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《功能材料学》复习提纲题型及分值：填空题（21分）、名词解释（20分）、简答题（满分59分)基本概念：功能材料：功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。
生物相容性：生物相容性是指材料与生物体之间相互作用后产生的各种生物、物理、化学等反应的一种概念。
一般地讲，就是材料植入人体后与人体相容程度，也就是说是否会对人体组织造成毒害作用液晶：液晶是介于晶态和液态之间的一种热力学稳定的过渡中间相态，它既具有晶态的各向异性，又具有液态的流动性阻尼合金：阻尼合金是一种阻尼(内耗)大，能使振动迅速衰减的特种金属材料，也称减振合金、防振合金、消声合金、哑巴金属等。
弹性反常：一般金属及合金的弹性模量随温度升高而降低，即βE<0,这是弹性模量―温度关系的正常变化。
但是某些铁磁性材料在一定温度范围内弹性模量随温度的变化很小（βE 0），甚至增加(βE >0)。
这是弹性模量―温度关系的反常变化，称为弹性反常。
功能高分子：是指高分子主链和侧链上带有反应性功能基团，并具有可逆或不可逆物理功能或化学活性的一类新型高分子。
弹性后效：理想的弹性材料在弹性变形范围内，应力和应变的关系服从虎克定律。
但在实际弹性材料发生弹性变形时，会产生应变落后于应力，且与时间有关。
这个现象称为弹性后效。
链节：链节指组成聚合物的每一基本重复结构单元。
热双金属：热双金属（thermobimetal）是指由两个（或多个）具有不同热膨胀系数的金属或合金组元层牢固地结合在一起的复合材料。
药物控制释放：药物控制释放就是将天然的或合成的高分子化合物作为药物的载体或介质制成一定的剂型，控制药物在人体内的释放速度，使药物按设计的剂量，在要求的时间范围内以一定的速度在体内缓慢释放，以达到治疗某种疾病的目的。
第一章1晶面指数与面间距关系，根据晶面指数大小判断距离？密勒指数简单的晶面，如(100)\(110)，晶面上原子聚集密度较大，晶面之间的距离较大，结合力较弱，易分裂，这样的晶面为解离面。
2晶体成键方式？归纳饱和性与方向性？离子键：产生于正、负电荷之间的静电引力。
共价键：一对为两个原子所共有的自旋相反、配对的电子结构称为共价键。
共价键基本特点:饱和性和方向性。
饱和性: ⅣA-ⅥA族元素是共价键结合，共价键的最大数目符合8-N定则(N为原子的价电子数目).方向性: 原子总是在其价电子波函数最大的方向上形成共价键。
共价键特点：强结合，晶体有很高的熔点和硬度，导电性很弱，一般属于绝缘体或半导体。
金属键：电子为晶体共有，即原属于各原子的价电子不再束缚在原子上，可在整个晶体内运动(可视为离域的共价键).分子晶体的结合是依靠分子之间的作用力，这种作用力称为范德华力，其作用范围为0.2-0.5nm，一般不具有方向性和饱和性。
3晶体缺陷?点缺陷线缺陷面缺陷4金属导体，半导体，绝缘体，电性质与能带结构关系（用能带理论解释)？当大量原子构成固体时，电子能级结构发生很大变化，能级会极端密集，形成能带。
金属：①周期表中第一族元素的价电子都处于未被充满的带中，它们都是金属，这种能带称为导带。
②碱土金属由于其:s能带和较高的能带有交迭，价电子仍在不满的能带中参与导电，使其晶体具有金属的性质。
绝缘体: 价电子把价带填满，空带与价带之间存在一个较宽的禁带。
在非强电场作用下不会产生电流.半导体: 能带结构与绝缘体的能带相似，只是禁带较窄。
禁带宽度在2eV以下，通过热激发，把满带的电子激发到空带而具有导电能力。
由于热激发的电子数目随温度按指数规律变化，所以半导体的电导率随温度的变化也是呈指数的。
这是半导体的主要特征。
5 n型p型半导体概念？n型半导体: 在四价的硅单晶中掺人五价的原子，成键后，多余一个电子，其能级离导带很近，易激发。
