功能材料作业

论述功能材料定义、特点以及分类，并阐述功能材料在社会经济发展中的地位和作用。

功能材料定义：具有特殊的电、磁、光、热、声、力、化学性能和生物性能及其互相转化的功能，不是被用于结构目的，而是用以实现对信息和能量的感受、计测、显示、控制和转换为主要目的的高新材料。

功能材料的特点：1）多功能化2）材料与元件一体化3）制造和应用的高技术性、性能和质量的高精密性和高稳定性4）材料形态多样化。

功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。

功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。

功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。

随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。

鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究，各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。

在全球经济中，特种功能材料无论是需求的规模，还是需求的增长速度，都是相当惊人的。

中国作为一个人口的大国，正在实施宏伟的第三步发展战略，这一根本国情加之特种功能材料在经济社会发展中的重要作用和地位，决定了我国对功能材料的需求将是巨大的。

功能材料不仅是发展我国信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，而且是改造与提升我国基础工业和传统产业的基础 , 直接关系到我国资源、环境及社会的可持续发展。

总之，我国经济、社会及国家安全对功能材料有着巨大的需求，功能材料是关系到我国能否顺利实现第三步战略目标的关键新材料。

压敏电阻氧化锌及老化分析摘要：氧化锌压敏电阻器具有优良的非线性伏安特性, 在稳态工作电压下漏电流很小(能耗低) . 利用这些特性可制造各种电子器件的过电压保护、电子设备的雷击浪涌保护、负载开关的浪涌吸收等电子保护装置。

本文总结了对于ZnO压敏电阻工作机理以及老化机理的不同观点，分析了其老化机理，并归纳了提高ZnO压敏电阻稳定性的方法。

关键词：ZnO压敏电阻工作原理老化1 ZnO压敏电阻晶界间的双肖特基势垒模型1.1 双肖特基势垒的作用机制由MOV的配方得知,90%以上的材料都是ZnO,只有微量的掺杂物质。

从ZnO压敏陶瓷的晶界结构得知,在晶界层形成的尖晶石和多个ZnO交界面处存在的包裹ZnO晶粒的液相态富秘相结构都是由微量元素所构成。

这些结构,特别是晶界间的富秘相结构是晶粒间具有肖恩特基势垒结构的必要条件,而具有双肖特基势垒的晶界相是形成压敏特性的关键。

正因为ZnO晶粒的结构使ZnO压敏陶瓷的晶界区域存在背靠背的双肖特基势垒。

如图1(a)所示:在晶粒与晶粒间会形成一个大约4ev的肖恩特基势垒结构。

由于压敏陶瓷是由大量的晶粒与晶界相组成,因此,无数累积的4eV的晶相电压,是ZnO压敏陶瓷具有优异的非线性伏安特性的根源。

ZnO晶粒是n一型半导体,在ZnO晶粒之间存在无序的晶界界面层,其中存在许多电子陷阱,它们捕促来自ZnO晶粒的电子形成带负电的晶界界面层,在晶界层中还存在着未填充的电子陷阱,在ZnO晶粒中形成带正电荷的空间电荷区(即电子耗尽层),其主要载流子为填隙Zn离子。

在平衡状态下,ZnO压敏陶瓷晶界区的背靠背双肖特基势垒。

如图1(a)所示,左右两边的耗尽层宽度相等,为X LO和从X RO，中间是晶界界面层,它带负电。

在外施电场E(从右指向左)作用下,假设施加在晶界上的电压为U如图1（b）,在正偏肖特基势垒上的外施压降为U L,那么正偏势垒高度由原来的Φ降低到Φ-U L在反偏肖特基势垒上的外施压降为U R ,那么反偏势垒高度由原来的中升高为Φ+U R 。

人教版高中化学选修5 5.3《功能高分子材料》综合练习----874d0a28-6ea8-11ec-b12b-7cb59b590d7d人教版高中化学选修5-5.3《功能高分子材料》综合练习第三节功能高分子材料基础强化1.增强塑料是一种复合材料，具有以下优点① 高强度② 轻量③ 耐高温④ 耐腐蚀性。

① ④ C① ② ④b．②③d．①②③④2.在某些塑料（如聚乙炔等）中加入强氧化剂或还原剂后，其导电性大大提高。

由于这些塑料具有金属的一般特性，因此被称为“人造金属”。

以下“人造金属”的说法是正确的（）a．“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同b．强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料c．“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽d、“人造金属”具有金属的一般特征，因此它们属于金属。

