功能复合材料-2-磁性复合材料

第八章功能复合材料多种材料按照性能优势互补的原则组合在一起而产生了一种新型的材料就称之为复合材料。

功能复合材料是复合材料的重要组成部分。

第一节功能复合材料概述功能复合材料是指除机械性能外提供其它物理性能的复合材料，如超导、磁性、阻尼、吸音、吸波、吸声、屏蔽、导电。

阻燃、隔热等等的复合材料。

其主要结构包括基体和功能体或两种以上功能体组成。

基体用于粘接和赋形，对整体性能也有影响。

功能体提供功能性。

1.1功能复合材料的分类复合材料可以分为结构复合材料和功能复合材料。

结构复合材料如纤维复合材料主要用于军工产品；功能复合材料则在激光、隐身材料以及其它声、光、电、磁等方面占有重要地位。

按照复合材料的基体分类又可分为有机复合材料和无机复合材料，有机复合材料主要是指聚合物基复合材料，包括热固性复合材料和热塑性复合材料；无机复合材料主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料、玻璃基复合材料、水泥基复合材料以及碳基复合材料。

也有的将复合材料分为常用复合材料和先进复合材料。

多数功能复合材料属于先进复合材料。

1.2功能复合材料的复合效应多种材料复合起来，通过改变结构的复合度、对称性以及联结类型等参数可以大副度地、定向地改变材料的物性参数，因此可以按照不同用途通过优化组合实现最佳配合，而获得材料的性能最佳值，因此，对于类似的用途可以通过对复合材料的结构调整可以达到满意的结果，而不必要开发新的材料。

对功能材料进行复合，可以通过交叉耦合，产生新的功能效应，甚至可以出现新的二者都不具备的新的功能。

多种功能复合材料是今后复合材料的发展方向。

功能复合材料的复合效应包括非线性效应和线性效应。

线性效应包括平均效应、平行效应、互补效应和相抵效应。

电导、密度、热度等服从这一规律，可用Pc= ViPi 来计算， P为功能指标，V为体积分数。

非线性效应包括共振效应、诱导效应、乘积效应等。

两种性能可以相互转换的功能材料X/Y与另一种Y/Z转换的材料复合起来，可以得到(X/Y)(Y/Z)=X/Z的新材料，这就是具有乘积效应的功能复合材料。

功能复合材料1. 引言功能复合材料是一种由两种或更多成分组成的复合材料，具有多种功能性能的材料。

这些功能可以包括机械性能、电学性能、热学性能以及化学性能等。

功能复合材料的广泛应用可以追溯到古代，但它们近年来的发展已经在工程和科学领域引起了广泛的关注和研究。

本文将介绍功能复合材料的定义、分类以及常见的应用领域，并对其制备方法和未来发展进行讨论。

2. 功能复合材料的定义和分类功能复合材料是由两种或更多不同种类的材料组成的复合材料，具有多个功能性能。

它们通过将不同的材料组合在一起，充分发挥各个组成部分的优点，以实现所需的功能。

根据不同的功能性能，功能复合材料可以分为以下几类：2.1 机械性能功能复合材料这类复合材料主要通过材料的选择和结构设计来实现卓越的机械性能，包括强度、刚度、韧性等。

应用领域包括航空航天、汽车工程、建筑工程等。

2.2 电学性能功能复合材料这类复合材料主要用于实现电学性能的优化，包括导电、绝缘、磁性等。

应用领域包括电子设备、传感器、电池等。

2.3 热学性能功能复合材料这类复合材料主要用于实现热学性能的优化，包括导热、绝热、相变等。

应用领域包括热处理、隔热材料、温度传感器等。

2.4 化学性能功能复合材料这类复合材料主要用于实现化学性能的优化，包括抗腐蚀、耐磨、防火等。

应用领域包括化工设备、涂料材料、防火材料等。

3. 功能复合材料的制备方法功能复合材料的制备方法多种多样，常见的方法包括以下几种：3.1 机械混合法这是最简单的制备方法之一，通过将不同材料进行机械混合，使其混合均匀，然后通过压制、烧结等工艺制备功能复合材料。