功能材料复习资料⼀、简答题1、功能材料是指具有⼀种或⼏种特定功能的材料，如磁性材料、光学材料等，它具有优良的物理、化学和⽣物功能，在物件中起着“功能”的作⽤。
2、红外材料是指与红外线的辐射、吸收、透射和探测等相关的⼀些材料。
红外线的辐射起源于分⼦的振动和转动，⽽分⼦振动和转动起源于温度。
它本质上和可见光⼀样是⼀种电磁波，波长在0.76~1000um 之间。
3、热平衡辐射体是当⼀个物体向周围发射辐射时，同时也吸收周围物体所发射的辐射能量，当物体与外界进⾏能量交换慢到使物体在任何短时间内仍保持确定温度时，该过程可以看作是平衡。
4、全发射率、单⾊发射率、灰体、选择性辐射体实际物体发射辐射性能没有⿊体理想，受到外界辐射源照射时，它并不能全部吸收⼀定波长的能量，在给定温度下，从表⾯发射的辐射出射度⽐同⼀温度下⿊体的辐射出射度⼩。
因此，把实际物体发射的辐射出射度和同⼀温度下⿊体发射的辐射出射度之⽐定义为发射率ε，也称全发射率。
把各个波长的辐射出射度与同温度、同波长下⿊体的辐射出射度之⽐定义为光谱发射率ε（λ），也称为单⾊发射率。
⿊体：ε=1，ε（λ）=1；实际物体：ε<1，ε（λ）<1；灰体的发射率与波长⽆关，ε=ε（λ），也可以说发射率与波长⽆关的物体称为灰体；随波产变化⽽改变发射率的物体称为选择性辐射体。
5、全息成像过程是利⽤光的⼲涉和衍射现象，在照相⼲板或胶⽚上以⼲涉条纹形式把图像记录下来，然后以光照射这种⼲板，就能以⽴体形式再现物体的原来图像。
由于它记录了物体的全部信息(振幅和相位)，所以称为全息照相术。
6、隐⾝技术凡是能使军事⽬标的各种可探测的⽬标特征减少或迷盲的技术均可称为隐⾝技术。
隐⾝技术可分为两⼤类：主动隐⾝技术和被动隐⾝技术。
主动隐⾝技术是采取各种主动措施如⼲扰、假⽬标、烟幕、地形匹配等使敌⽅的探测⼿段受到迷惑⽽⽆法识别⽬标。
被动隐⾝技术是指在武器系统的设计和使⽤过程中，降低其作为⽬标特征的技术。
《功能材料学》复习重点1.什么是功能材料和主要特征：功能材料是指具有优良的物理、化学、生物或其相互转化的功能，用于非承载目的的材料。
有以下五大主要特征：%1功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动。
%1其聚集态和形态非常多样化。
%1产品形式主要是材料元件一体化。
%1是利用现代科学技术，多学科交叉的知识密集型产物。
%1采用许多新工艺和新技术进行制备与检测。
2.电了导电材料中的超导体、导体、半导体和绝缘体的区别？答：导体、超导体、半导体和绝缘体的区别在于电导率、能带结构和导电机理三方面。
（1）电导率：导体的电导率Wl（）5S/m；超导体的电导率为无限大；半导体的电导率为10-7-104S/m；绝缘体的电导率W10-7S/m。
（2）能带结构：导体和超导体的能带结构有三类：未满带+重带+空带；满带+空带；未满带+禁带+空带。
半导体和绝缘体的能带结构是满（价）带+禁带+空（导）带，半导体的禁带宽度为0<Eg兰2eV,而绝缘体的禁带宽度大于2eV。
（3）导电机理：导体是通过日由电了的运动而导电的，导体中均存在电子运动的通道即导带，电了进入导带运动均不需能带间跃迁。
超导体的导电是因为超导电了的存在，它的运动是不受阻的。
半导体价带中的电了受激发后从满带跃到空带中，跃迁电子可在空带中自由运动，传导电了的负电荷，满带中留下的空穴按电了运动相反的方向运动传导正电荷；半导体的导电来源于电子和空穴的运动，电子和空穴都是半导体中导电的载流子。
绝缘体不导电。
3.超导材料及其特征值？某些金属、金属化合物及合金，当温度低到一定程度时，电阻突然消失，把这种处于零电阻的状态叫做超导态。
有超导态存在的材料叫超导材料。
其特征值为：（1）临界温度Tc。
当TvTc时，导体的P=0,具有超导性。
当T>Tc时，导体的P尹0,即失去超导性。
（2）临界磁场强度He。
除温度外，足够强的磁场也能破坏超导态。
使超导态转变成正常态的最小磁场He⑴叫做此温度下该超导体的临界磁场。