3.在复合材料中，一种材料通常用作基体，另一种用作（）A.增塑剂C.抗老化剂b．发泡剂d．增强剂4.婴儿用一次性尿布有一层可以吸收和保持水分的物质。

以下可能使用的聚合物之一是（）c．d．5.神舟七号返回舱看起来像一个大钟，重约3吨。

它是世界上最大的返回舱。

为了防止航天器因与大气摩擦而在高温下燃烧，应选择一种特殊材料覆盖航天器表面。

这种材料应该具有良好的导电性b．密度较大，以增大飞船的惯性c．轻质防热，可承受上千摄氏度的高温d．质地柔软，以利于飞船的变形6.一次性聚苯乙烯和其他材料造成的“白色污染”是最严重的环境问题之一。

最近研制的一种可降解塑料，代号为3hb，结构简式为它具有良好的生物适应性，可以在自然界中自我降解。

请回答以下问题：，（1）可降解塑料可以在自然界中通过（填写序列号）。

反应降解为聚合物的单体。

a．加成c．水解b、消除D.氧化(2)该聚合物的单体的结构简式为________，该单体中具有的官能团的名称为________。

（3）当1mol单体分别与钠和碳酸氢钠溶液完全反应时，钠和碳酸氢钠的消耗量之比为。

功能材料之生态环境材料简述功能材料发展前景我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。

在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。

这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。

在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。

镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列；高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权；功能材料还在“两弹一星”、“四大装备四颗星”等国防工程中作出了举足轻重的贡献。

世界各国功能材料的研究极为活跃，充满了机遇和挑战，新技术、新专利层出不穷。

发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。

我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。

但是，我们应该看到，我国功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。

我国功能材料在系统集成方面也存在不足，有待改进和发展。

国外根据预测， 2001年新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元,，其中功能材料约占75～80%。

某些特种功能材料就其单项而言，其市场也是巨大的。

1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额已达210亿美元，预期到2010年将达到800亿美元；2000年超导材料销售额已达80亿美元,预测2010年的年销售额预计将达到600亿美元，其中高温超导电力设备的全球销售额可达50-60亿美元,到2020年，全球与超导相关的产业的产值（按1995年的价格估算）可能达到1500亿到2000亿美元，其中高温超导占60%；2010年全球钕铁硼永磁材料的市场需求量将达万吨,产值达80亿美元，带动相关产业产值700亿美元；生物医用材料是一个正在迅速发展的高技术领域，全球生物医用材料及制品的产值超过700亿美元，美国约为400亿美元，与半导体产业相当，是美国经济中最活跃、出口量最大的6个产业之一，一直保持每年20%以上的速率持续增长，预计到本世纪前十年左右,生物医用材料产业将达到药物市场的份额；随着可持续发展政策被各国政府的广泛采纳，生态环境材料的市场需求也将迅速增加，估计2010年的社会需求将高于500亿美元。

永磁铁氧体材料研究进展摘要：永磁铁氧体又称为硬磁铁氧体，是一种新型的非金属磁性材料，它只需外部提供一次充磁能量，就能产生稳定的磁场，从而向外部持续提供磁能。

本文综述了永磁材料及永磁铁氧体的特性，简介了永磁铁氧体的发展历程和研究现状，对目前常用的几种制备永磁铁氧体粉料方法进行了简单介绍，并对永磁铁氧体的发展前景进行了展望。

关键词：永磁材料永磁铁氧体化学共沉淀法前言磁性材料是一种重要的功能材料，广泛应用于各类电子、电力产品之中。

而作为应用材料的铁氧体在磁性材料中更是占着举足轻重的作用，随着电子设备的小型化、轻型化、薄型化技术的发展，对永磁铁氧体器件的体积、重量、性能有着越来越高的要求。

计算机、多媒体电脑、通信网络、汽车电子和电动汽车等高新技术的发展又给高性能永磁铁氧体提供了广阔的应用市场。

现代电子信息技术和环保产业的发展推动着高性能永磁铁氧体材料向前迈进，高剩磁(B r)、高矫顽力(H c)、高能积(BH)max的高性能永磁铁氧体是近几年来世界电子信息产业、汽车工业高速发展的最新市场需求，特别是“智能”高速公路要求与之配套的汽车、轿车“智能”驾驶仪将被大量地采用，为高性能永磁铁氧体材料提供更宽的应用领域[1]。