这种方法适用于制备颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料等。

3.2 化学反应法这种方法通过两种或更多种材料之间的化学反应来制备功能复合材料。

具体制备过程可以包括溶液共沉淀、溶胶-凝胶法、原子层沉积等。

这种方法适用于制备具有特定化学性能的复合材料。

3.3 生物合成法这种方法利用生物体内的酶、微生物等生物体系来合成功能复合材料。

纳米磁性功能复合材料摘要：磁性功能材料一直是国民经济和军事领域的重要基础材料。

早在1930年，Fe3O4 微粒就被用来做成磁带；此后，Fe3O4粉末和粘合剂结合在一起被制成涂布型磁带；后来，又采用化学共沉淀工艺制成纳米Fe3O4磁性胶体，用来观察磁畴结构。

20世纪60年代磁性液体的诞生亦与此有着密切的关系。

如今，磁性功能材料广泛的应用于通信、自动控制、电信和家用电器等领域，在信息存储、处理和传输中已经成为不可缺少的组成部分，尤其在微机、大型计算机中的应用具有重要地位。

面对纳米科技的发展浪潮，磁性材料无论在研究领域还是在应用领域，都已取得了长足的进步。

在磁性材料方面，量子理论的发展与磁性材料的结合，使得磁性材料的发展进入材料设计阶段。

正文：纳米磁性功能复合材料一、纳米磁性功能复合材料的定义。

<1>、磁性复合材料：以高分子材料为基体与磁性功能体复合而成的一类功能材料。

常用的磁性材料主要有铁磁性的软磁材料和硬（永）磁材料。

软磁材料的特点是低矫顽力和高磁导率。

硬磁材料则表现在高矫顽力和高磁能积。

除了上述磁性材料外，尚有铁磁材料和反（逆）铁磁材料。

<2>、纳米材料：尺度为1~100nm的超微粒经压制、烧结或溅射而成的凝聚态固体。

它具有断裂强度高、韧性好、耐高温等特性。

<3>、纳米复合材料：分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。

二、纳米磁性微粒的磁学特性。

<1>磁畴结构:磁畴(Magnetic Domain)理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。

所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同，如图所示。

各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。

宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的为零磁距，它也就不能吸引其它磁性材料。

磁性复合材料及其应用摘要：纵观人类历史发展发现，材料是体现人类进步的重要物质基础。

每种重要的新型材料的应用，都会将人类支配和改造自然地能力提高到一个新的水平。

现在，人们又发现了一种新的材料复合材料他是一种由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

复合材料既可以保持原材料的某些特点，又能发挥组合后的新特征，最重要的是它可以根据需要自行设计，从而最合理的达到使用所要求的性能。

目前，关于功能性复合材料的研究有很多，如导电复合材料、磁性复合材料、耐火复合材料、耐高温复合材料、仿生复合材料、智能复合材料、纳米复合材料等，还有一些增强体纤维等等。

1.磁性复合材料简介磁性复合材料是20世纪70年代发展起来的一种新型高分子功能材料，是现代科学技术领域的重要基础材料之一。

磁功能复合材料按组成可分为结构型和复合型两种，结构型磁功能复合材料是指聚合物本身具有强磁性的磁体；复合型磁功能复合材料是指以橡胶或塑料为粘合剂与磁性粉末混合粘结加工而制成的磁体。

磁性复合材料的主要优点是：密度小、耐冲击强度大，制品可进行切割、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工，而且使用时不会发生碎裂。

它可以采用一般塑料通用的加工方法（如注射、模压、挤出等）进行加工，易于加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型带嵌件制品，对电磁设备实现小型化、轻量化、精密化和高性能化的目标起着关键的作用，因而越来越多为人们所重视，是一种很有前途的基础功能材料。