功能材料学复习题1.功能材料是指具有特殊的电、磁、光、热、声、力、化学性能和生物性能及其转化的功能，用以实现对信息和能量的感受、计测、显示控制和转化为主要的非结构性高新材料。
2.从材料学角度仿生材料可分为成分和结构仿生、功能和性能仿生、过程和加工制备仿生。
3.嵌入化合物的结构特征是主体材料要有一定程度的结构开放性，能允许外来的原子或离子易于扩散进或逸出晶体。
4.在高温高压的水热条件下，水的性质会产生蒸汽压变高、密度变低、表面张力降低、黏度降低、离子积增加等变化。
5.自组装是指在无人为干涉条件下，基本结构单元(分子、纳米材料、微米或更大尺度的物质)通过非共价键自发地缔结成热力学上稳定、结构上确定、性能上特殊的聚集体（如有序结构）的过程。
自组装过程一旦开始，将自动进行到某个预期终点。
6.形成自组装或超分子体系有两个重要条件：一是有足够量的非共价键或氢键；二是自组装的体系能量较低。
7.根据纳米结构体组装系构筑过程中的驱动力是靠外因还是内因，可以分为人工纳米结构组装体系和纳米结构自组装体系。
8.晶体生长过程主要分为成核控制和扩散控制。
9.C60由32个面构成，其中20个六边形，12个五边形，C60 的直径为0.7nm。
10.10. 生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料，它应该具有、和等特征。
11.材料按其组成可以分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。
材料的性能不同都是由其内部结构决定的，即原子结构，结合键，原子的排列方式（晶体和非晶体）以及显微组织。
12.结构材料是指用于制造各种结构，通俗地说就是要受力，因此对它的要求主要是机械性能，如强度、延伸率(达到极限强度断裂时伸长了多少，延伸率小的材料便容易脆断)、硬度、韧性( 受冲击力时容不容易断裂)、刚性(容不容易保持形状不变)等等。
有时不要求其能经受住严峻的环境条件，如要求耐热性、抗腐蚀性等等。
13.功能材料的分类：电功能材料、磁功能材料、光功能材料、热功能材料、能源功能材料、功能高分子、精细复合功能材料、纳米化功能材料、软凝聚态功能材料、超级材料与智能材料等等。
功能材料复习题功能材料是指具有特定功能或性能的材料，可以应用于各种领域。
它们广泛应用于电子、光电、储能、传感、生物医药等领域。
本文将介绍功能材料的概念及其相关知识，并提供一些复习题帮助读者巩固所学知识。
一、功能材料的概念和分类功能材料是指那些在特定条件下可以表现出特定功能或性能的材料。
根据功能材料的特性和应用，可以将其分为以下几类：1. 电子材料：主要用于电子器件中，例如半导体材料、导电材料、绝缘材料等。
2. 光电材料：主要用于光电器件和光电应用领域，例如光电导材料、光电转换材料等。
3. 储能材料：主要用于电池、超级电容器和储能设备中，例如锂离子电池材料、超级电容器材料等。
4. 传感材料：主要用于传感器和探测器中，例如压力传感材料、温度传感材料等。
5. 生物材料：主要用于生物医药领域，例如生物陶瓷材料、生物高分子材料等。
二、功能材料的特性和应用功能材料具有独特的性能和特性，使它们在各个领域有广泛的应用。
以下是一些常见的功能材料的特性和应用：1. 半导体材料：具有电导率介于导电材料和绝缘材料之间的特性，主要用于电子器件中，如二极管、晶体管等。
2. 导电材料：具有良好的导电性能，主要用于导线、电极等电子器件中。
3. 铁电材料：具有特殊的电场诱导极化特性，主要用于电子存储器和传感器中。
4. 热敏材料：具有对温度变化敏感的特性，主要用于温度传感器和热保护器中。
5. 发光材料：具有发光性能，主要用于LED器件、发光二极管等光电器件中。
6. 高温超导材料：在极低温下具有零电阻的特性，主要用于超导器件和磁悬浮等领域。
7. 固态电解质材料：具有良好的离子导电性能，主要用于固态电池和储能设备中。
三、功能材料的制备和表征方法功能材料的制备和表征方法对于其性能和应用具有重要影响。