1933年加藤和武井研制成立方晶系的钻铁氧体，揭开了氧化物永磁材料研究的序幕。

1938年Adeskold确定了磁铅石矿的晶体结构，为六角晶系永磁铁氧体的发展奠定了结晶学的基石。

1952年Went等人[2]对各向同性的钡铁氧体的制备及其磁性进行了系统的研究。

1954年各向异性的钡铁氧体生产工艺问世[3]，使磁能积大幅度的提高。

1963年高性能的铭铁氧体投产[4]。

70年代，永磁铁氧体的产量己在永磁材料领域中占首位。

六角晶系铁氧体体作为永磁材料、超高频软磁材料、微毫米波段材料，其用途十分广泛。

因其价格低廉，成为目前产量最高，用量较大的永磁材料，同时由于其具有单轴磁晶各向异性，作为一种磁记录材料，在专业用录像带、数字录音带及垂直磁记录硬盘等方面也获得了很大效果，成为一种前景光明的新型高密度磁记录材料[5]。

功能材料选修作业(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--功能材料之生态环境材料简述功能材料发展前景我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。

在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。

这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。

在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。

镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列；高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权；功能材料还在“两弹一星”、“四大装备四颗星”等国防工程中作出了举足轻重的贡献。

世界各国功能材料的研究极为活跃，充满了机遇和挑战，新技术、新专利层出不穷。

发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。

我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。

但是，我们应该看到，我国功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。

我国功能材料在系统集成方面也存在不足，有待改进和发展。

国外根据预测， 2001年新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元,，其中功能材料约占75～80%。

绪论1、简要叙述功能材料的定义、分类和主要应用领域；答:1)定义：功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，或在其作用下表现出特殊功能的材料；2)分类:a.依用途：分为电子、航天、航空、兵工、建筑、医药、包装等；b.依化学化学成分：分金属、无机非金属、有机、高分子和复合功能材料；c.依聚集态：分为气态液态、固态、液晶和混合态功能材料，其中固态又分为晶态，准晶态和非晶态三种；d.依功能：分为物理、化学、生物和核功能材料；e.依形态：分为体积、纤维、膜及颗粒等；f.依维度：分为三维、二维、一维和零维；3)应用领域：a.功能材料在航空工业中的作用；例如：MCrAlY·ZrO2隔热涂层涂敷于涡轮和导向叶片表面可提高其使用温度150℃或更高；b.功能材料在环保上的应用；例如：活性碳纤维(ACF) 属粒子甚至微生物，还可将贵金属粒子还原为低价粒子或金属单质。

离子交换纤维可对SO2、HF、HCl、NH3等有害气体有效吸附，且由于它表面含有有机胺等非溶性活性基团，当它与人体皮肤接触时可改善皮肤微循环，达到抑杀细菌的目的c.功能材料在防伪上的应用；2．能量转换的主要形式和内容主要包括内涵？请各自举例说明；答：形式：a.电能转化热能；b.热能转化电能；c.机械能转化电能；d.光能转化电能；e.化学能转化电能；f.电能转化机械能；g.化学能转化热能；h.热能转化机械能；i.机械能转化热能；j.光能转化热能;k.光能转化机械能；l.光能转化化学能。

3．简要说明一次能源和二次能源以及常规能源和新能源技术的含义。

答：按照能源是否天然存在分为一次能源，二次能源1) 一次能源:自然界中天然存在的能源。

没有经过人工转换；如煤、石油、木材、水力、风力、太阳光等。

2) 二次能源:依靠一次能源产生而制取的能源；如电能、汽油、煤油、酒精（由石油中制取的）。

第一讲电性材料和半导体材料及应用1.分析和说明影响金属或合金电导率的重要因素；答：因素主要有三个方面：温度、参杂程度、各向异性；具体如下：1) 温度：电导率与温度具有很大相关性。

建筑功能材料思考题第一讲混凝土技术新发展◆混凝土材料及技术的发展趋势◆高强混凝土、高性能混凝土的组成材料（矿物掺合料、外加剂）及其作用◆高强混凝土或高性能混凝土的性能特征◆高强混凝土或高性能混凝土的性能研究及研究方法◆混凝土体积变形性能与结构抗裂◆工程结构、施工技术与混凝土施工性能◆混凝土性能（力学、物理、化学-耐火…）与结构构件设计◆混凝土耐久性与工程环境◆混凝土耐久性研究热点◆混凝土材料如何成为绿色材料，混凝土技术如何实现可持续发展？◆功能、智能混凝土研究展望第二讲新型墙体材料◆新型墙体材料替代粘土砖的意义。

