐蚀引起的后果是灾难性的,所以,针对金属材料的腐蚀及其防护的研究日益重要。 2、电偶腐蚀的原理 2.1 概述 由于腐蚀电位不同,造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀,就是电偶腐蚀(galvanic corrosion),亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。当两种或两种以上不同金属在导电介质中接触后,由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池,电位较正的金属为阴极,发生阴极反应,导致其腐蚀过程受到抑制;而电位较负的金属为阳极,发生阳极反应,导致其腐蚀过程加速。它是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式,广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械中。它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效,是一种普遍存在的腐蚀类型。可以是金属与金属,也可以是金属与导电的非金属材料(如石墨纤维环氧树脂复合材料)在介质中形成回路,形成电偶腐蚀[1]。电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀,从而加速设备的破坏。 两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质相互接触而引起的电化学腐蚀,又称接触腐蚀或双金属腐蚀。电偶腐蚀原理见图1。发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀,而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。

磁性材料综述

铁氧体磁芯与粉末磁芯综述

摘要 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起,开始使用低碳钢制造电机和变压器,在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效率,降低了损耗。到20年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。 从40年代到60年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达、电视广播、集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代,随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。

目录 一、组成与分类 (1) 二、材料特性 (3) 三、磁芯材料的基本参数 (4) 四、主要性能指标 (7) 五、磁芯的形状 (8) 六、主要应用 (9)

一、组成与分类[1] 1.铁氧体磁芯 铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。铁氧体的化合物是MeFe2O4,这里Me代表一种或几种二价的金属元素,例如,锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(T c)。铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。 高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类:锰锌(MnZn)铁氧体材料和镍锌(NiZn)铁氧体材料。比较而言,NiZn材料的电阻率较高,一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。但是最近的研究表明,如果颗粒的尺寸足够小而且均匀,在几兆赫兹范围内MnZn 材料显示出较NiZn材料更为优越的特性,例如,TDK公司的H7F 材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术,适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。磁芯形状种类丰富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等。 1

磁性材料基本特性的研究

实验报告 姓名:什么情况班级:F10 学号:51 实验成绩: 同组姓名:实验日期:2011- 指导老师:助教批阅日期: 磁性材料基本特性的研究 【实验目的】 1.了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线概念,加深对铁磁材料的主要物理量矫顽磁力、剩磁和磁导率的理解; 2.利用示波器观察并测量磁化曲线与磁滞回线; 3.测定所给定的铁磁材料的居里温度. 【实验原理】 1.磁化性质 一切可被磁化的物质叫作磁介质。磁介质的磁化规律可用磁感应强度B、磁化强度M、磁场强度H来描述,它们满足一定的关系 μr的不同一般可分为三类,顺磁质、抗磁质、铁磁质。 对非铁磁性的各向同性的磁介质,H和B之间满足线性关系,B =μH,而铁磁性介质的m 、B 与H 之间有着复杂的非线性关系。一般情况下,铁磁质内部存在自发的磁化强度,当温度越低自发磁化强度越大。如图一所示。 图一B~ H曲线图二μ~ T曲线 它反映了铁磁质的共同磁化特点:在刚开始时随着H的增加,B缓慢的增加,此时μ较小;而后便随H的增加B急剧增大,μ也迅速增加;最后随H增加,B趋向于饱和,而此时的μ值在到达最大值后又急剧减小。图一表明了磁导率μ是磁场H的函数。B-H曲线表示铁磁材料从没有磁性开始磁化,B随H的增加而增加,称为磁化曲线。从图二中可看到,磁导率μ还是温度的函数,当温度升高到某个值时,铁磁质由铁磁状态转变成顺磁状态,在曲线上变化率最大的点所对应的温度就是居里温度T C。 2.磁滞性质 铁磁材料除了具有高的磁导率外,另一重要的特性是磁滞现象.当铁磁材料磁化时,磁