以下是一些常见的功能材料制备和表征方法：1. 溶液法制备：将溶解的前驱物通过溶剂蒸发或反应生成功能材料，例如溶胶-凝胶法、沉淀法等。
2. 气相法制备：通过气体相反应或沉积形成功能材料，例如化学气相沉积、物理气相沉积等。
功能材料复习题功能材料复习题功能材料是指能够通过改变其结构和组成，以实现特定功能的材料。
它们在现代科技中扮演着重要的角色，广泛应用于电子、能源、医疗等领域。
本文将通过一系列复习题来回顾和巩固对功能材料的理解和知识。
1. 什么是功能材料？功能材料是指通过改变其结构和组成，使其具有特定的物理、化学或生物学性质，以实现特定功能的材料。
功能材料可以具有诸如导电、光学、磁性、催化等特性，用于满足不同领域的需求。
2. 请列举几种常见的功能材料及其应用领域。
- 导电材料：如金属和导电聚合物，广泛用于电子器件、电路板等领域。
- 光学材料：如光纤和半导体材料，用于激光器、光通信等领域。
- 磁性材料：如铁、钴和镍等，应用于电动机、磁存储器等领域。
- 催化材料：如催化剂，用于加速化学反应，广泛应用于化工、环保等领域。
- 生物材料：如生物陶瓷和生物可降解聚合物，用于医疗器械、组织工程等领域。
3. 请简要介绍一下纳米材料的特点和应用。
纳米材料具有尺寸在纳米级别的特点，其表面积大、界面效应显著，具有优异的物理、化学和生物学性质。
纳米材料广泛应用于电子、能源、医疗等领域。
例如，纳米颗粒可以用于药物传递系统，通过调控颗粒的大小和表面修饰，实现药物的靶向输送和控释；纳米材料在太阳能电池中的应用可以提高光电转换效率；纳米材料还可以用于传感器、催化剂等领域，发挥其特殊的性能。
4. 请解释一下形状记忆材料的工作原理。
形状记忆材料是一种能够在外界刺激下恢复其原始形状的材料。
其工作原理基于材料内部的相变过程。
形状记忆材料通常具有两种不同的相，即高温相和低温相。
在高温相时，材料可以被加工成所需的形状；而在低温相时，材料会发生相变，恢复其原始形状。
通过控制温度或应力，可以实现形状记忆材料的形状变化和恢复。
5. 请举例说明一种利用功能材料实现特定功能的应用。
一个例子是利用磁性材料实现磁性储存器。
磁性储存器是一种用于存储和读取数据的设备，其中磁性材料被用作信息的存储介质。
2016年《功能材料》总复习绪论1. 新材料指“在近阶段将达到实用化的高功能材料”，一般认为可以包括：晶须材料、非晶材料、超塑性材料、形状记忆材料、功能陶瓷、功能有机材料、超导材料、碳纤维、能量转换材料等。
2. 功能材料指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。
（磁性、电子、信息、光学、敏感、能源）3. 与结构材料相比，功能材料有以下主要特征：1）功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动，是最本质的特征。
2）功能材料的聚集态和形态非常多样化，除晶态外，还有气态、液态、液晶态、非晶态、混合态和等离子态。
除三维材料外，还有二维、一维和零维材料。
3）结构材料常以材料形式为最终产品，而功能材料有相当一部分是以元件形式为最终产品，即材料-元件一体化。
4）功能材料是多学科交叉的知识密集型产物。
5）功能材料的制备技术不同于结构材料用的传统技术，而是采用许多先进的新工艺和新技术，如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、智能化以及精细控制和检测技术。
4. 功能材料按其功能的显示过程可分为：1）一次功能材料：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的作用。
材料的这种功能称为一次功能。
以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。