◆新型墙体材料在产品性能（质量）、施工应用等方面还存在什么问题？◆墙体材料在建筑节能中的作用，节能墙体材料与技术的最新进展。

◆（选一种新型墙体材料）综合分析其原材料、生产、性能等特点，以及施工、设计要点。

第三讲新型防水材料与防水技术◆试从材料性能，施工技术以及防水设计等方面，综合分析提高工程防水质量的途径。

◆试比较高聚物改性沥青防水卷材和高分子防水卷材的组成和性能的差别。

◆试介绍一种新型防水材料（有突出优良性能，或新材料的应用发展）。

◆试从工程（建筑）典型渗漏部位的渗水情况，分析渗漏原因，提出改善工程防水质量建议。

◆试结合新型工程结构和功能特点介绍新型防水结构及新型防水材料。

◆试结合新型工程的防渗要求介绍新型防水材料发展方向。

第四讲纤维增强复合材料与纤维混凝土试从组合材料和构造分析纤维增强复合材料力学特征，并讨论其在结构（土木）工程的应用前景。

试介绍复合材料力学分析的基本方法、原理和模型，并指出这些方法的不完善之处。

纤维混凝土力学特征及工程应用意义。

试介绍两种不同形状的异型钢纤维对不同强度等级混凝土性能的影响作用，并分析原因。

试分析影响钢纤维混凝土（SFRC）性能的因素，及提高SFRC质量的措施和可能的改善途径。

第四讲建筑装饰与材料1.综述建筑装饰工程中选择材料应考虑的问题（从装饰要求、材料性能两方面分析）。

功能材料制备技术前沿作业1、简述组织工程支架材料的制备方法有哪些？答：除了可注射性材料以外，大多数组织工程支架必须预先制成三维、多孔支架。

而三维支架制备的主要技术有纤维黏结、粒子沥滤、冷冻干燥、气体发泡法、三维打印及超临界流体技术。

其中可以细分为有机多孔材料的制备方法与无机多孔材料的制备方法。

其中有机①多孔支架的制备方法可分为：⑴将无纺织物中互不相连的PGA纤维黏接起来，可使相邻纤维间形成物理连结，从而使纤维支架稳定、耐压，即纤维黏结法。

⑵利用无机盐溶于水而不溶于有机溶剂、聚合物溶于有机溶剂而不溶于水的特性，用溶剂浇铸法将聚合物溶液/在玻璃培养皿中成膜，然后浸出粒子即得到多孔膜。

将多孔膜用溶剂溶解在一起形成三维立体结构后，结合挤出技术，可知被出PLLA，PLGA多孔聚合物导管，即粒子沥滤法。

⑶将聚合物溶液、乳液或水凝胶在低温下冷冻，冷冻过程中发生相分离，形成富溶剂相和富聚合物相，然后经冷冻干燥除去溶剂而形成多孔结构的方法称为相分离法，又称为冷冻干燥法。

⑷采用超临界气体技术制备多孔支架的物理发泡法及用碳酸盐类化合物制备多孔支架的化学发泡法统称为气体发泡法。

⑸将可降解聚合物微球加入模具中，加热至玻璃化温度以上，保持一定时间后冷却、脱模制得烧结微球支架的方法称之为烧结微球法。

⑹三维打印技术是先由软件设计出所需的三位多孔支架的计算机电子模型，再根据工艺要求，将其按一定厚度进行分层，把原来的三维电子模型变成二维平面模型，再将分层后的数据进行一定处理输入计算机，数控系统便以平面加工方式有顺序地连续加工出每个薄层模型并使它们自动粘结成型。

⑺通过调节超临界流体的压力改变其溶胀作用，并在减压排气后得到空洞结构。

②无机多孔支架的制备方法可分为：⑴煅烧天然骨法，一般采用健康成年牛的松质骨，经脱脂、脱蛋白、煅烧等工艺制成锻烧骨载体，并用羟基磷灰石作为支架的主要成分来煅烧等一系列工艺制备。