磁性复合材料是以高聚物或软金属为基体与磁性功能体复合而成的一类材料。

聚合物基磁性复合材料主要由强磁粉（功能体）、聚合物基体（黏结剂）和加工助剂三大部分组成。

由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此也有相应的软磁和硬磁复合材料。

典型的永磁材料包裹永磁铁氧体、铝镍钴以及稀土永磁材料。

1.1 复合型磁性复合材料复合型磁功能复合材料主要是由树脂及磁粉构成。

其中树脂起粘结作用，磁粉是磁性的主要受体，目前用于填充的磁粉主要是铁氧体磁粉和稀土永磁粉。

功能磁性材料摘要：磁性材料是利用物质的磁性、各种磁效应以及它的声、光、电、热特性来满足各方而技术要求的材料。

将材料的磁性和其它的特性相结合，便会形成具有新型功能的磁性材料。

本文介绍了几种功能磁性材料的特性、制备及其应用。

关键词：功能磁性材料，制备，特性，应用Function of magnetic materialsABSTRACT：Magnetic materials is the use of magnetic properties of substances, a variety of magnetic effects as well as its sound, light, electricity, thermal characteristics to meet the parties while the technical requirements of materials.Magnetic materials and other characteristics of the combination will form a new functional magnetic materials.This article describes several characteristics of functional magnetic materials, Preparation and Application.KEY WORDS：Functional magnetic materials, preparation, properties, application引言早在很久以前，我们的祖先就发现理物质磁性现象并应用在实际生活中。

现如今，磁性材料以其磁性、光学、声学、电学和热学性能使其在当今的世界上应用广泛，尤其是功能磁性材料应用在世界各个领域。

1 磁性液体磁性液体(Magnetic Fluids) 又称磁流体, 是由纳米级的磁性颗粒通过表面活性剂的包覆, 高度均匀分散于基载液中所形成的稳定的固液两相胶状液体[1]。

功能材料的分类与应用吉林农业大学资源与环境学院摘要：随着时代的发展,各式各样的材料走进人们的生活中,功能材料也越来越多的应用到各行各业.功能材料已经是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。

本文从功能技术材料、功能无机非金属材料、功能高分子材料、功能晶体材料、功能复合材料、具有特殊结构的功能材料等方面对功能材料进行了分类和描述，概述了功能材料在航天领域、环保领域以及防伪领域上的应用。

关键词：功能材料；分类；应用功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。

它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。

功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。

1功能材料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[1 ]。

2功能材料的分类2.1功能金属材料[2]2.1.1电性材料包括导电材料：电阻材料，电阻敏感材料-应变电阻、热敏电阻、光敏电阻；电热材料；热电材料，主要用作热电偶。

2.1.2磁性材料具有能量转换、存储或改变能量状态的功能,按矫顽力大小分为硬磁、半硬磁、软磁材料3种，广泛应用于计算机、通讯、自动化、音响、电机、仪器仪表、航空航天、农业、生物与医疗等技术领域。

应用较多的有：金属软磁材料，金属永磁材料，磁致伸缩材料，铁氧体磁性材料。

2.1.3超导材料具有零电阻特性、迈斯纳效应、磁通量子化和约瑟夫森效应。

常规超导体；高温超导体：镧锶铜氧化物(La - Sr - Cu - O )、钇钡铜氧化物( YBa2Cu3O7 -δ) 、铋锶钙铜氧化物(Bi - Sr - Ca - Cu- O)、铊钡钙铜氧化物(Tl - Ba - Ca - Cu - O)、汞钡钙铜氧化物(Hg - Ba - Ca - Cu - O)、无限层超导体、钕铈铜氧化物(Nd - Ce - Cu - O) ；其它类型超导材料：金属间化合物(R - T - B - C)超导体，有机超导体和碱金属掺杂的C60超导体，重费米子超导体。