2）二次功能材料：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于不同形式时，材料起能量的转换部件作用，材料的这种功能称为二次功能或高次功能。
有人认为这种材料才是真正的功能材料。
5. 功能材料的制备方法1）溶胶-凝胶法(Sol--Gel法，简称SG法)2）快淬快凝技术：通过快淬快凝工艺可以得到在常规条件下的亚稳相。
亚稳相可以是材料的使用状态，也可能是为了得到好性能的中间状态。
实际上可以把亚稳状态的材料看作是平衡态来使用。
1.能带:满带：被电子填满的能带。
空带：没有被电子填充的能带。
价带：被价电子占据的能量最高的能带。
导带：价带以上的空带。
2.本征半导体：本征半导体是不含有任何杂质的半导体，它表示半导体本身固有的特性。
3.迈斯纳效应（B＝0）:处于超导态的物体完全排斥磁场，即磁力线不能进入超导体内部，这一特征叫完全抗磁性或迈斯纳效应。
4.超导隧道效应（约瑟夫森效应）:两超导体中间的绝缘层能让超导电流通过的现象，称为超导隧道效应。
5.介电损耗:电介质在交变电场作用下，以发热的形式而耗散能量的现象称为介电损耗。
6.光电导效应:半导体在受到光照射时，其电导率发生变化的现象称为光电导效应。
7.光生伏特效应 :光照射到半导体的p-n结上时，在p-n结的两端会出现电势差，p区为正极，n区为负极。
这一电势差可以用高内阻的电压表测量出来，这种效应称为光生伏特效应，简称光伏效应。
8.光电发射效应:当金属或半导体受到光照射时，其表面和体内的电子因吸收光子能量而被激发，如果被激发的电子具有足够的能量，足以克服表面势垒而从表面离开，即产生光电发射效应。
9.施主耗尽：10.磁滞现象:磁滞现象是磁化的不可逆性的表现，是铁磁体在磁化时，B 值的减小滞后于H 值减小的现象。
11.磁致伸缩效应：在磁场中磁化状态改变时，铁磁和亚铁磁材料引起尺寸或体积微小的变化，称为磁致伸缩。
12.电致发光：电致发光是指在直流或交流电场作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象。
又称场致发光。
这种发光材料称为电致发光材料或场致发光材料。
13.压电效应：1、正压电效应：当外加应力T作用于某些单晶或多晶介电体并使它们发生应变S时，介电体内的正负电荷中心会产生相对位移，并在某两个相对的表面产生异号束缚电荷。
这种由应力作用使材料发生电极化(即带电)或电极化的变化的现象称为正压电效应。
2、逆压电效应：与正压电效应产生的过程相反，当对这类介电体施加外电场并使其中的正负电荷中心产生位移时，该介电体要随之发生变形。
功能材料复习题（试卷）周根柱功能材料一、名词解释（共21分，每个3分）1.电导率：电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数）。
2.铁电性：某些晶体在一定的温度范围内具有自发极化（其极化方向可以因外电场的反向而反向）晶体的这种性质称为铁电性。
3.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）。
4•介电常数：介电常数是衡量电介质储存电荷能力的特征参数。
5.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。
6.超导体临界磁场He :超导电性可以被外加磁场所破坏。
对于温度为T（T v Te）的超导体，当外磁场超过某一数值He（T）的时候，超导电性就被破坏了，Hc（T）称为临界磁场。
7.正压电效应：压电效应（piezoelectricefect）是指对材料施加压力，张力或切向力时，发生与应力成比例的介质极化以及在晶体的两端出现正负电荷的现象•这种由于应力诱导而极化，称正压电效应•8•气敏陶瓷：气敏陶瓷对某一种或某几种气体特别敏感，其阻值将随该种气体的浓度（分压力）作有规则的变化，检测灵敏度通常为百万分之一的量级，个别可达十亿分之一的量级，故有“电子鼻”之称。