⑵颗粒烧结法，由生物陶瓷颗粒堆积后烧结形成多孔结构制得无机多孔支架。

导电高分子材料导电高分子是指其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。

一类具有导电功能（包括半导电性、金属导电性和超导电性）、电导率在10S／m以上的聚合物材料。

]高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点，不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品，而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。

导电高分子材料的优越性：具有半导体及导体双重特性，可低温加工、可大面积化、具有塑料的拉伸性、弹性和柔韧性等，制作成本低，组件特性优越，对未来电子及信息工业将产生巨大影响。

高分子导电材料通常分为复合型和结构型两大类：①复合型高分子导电材料。

由通用的高分子材料与各种导电性物质通过填充复合、表面复合或层积复合等方式而制得。

主要品种有导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜等。

其性能与导电填料的种类、用量、粒度和状态以及它们在高分子材料中的分散状态有很大的关系。

常用的导电填料有炭黑、金属粉、金属箔片、金属纤维、碳纤维等。

②结构型高分子导电材料。

是指高分子结构本身或经过掺杂之后具有导电功能的高分子材料。

根据电导率的大小又可分为高分子半导体、高分子金属和高分子超导体。

按照导电机理可分为电子导电高分子材料和离子导电高分子材料。

电子导电高分子材料的结构特点是具有线型或面型大共轭体系，在热或光的作用下通过共轭π电子的活化而进行导电，电导率一般在半导体的范围。

采用掺杂技术可使这类材料的导电性能大大提高。

如在聚乙炔中掺杂少量碘，电导率可提高12个数量级，成为“高分子金属”。

经掺杂后的聚氮化硫，在超低温下可转变成高分子超导体。

结构型高分子导电材料用于试制轻质塑料蓄电池、太阳能电池、传感器件、微波吸收材料以及试制半导体元器件等。

但目前这类材料由于还存在稳定性差(特别是掺杂后的材料在空气中的氧化稳定性差)以及加工成型性、机械性能方面的问题，尚未进入实用阶段。

《功能材料设计与制备》作业第一章绪论1、名词解释功能材料：指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。

光电效应：在光的照射下，物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电现象。

形状记忆合金：即拥有“记忆"效应的合金压电陶瓷：指某些陶瓷介质在力的作用下，产生形变，能引起介质表面带电的陶瓷超导材料：指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。

智能材料：是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。

非晶态合金：合金原子呈长程无序的非结晶状态的合金。

2、请简述功能材料发展特点（结合实例进行论述）。

1) 金属功能材料发展特点：开发比较早；被广泛应用，或具有广泛应用的前景；非晶态合金由于具有优异的物理、化学性能，极有发展前景。

2) 无机非金属功能材料发展特点：以功能玻璃和功能陶瓷为主；新型功能玻璃的发展以光功能玻璃为代表；功能材料之间的界限开始变得模糊。

第二章材料设计1、材料设计：是指通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能，或者说，通过理论设计来“订做”具有特定性能的新材料。

2、材料设计主要包含哪几个环节？1）建立材料性质数据库：确定材料功能特性和效用2）成分和组织结构设计：有经验法，半经验法与基本计算法3）合成和加工工艺设计：从微观到宏观尺度对结构予以控制4）使用性能设计第三章粉体制备1. 选择合适的工艺分别制备片状和球状α-Al2O3粉体，写出制备方法、过程及如何控制粒径和纯度。

1）制备高纯片状α-Al2O3：以硫酸铝[Al(NO3)3·9H2O](分析纯)和水溶性高分子为原料。

将硫酸铝与水溶性高分子混合研磨均匀，放入烧杯中直接于150℃干燥箱中加热30min,得到面包状黄色蓬松状产物，该产物在1000℃~1200℃保温1~2h,获得高纯片状α-Al2O3。

可以通过控制球磨工艺得到不同粒径的片状α-Al2O3。

2）制备球状α-Al2O3粉体：以硝酸铝、氨水为原料采用化学沉淀法制备出α-Al2O3的前驱物-氢氧化铝,经过煅烧过程晶型转变及α-Al2O3晶粒；其中通过在氧化铝前驱体里混入隔离相,得到需要的α-Al2O3纳米颗粒的粒径、分散性。