感应强度B不仅与当时的磁场强度H有关,而且与 磁化的历史有关,如图3所示.曲线OA表示铁磁材 料从没有磁性开始磁化,B随H的增加而增加,称 为磁化曲线.当H值到达某一个值H S时,B值几乎 不再增加,磁化趋于饱和.如使得H减少,B将不 再沿着原路返回,而是沿另一条曲线AC'A'下降,当 H从-H S增加时,B将沿着A'CA曲线到达A形成一 闭合曲线.其中当H = 0时,|B| = Br,Br称为剩余 磁感应强度.要使得Br为零,就必须加一反向磁场, 当反向磁场强度增加到H = -H C时,磁感应强度B为零,达到退磁,HC称为矫顽力.各种铁磁材料有不同的磁滞回线,主要区别在于矫顽力的大小,矫顽力大的称为硬磁材料,矫顽力小的称为软磁材料. 3.用交流电桥测量居里温度 铁磁材料的居里温度可用任何一种交流电桥测量。本实验采用如图所示的RL交流电桥, 图三RL交流电桥 在电桥中输入电源由信号发生器提供,在实验中应适当选择不同的输出频率ω为信号发生器的角频率。选择合适的电子元件相匹配,在未放入铁氧体时,可直接使电桥平衡,但当其中一个电感放入铁氧体后,电感大小发生了变化,引起电桥不平衡。但随着温度的上升到某一个值时,铁氧体的铁磁性转变为顺磁性,CD两点间的电位差发生突变并趋于零,电桥又趋向于平衡,这个突变的点对应的温度就是居里温度。实验中可通过桥路电压与温度的关系曲线,求其曲线突变处的温度,并分析研究在升温与降温时的速率对实验结果的影响。4.用示波器测量动态磁化曲线和磁滞回线

文献综述的特点

1 综述的定义和特点 综述是查阅了某一专题在一段时期内的相当数量的文献资料,经过分析研究,选取有关情报信息,进行归纳整理,作出综合性描述的文章。 综述的特点: ①综合性:综述要"纵横交错",既要以某一专题的发展为纵线,反映当前课题的进展;又要从本单位、省内、国内到国外,进行横的比较。只有如此,文章才会占有大量素材,经过综合分析、归纳整理、消化鉴别,使材料更精练、更明确、更有层次和更有逻辑,进而把握本专题发展规律和预测发展趋势。 ②评述性:是指比较专门地、全面地、深入地、系统地论述某一方面的问题,对所综述的内容进行综合、分析、评价,反映作者的观点和见解,并与综述的内容构成整体。一般来说,综述应有作者的观点,否则就不成为综述,而是手册或讲座了。 ③先进性:综述不是写学科发展的历史,而是要搜集最新资料,获取最新内容,将最新的信息和科研动向及时传递给读者。 综述不应是材料的罗列,而是对亲自阅读和收集的材料,加以归纳、总结,做出评论和估价。并由提供的文献资料引出重要结论。一篇好的综述,应当是既有观点,又有事实,有骨又有肉的好文章。由于综述是三次文献,不同于原始论文(一次文献),所以在引用材料方面,也可包括作者自己的实验结果、未发表或待发表的新成果。 综述的内容和形式灵活多样,无严格的规定,篇幅大小不一,大的可以是几十万字甚至上百万字的专著,参考文献可数百篇乃至数千篇;小的可仅有千余字,参考文献数篇。一般医学期刊登载的多为3000~4000字,引文15~20篇,一般不超过20篇,外文参考文献不应少于1/3。 2 综述的内容要求 选题要新:即所综述的选题必须是近期该刊未曾刊载过的。一片综述文章,若与已发表的综述文章"撞车",即选题与内容基本一致,同一种期刊是不可能刊用的。 说理要明:说理必须占有充分的资料,处处以事实为依据,决不能异想天开地臆造数据和诊断,将自己的推测作为结论写。 层次要清:这就要求作者在写作时思路要清,先写什么,后写什么,写到什么程度,前后如何呼应,都要有一个统一的构思。 语言要美:科技文章以科学性为生命,但语不达义、晦涩坳口,结果必然阻碍了科技知识的交流。所以,在实际写作中,应不断地加强汉语修辞、表达方面的训练。 文献要新:由于现在的综述多为"现状综述",所以在引用文献中,70%的应为3年内的文献。参考文献依引用先后次序排列在综述文末,并将序号置入该论据(引文内容)的右上角。引用文献必须确实,以便读者查阅参考。 校者把关:综述写成之后,要请有关专家审阅,从专业和文字方面进一步修改提高。这一步是必须的,因为作者往往有顾此失彼之误,常注意了此一方而忽视了彼一方。有些结论往往是荒谬的,没有恰到好处地反应某一课题研究的"真面目"。这些问题经过校阅往往可以得到解决。 3 综述的格式和写法 综述一般都包括题名、著者、摘要、关键词、正文、参考文献几部分。其中正文部分又由前言、主体和总结组成。 前言:用200~300字的篇幅,提出问题,包括写作目的、意义和作用,综述问题的历史、资料来源、现状和发展动态,有关概念和定义,选择这一专题的目的和动机、应用价值和实践意义,如果属于争论性课题,要指明争论的焦点所在。 主体:主要包括论据和论证。通过提出问题、分析问题和解决问题,比较各种观点的