9.纳米量子尺寸效应：当纳米粒子的尺寸下降到某一值时,金属粒子费米面附近电子能级由准连续变为离散能级；纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据的分子轨道能级和最低未被占据的分子轨道能级，使得能隙变宽的现象，被称为纳米材料的量子尺寸效应。
10.逆压电效应：在晶体上施加电场而引起介质极化时，如果产生了与电场强度成比例的变形或机械应力时，称其为负压电效应.11.高温超导：具有高临界转变温度（Tc ）能在液氮温度条件下工作的超导材料。
12.快淬技术：它是将熔化的液态合金急速冷却至室温，制得非晶态或纳米晶态合金。
功能材料概论复习资料第三章超导材料一 .概念1.超过临界磁场便立即转变为正常态的超导体，称为第一类超导体。
2.在绝对零度下，处于能隙下边缘以下的各能态全被占据，而能隙上边缘以上的各能态全空着。
这种状态就是超导基态。
3.引进声子的概念后，可将声子看成一种准粒子，它像真实粒子一样和电子发生相互作用。
通常把电子与晶格点阵的相互作用，称为电子-声子相互作用。
4.产生临界磁场的电流，即超导态允许流动的最大电流，称为临界电流。
5.在处理与热振动能量相关的一类问题时，往往把晶格点阵的集体振动，等效成若干个不同频率的互相独立的简正振动的叠加。
而每一种频率的简正振动的能量都是量子化的，其能量量子 (q)就称为声子。
6.只要两个电子之间有净的吸引作用，不管这种作用多么微弱，它们都能形成束缚态，两个电子的总能量将低于2E F。
此时，这种吸引作用有可能超过电子之间的库仑排斥作用，而表现为净的相互吸引作用，这样的两个电子被称为库柏电子对。
7.库柏对有一定的尺寸，反映了组成库柏对的两个电子，不像两个正常电于那样，完全互不相关的独立运动，而是存在着一种关联性．库柏对的尺寸正是这种关联效应的空间尺度．称为BCS相于长度。
8.对处于超导态的超导体施加一个磁场，当磁场强度高于H C时，磁力线将穿人超导体，超导态被破坏。
一般把可以破坏超导态的最小磁场强度称为临界磁场。
二 .填空1.（电子）与（晶格点阵之间）的相互作用，可能是导致超导电性产生的根源。
2.超导体的三个临界参数为：（临界温度）、（临界磁场）（临界电流）。
3.超导材料按其化学组成可分为：（元素超导体）、（合金超导体）、（化合物超导体）。
三 .简答1.请简述第一类超导体与第二类超导体的区别H C0为0K时的临界磁场。
当T＝T C时，＝0;随温度的降低，H C增加，至0K时达到最大值H C0。
H C与材料性质也有关系，上述在临界磁场以下显示超导性，超过临界磁场便立即转变为正常态的超导体，称为第一类超导体。
与第一类超导体相反，第二类超导体有两个临界磁场。
一个是下临界磁场(H C1)另一个是上临界磁场(H c2)。
下临界磁场值较小，上临界磁场比下临界磁场高一个数最级，而且，大部分第二类超导体的上临界磁场比第一类超导体的临界磁场要高得多。
在温度低于H c条件下，外磁场小于H C时，第二类超导体与第一类超导体相同，处于完全抗磁性状态。
当外磁场介于H c1与H c2之间时，第二类超导体处于超导态与正常态的混合状态，磁场部分进入超导体内部2.请列举超导材料的应用。
（一）开发新能源1．超导受控热核反应堆2超导磁流体发电（二）节能方面I．超导输电2．超导发电机和电动机3．超导变压器（三）超导磁悬浮列车（四）超导贮能（五）研究领域（六）其他应用第四章贮氢合金一 .概念滞后：金属氢化物在吸氢与释氢时，虽在同一温度，但压力不同，这种现象称为滞后。
二 .填空1.氢化物氢贮运装置分两类：（固定式）和（移动式）。
2.氢能源开发中的难题是（制氢工艺）和（氢的贮存）。
3.金属与氢的反应，是一个可逆过程。
正向反应，（吸氢、放热）；逆向反应，（释氢、吸热）。
4.改变（温度）与（压力）条件可使反应按正向、逆向反复进行，实现材料的吸释氢功能。
5.作为贮氢材料，滞后越（小）越好。
6.（机械合金化技术）应用于贮氢合金的制备，是改善贮氢合金性能的有效途径。