5.2.3功能高分子材料的是1．下列关于“化学与生活”说法错误．．A．聚乳酸是一种新型可生物降解的高分子材料，主要用于制造可降解纤维，可降解塑料和医用材料等B．聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性，可用于抗旱保水，改良土壤，也可用于婴儿用“尿不湿”中C．玻璃纤维、碳纤维等有机高分子材料具有强度高，密度小，耐高温等特点，可广泛用于建筑材料等领域D．碳化硅是一种新型陶瓷，其结构与金刚石相似，硬度高，可作优质的磨料和航天器的涂层材料2．化学与生产、生活、科技密切相关。

下列说法正确的是A．高吸水性树脂都含有羟基、烷基等亲水基团B．含较多碳酸钠的盐碱地不利于农作物生长，可施加熟石灰进行改良C．“静电除尘”“燃煤脱硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量D．人造草坪使用的合成纤维和动力电池使用的石墨烯都属于新型无机非金属材料3．我国首架自主大飞机C919于2022年12月9日正式交付东风航空公司进入商业飞行，你认为飞机的机身和机翼应该大量使用下列哪种材料A．液晶高分子材料B．橡胶C．高分子分离膜D．碳纤维复合材料4．复合材料是一类新型的有发展前景的材料，目前复合材料最主要的应用领域是A．宇宙航空工业B．高分子分离膜C．新型药物D．人类的人工器官5．波音787型飞机的机身和机翼大量使用下列哪种材料A．液晶高分子材料B．橡胶C．高分子分离膜D．碳纤维复合材料6．下列材料中属于功能高分子材料的是①高分子分离膜 ①生物高分子材料 ①高吸水性材料 ①液晶高分子材料 ①光敏高分子材料 ①智能高分子材料A ．①①①B ．①①①①C ．①①①D ．全部7．某小组学生研究常见的金属腐蚀现象，分析其原理．按要求回答下列问题．(1)甲同学设计如图所示对比实验。

当a 中滴入CuSO 4溶液后，观察到其中产生气泡的速率较b 中的________。

其原因是________________。

(2)乙同学将锥形瓶内壁用酸化的饱和食盐水润洗后，放入混合均匀的铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时用压强传感器测得锥形瓶内压强的变化，如图所示。

现吨市安达阳光实验学校课时作业28 功能高分子材料一、选择题(每小题5分，共55分)1．复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种型材料。

其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，这样可发挥每一种材料的长处，并避免其弱点。

下列物质中不属于复合材料的是( )①聚苯乙烯树脂②铝塑管③涤棉织品④纯棉内衣A．①③ B．①④C．②④ D．③④解析：复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种型材料。

聚苯乙烯树脂是以为单体的高聚物；纯棉内衣的主要成分是纤维素。

答案：B2．随着有机高分子材料研究的不断和深入，使一些重要的功能高分子材料的用范围不断扩大。

下列用范围是功能高分子材料的最研究成果的是( )①型导电材料②仿生高分子材料③高分子智能材料④电磁屏蔽材料A．①② B．②③C．①④ D．③④解析：随着社会的进步，科技的发展，高分子材料的作用越来越重要。

特别是在尖端技术领域，对合成材料提出了更高的要求，尤其是具有特殊性质的功能性材料和多功能集一身的复合材料。

答案：C3．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列用不属于高分子分离膜的用范围的是( )A．分离工业废水，回收废液中的有用成分B．食品工业中，浓缩天然果汁，乳制品加工和酿酒C．将化学能转换成电能，将热能转换成电能D．海水淡化解析：A、B、D均是功能高分子分离膜的用范围，而C中将化学能转换为电能的是传感膜，将热能转换成电能的是热电膜。

答案：C4．下列有关功能高分子材料的用途的叙述中，不正确的是( )A．高吸水性树脂主要用于干旱抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B．离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C．医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官D．聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化解析：聚乙炔膜是导电高分子材料，主要用于制造电子器件。

答案：D5．“喷水溶液法”是家研制出的一种使沙漠变绿的技术，它是先在沙漠中喷洒一量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子与沙土粒子结合，在地表下30 cm ～50 cm 处形成一个厚0.5 cm 的隔水层，既能阻止地下的盐分上升，又有拦截、蓄积雨水的作用，下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是( )A ．单体的结构简式为CH 2===CH —COORB ．在一条件下能发生加成反C ．在一条件下能发生水解反D ．没有固的熔沸点解析：聚丙烯酸酯的结构简式为，是混合物，没有固的熔沸点，其单体为CH 2===CH —COOR ；又知其内含酯基，故能发生水解；聚丙烯酸酯中无碳碳不饱和键，不能发生加成反。