金属基复合材料综述

金属基复合材料综述 专业: 学号: 姓名: 时间:

金属基复合材料综述 摘要:新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。其中复合材料,特别是金属基复合材料在新材料技术领域中占有重要的地位。金属基复合材料对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化,起到了至关重要的作用,因此倍受人们重视。本文概述了金属基复合材料的发展历史及研究现状,对金属基复合材料的分类、性能、应用、制备方法、等进行了综述,提出了金属基复合材料研究中存在的问题,探讨了金属基复合材料的发展趋势。 关键词:金属基复合材料;分类;性能;应用;制备;发展趋势 Abstract: The research development and application of new composites are one of the important matters in modern high science and technology. This paper summarizes the met al matrix composites and the development history of the present situation and the classific ation of the metal matrix composites, performance, application and preparation methods, w as reviewed, and put forward the metal matrix composites the problems existing in the res earch, discusses the metal matrix composites trend of development. Keywords: Metal matrix composites; Classification; Performance; Application; Preparation; Development trend. 1.引言 复合材料是继天然材料,加工材料和合成材料之后发展起来的新一代材料。按通常的说法,复合材料是指两种或两种以上不同性质的单一材料,通过不同的复合方法所得到的宏观多相材料。随着现代科学技术的迅猛发展,对材料性能的要求日益提高。常希望复合材料即具有良好的综合性能,又具有某些特殊性能。金属基复合材料是近年来迅速发展起来的高性能材料之一,对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化,起到了至关重要的作用。相信随着科学技术的不断发展,新的制造方法的出现,高性能增强物价格的不断降低,金属基复合材料在各方面将有越来越广阔的应用前景。

完整word版,功能高分子材料综述

功能高分子材料综述 【文摘】功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 【关键词】材料;高分子;高分子材料;功能材料; 功能高分子材料的定义为:与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质,并具有某些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合物)都应归属于功能高分子材料范畴。而以这些材料为研究对象,研究它们的结构组成、构效关系、制备方法,以及开发应用的科学,应称为功能高分子材料科学。 功能高分子材料科学是研究功能高分子材料规律的科学,是高分子材料科学领域发展最为迅速,与其他科学领域交叉度最高的一个研究领域。它是建立在高分子化学、高分子物理等相关学科的基础之上,并与物理学、医学甚至生物学密切联系的一门学科。功能高分子材料是对物质、能量、信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料的一类高分子材料,有时也被称为精细高分子或者特种高分子(包括高性能高分子) 。其于20 世纪60年代末迅速发展起来的新型高分子材料,内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料。 功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它们之所以具有特定的功能,是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团,或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。例如吸水树脂,它是由水溶性高分子通过适度交联而制得,遇水时将水封闭在高分子的网络内,吸水后呈透明凝胶,因而产生吸水和保水的功能。 在合成或天然高分子原有力学性能的基础上,再赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团,其功能性的显示往往十分复杂,不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构,还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等,后者对生物活性功能的显示更为重要。 1 功能高分子材料研究 1.1 导电高分子材料 近几年来,导电性高分子的研究取得了长足的发展,形成了一个十分活跃的边缘学科领域,它对电子工业、信息工业及新技术的发展具有重大的意义。现有的研究成果表明,发展导电高分子不仅可以满足人们对导电材料的需要,而且由于它兼具有机高分子材料的性能及半导体和金属的电性能,具有重量轻,易加工成各种复杂的形状,化学稳定性好及电阻率可在较大范围内调节等特点。此外在电子工业中的应用日趋广泛,促进了现代科学技术的发展。因此,自然引起了学术界和工业界的广泛兴趣。 导电高分子材料根据材料的组成可以分成复合型导电高分子材料(composite conductive polymers)和本征型导电高分子材料(intrinsic conductive polymers)两大类。复合型导电高分子材料是由普通高分子结构材料与金属或碳等导电材料,通过分散、层合、梯

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