1、功能材料的定义具有特定的优异的光、电、磁、声、热、湿、气、生物等特性功能的各类材料的总称。

2、功能材料的分类1）按照功能分类：磁、电、光、热、摩擦、阻尼、防弹、辐射等功能分类2）按基体材料分类（等同于结构复合材料）：陶瓷基、水泥基、碳基、无机金属基、树脂基等复合材料。

3、功能材料的基本性质（磁、电、光、声、热）各种功能特性通常对许多因素是很敏感的，如微量元素、缺陷、表面状态等1）半导体电性半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由导带中的电子或价带顶部的空穴才能参与导电。

它们之间由禁带分开。

本征半导体：具有本征电导特性的半导体能带结构通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，他们之间由禁带分开。

其价带VB上电子被激发越过禁带进入导带CB，同时在价带上产生相应的空穴。

杂质对半导体的导电性影响很大。

2）磁性铁磁性：有些金属在外磁场的作用下产生很强的磁化强度，外磁场除去后仍能保持相当大的永久磁性的特性。

过渡金属铁、钴、镍和一些稀土金属都具有铁磁性，磁化率可达106。

3）超导性超导态：零电阻为特征。

超导转变温度即“超导态”时的温度。

麦斯纳效应：“超导态”下超导体内的磁感应强度恒等于零的现象。

超导体的基本特征：电性质和磁性质均为零。

4）光谱性质吸收光谱：物质在光谱范围里的吸收系数按光频率分布的总体。

发射光谱：发光物质发射光子的能量按频率或波长分布的总体。

表征：发光中心组成与结构关系、周围环境影响。

4、功能复合材料的定义是一种多相复合体系，它可以通过不同物质的组成、不同相的结构、不同含量及不同方式的复合而制备出来，以满足各种途径的需要。

百度：功能复合材料是指除机械性能以外而提供其他物理性能的复合材料。

如:导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、摩擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等凸显某一功能。

统称为功能复合材料。

（功能复合材料主要由功能体和增强体及基体组成。

功能体可由一种或以上功能材料组成。

目录一、功能复合材料的设计原则 (3)二、功能复合材料的设计特点 (4)1）具有提高材料优值的广泛途径和自由度 (4)2）可利用复合效应创造新型复合功能材料 (5)三、复合型功能材料种类介绍 (5)1、压电复合材料 (5)1.1压电效应 (6)1.2压电复合材料研究概况 (7)1.3压电复合材料的制造方法 (8)1.4压电材料应用 (11)1.4.1换能器 (11)1.4.2压电驱动器 (12)1.4.3传感器上的应用 (12)1.4.4在机器人接近觉中的应用 (13)1.5.压电材料新应用 (14)1.5.1“人群农场”为火车站供电 (14)1.5.2发电地板 (15)1.5.3发电背包为便携式电子设备供电 (16)2、导电复合材料 (17)2.1、导电复合材料的及分类用途 (19)2.2、制备方法 (19)2.2.1填充型导电聚合物复合材料 (20)2.2.2金属纤维填充型导电复合材料 (20)2.3抗静电和导电领域 (22)2.4压敏导电胶 (23)2.5.发展趋势 (23)3、磁性复合材料 (24)3.1复合型磁性复合材料 (25)3.2磁性复合材料的种类 (26)3.3磁性复合材料的应用 (28)4、摩擦功能复合材料 (29)4.1纳米陶瓷摩擦复合材料分类 (30)5、阻尼功能复合材料 (33)5.1 阻尼材料的发展历史 (34)5.2 阻尼机理 (34)5.3 分类 (35)5.4 复合阻尼材料的研究现状 (35)5.5 展望 (37)6、机敏复合材料与智能复合材料 (37)7、自诊断机敏复合材料 (38)8、自愈合或自修复机敏复合材料 (38)9、智能复合材料 (39)9.1、智能复合材料的制备工艺方法 (39)9.1.1 粒子复合 (39)9.1.2 薄膜复合 (39)9.1.3 纳米级及分子复合 (40)功能性复合材料摘要随着经济的迅速发展，人们对材料的需求日益增加。

为了满足这些现代技术对材料的需求，世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。