功能材料材料加工工程铜氧化物高温超导材料1高温超导材料的发展概况1986年4月，设在瑞士苏黎士的IBM研究室学者J.GBednorz和K.A Miller的一篇题为“ Possible High Tc Superconductivity in the Ba-La-Cu-0 System 的论文发表在联邦德国的乙Phys. B上，他们报道，Ba-La-Cu-O系氧化物的超导临界温度可能达35K，后很快被日本学者证实。

此后一年内，超导临界转变温度的记录不断被中、美、日的科学家刷新，1987年，Y-Ba-Cu-O超导体被发现，其Tc约为90K，是最早发现的液氮温区超导体，次年，又发现了Tc约为90K的Bi-Sr-Ca-Cu-O 系超导体。

此后，相继发现了Ti-Ba-Ca-Cu-O系V-Sr-Ti-O系以及Hg-Ba-Ca-Cu-O 系超导体和C60超导体，其中Hg系超导体的Tc为133K，2001年，日本科学家报道了MgB2化合物超导体的发现，其Tc约为40K。

图1所示为超导材料临界温度的提高历史。

2铜氧化物高温超导体及其晶体结构自1986年第一种铜氧化物高温超导体问世以来，人们又发现了大量的铜氧化物高温超导体。

这些超导材料的结构有许多相似之处，所以高温超导体的性质并非偶然，而是由它们自身结构特征所决定的。

高温超导体大多属于正交或四方结构，也有少数是贋四方结构，所有这些铜氧化物超导体都与钙钛矿（CaTiO3 ）结构有关，且具有层状结构和四配位的铜氧面。

2.1 钙钛矿（CaTiO3）的结构钙钦矿结构（CaTO）是一种AB03化合物，其中A, B为阳离子，一般A为大离子，B为离子半径较小的过渡金属离子。

属于立方晶系简单点阵，空间群为Pm3m。

它的结构有两种表示法，（a）以Ca原子作晶胞原点，则各原子坐标为：Ca（0 ,0, 0），Ti（1/2,1/2,1/ 2），0（ 1/2,1/2,0），以Ti 原子作晶胞原点，则各原子坐标为：Ca（1/2,1/ 2,1/ 2），Ti（0,0,0），0（0,0,1/2）。

第三节功能高分子材料一．选择题（共14 小题）1．下列塑料可用作不粘锅的表面材料的是（）A．聚氯乙烯B．聚四氟乙烯C．聚苯乙烯D．有机玻璃【解答】解：聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃不耐高温，不能做不粘锅的表面材料，聚四氟乙烯耐高温，故选：B。

2．一只可爱的小猫若无其事地站在一块高分子合成材料板上，板下烈火灼烧．说明该高分子材料板一定具有的性质是（）A．绝热性B．绝缘性C．导热性D．熔点低【解答】解：小猫能站在放在高温火焰上得高分子合成材料上，说明该材料上面不热，该材料具有良好的绝热性，故选：A。

3．下列有关新型高分子材料应用的说法不正确的是（）A．高分子膜利用其选择性透过能力，可用于海水淡化、污染控制、物质制取与回收等方面B．作为医用高分子材料制人造器官，必须考虑其与人体的相容性和机械性能C．新型的聚乙烯醇高吸水性高分子，具有与水生成易挥发物的特性，所以称为“尿不湿”D．新材料研究正向智能化、高功能的方向发展【解答】解：A．高分子膜有选择性透过能力，可用于海水淡化、污染控制、物质制取与回收，故A正确；B．作为医用高分子材料制人造器官，考虑其与人体的相容性和机械性能，故 B 正确；C．高吸水性高分子易吸水，不挥发，故C错误；D．新材料研究正向智能化、高功能的方向发展，故D正确。

故选：C。

4．化学与生产、生活、社会密切相关．下列有关说法中正确的是（）A．航天服材质是由碳化硅、陶瓷和碳纤维等复合而成，它是一种新型有机合成材料B．煤中含有苯、二甲苯等，可以通过煤的干馏得到，并将它们分离C．经过一定的化学变化，可以从海水中提取氯化钠、镁、溴等D．在海轮外壳镶嵌锌块，能减缓轮船的腐蚀，是利用牺牲阳极的阴极保护法【解答】解：A．航天服材质是由碳化硅、陶瓷和碳纤维等复合而成，它是一种新型无机非金属材料，故A错误；B．煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素，煤不含苯和二甲苯等，故B错误；C．从海水中提取氯化钠没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；D．利用牺牲阳极的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，活泼性比F e 强的锌作负极失电子被腐蚀，Fe 作正极被保护，故D正确。

第三节功能高分子材料[基础过关]一、功能高分子材料的性能1．下列有关功能高分子材料用途的叙述中，不正确的是()A．高吸水性树脂可用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B．离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C．医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官D．聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化答案 D解析聚乙炔膜属于导电高分子材料，主要用于制造电子元件。

2．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高，因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列对“人造金属”的说法正确的是()A．“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同B．强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料C．“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽D．“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属答案 B解析“人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同。

此外，“人造金属”尽管有金属的一般特性，但它属于高分子化合物中的塑料。

二、功能高分子材料的结构3．婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水、保水的物质。

下列高分子有可能被采用的是()答案 B解析纸尿片应该具有吸水性和保水性，因此，必须含有强亲水性原子团，B中分子中的—COONa原子团符合要求。

4．诺贝尔奖获得者美国物理学家 A.J.Heeger和化学家 A.G.MacDiarmid和日本化学家Shirakawa的研究方向是高分子导电聚合物，典型的代表物是聚乙炔，在聚乙炔中由于具有碳碳双键和碳碳单键交替出现的特殊结构，使电子的流动性很大。

(1)写出生成聚乙炔的化学方程式：______________。

(2)当向聚乙炔中加入某种单质时，在聚乙炔材料中会出现“空穴”，并会像半导体一样在电场作用下导电，所加物质应是__________(填字母序号)。

A．Cu B．Na C．I2D．SiO2答案(1)(2)C解析(1)聚乙炔中具有和交替出现的结构，乙炔在加聚时应断裂中的1个键。

功能材料试题及参考答案功能材料试题及参考答案 篇⼀：功能材料试题参考答案 ⼀、名词解释（共24分，每个3分） 居⾥温度：铁电体失去⾃发极化使电畴结构消失的最低温度（或晶体由顺电相到铁电相的转变温度）。

铁电畴：铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同⾃发极化⽅向的⼩区域称为铁电畴。

电致伸缩：在电场作⽤下，陶瓷外形上的伸缩（或应变）叫电致伸缩。

介质损耗：陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗，⼀部分电场能转变成热能。

单位时间内消耗的电能叫介质损耗。

n型半导体：主要由电⼦导电的半导体材料叫n型半导体。

电导率：电导率是指⾯积为1cm2，厚度为1cm的试样所具有的电导（或电阻率的倒数或它是表征材料导电能⼒⼤⼩的特征参数）。

压敏电压：⼀般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压⼤⼩的标志称压敏电压。

施主受主相互补偿：在同时有施主和受主杂质存在的半导体中，两种杂质要相互补偿，施主提供电⼦的能⼒和受主提供空状态的能⼒因相互抵消⽽减弱。

⼆、简答（共42分，每⼩题6分） 1.化学镀镍的原理是什么？ 答：化学镀镍是利⽤镍盐溶液在强还原剂（次磷酸盐）的作⽤下，在具有催化性质的瓷件表⾯上，使镍离⼦还原成⾦属、次磷酸盐分解出磷，获得沉积在瓷件表⾯的镍磷合⾦层。

由于镍磷合⾦具有催化活性，能构成催化⾃镀，使得镀镍反应得以不断进⾏。

2.⼲压成型所⽤的粉料为什么要造粒？造粒有哪⼏种⽅式？各有什么特点？ 答：为了烧结和固相反应的进⾏，⼲压成型所⽤粉料颗粒越细越好，但是粉料越细流动性越差；同时⽐表⾯积增⼤，粉料占的体积也⼤。

⼲压成型时就不能均匀地填充模型的每⼀个⾓落常造成空洞、边⾓不致密、层裂、弹性后效等问题。

为了解决以上问题常采⽤造粒的⽅法。

造粒⽅式有两种⽅式：加压造粒法和喷雾⼲燥法。

加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度⼤、机械强度⾼、能满⾜⼤型和异型制品的成型要求。

但是这种⽅法⽣产效率低、⾃动化程度不⾼。

喷雾⼲燥法可得到流动性好的球状团粒，产量⼤、可连续⽣产，适合于⾃动化成型⼯艺。