三.简答1.请简述金属的贮氢原理，并写出简单的反应式。
许多金属(或合金)可固溶氢气形成含氢的固溶体(MH x)，固溶体的溶解度[H]M与其平衡氢压P H2的平方根成正比。
在一定温度和压力条件下，固溶相(MH x)与氢反应生成金属氢化物．反应式如下式中MH y是金属氢化物，为生成热。
贮氢合金正是靠其与氢起化学反应生成金属氢化物来贮氢的。
2.非晶态贮氢合金的优点非晶态贮氨合金比同组份的晶态合金在相同的温度和氢压下有更大的贮氢量；具有较高的耐磨性；即使经过几百次吸、放氢循环也不致破碎；吸氢后体积膨胀小。
但非晶态贮氢合金往往由于吸氢过程中的放热而晶化。
3.机械合金化技术应用于贮氢合金的制备的优缺点机械合金化技术应用于贮氢合金的制备，是改善贮氢合金性能的有效途径。
该技术成本低、工艺简单、生产周期短；制备的贮氢合金具有贮氢量大、活化容易、吸释氢速度快、电催化活性好等优点。
美中不足的是用MA制备贮氢合金尚处于实验室研究阶段，理论模型，工艺参数，工艺条件还有待于进一步优化。
4.作为氢化物电极的贮氢合金必须满足的基本要求：(1)在碱性电解质溶液中良好的化学稳定性；(2)高的阴极贮氢容量；(3)合适的室温平台压力；(4)良好的电催化活性和抗阴极氧化能力；(5)良好的电极反应动力学特性。
5.贮氢合金在应用时存在的主要问题：贮氢能力低；对气体杂质的高度敏感性；初始活化困难；氢化物在空气中自燃；反复吸释氢时氢化物产生岐化。
6.简述贮氢合金的应用1）作为贮运氢气的容器2）氢能汽车3）分离、回收氢4）制取高纯度氢气5）氢气静压机6）氢化物电极第五章形状记忆合金一 .概念1.有些形状记忆合金在加热发生马氏体逆转变时，对母相有记忆效应；当从相再次冷却为马氏体时，还回复原马氏体的形状，这种现象称为双向形状记忆效应，又称可逆形状记忆效应。
2.具有马氏体逆转变，且M s与A s相差很小的合金，将其冷却到M s点以下，马氏体晶核随温度下降逐渐长大，温度回升时马氏体片又反过来同步地随温度上升而缩小，这种马氏体叫热弹性马氏体。
3.在M s以上某一温度对合金施加外力也可引起马氏体转变，形成的马氏体叫应力诱发马氏体。
4.有些应力诱发马氏体也属弹性马氏体，应力增加时马氏体长大，反之马氏体缩小，应力消除后马氏体消失，这种马氏体叫应力弹性马氏体。
5.应力弹性马氏体形成时会使合金产生附加应变，当除去应力时，这种附加应变也随之消失，这种现象称为超弹性(伪弹性)。
二 .填空1.根据马氏体相变的定义，在相变过程中，只要形成单变体马氏体并排除其他阻力，材料经过（马氏体相变）及其逆相变，就会表现出（形状记忆效应）。
2.己发现的形状记忆舍金种类很多，可以分为（镍-钛系）、（铜系）、（铁系）合金三大类。
3.每片马氏体形成时都伴有形状的变化。
这种合金在单向外力作用下，其中马氏体顺应力方向发生再取向，即造成马氏体的（择优取向）。
4.（Shockley不全位错）的可逆移动是形状恢复的关键。
5.通常的形状记忆合金根据马氏体与母相的晶体学关系，共有（六）个这样的片群，形成（24）种马氏体变体6.应力弹性马氏体形成时会使合金产生附加应变，去除应力后，马氏体消失，应变也随之回复，这种现象称为（伪弹性）或超弹性。
7.母相（γ）奥氏体为（面心立方）结构，ε马氏体为密排六方结构。
8.形状记忆合金材料的应用主要体现在（工程应用）、（医学应用）和（智能应用）三个方面三 .简答1.简述形状记忆的三种形式形状记忆效应有三种形式。
第一种称为单向形状记忆效应，即将母相冷却或加应力．使之发生马氏体相变，然后使马氏体发生塑性变形，改变其形状，再重新加热到A s以上，马氏体发生逆转变，温度升至A f点，马氏体完全消失，材料完全恢复母相形状。
一般没有特殊说明，形状记忆效应都是指这种单向形状记忆效应。
有些形状记忆合金在加热发生马氏体逆转变时，对母相有记忆效应；当从相再次冷却为马氏体时，还回复原马氏体的形状，这种现象称为双向形状记忆效应，又称可逆形状记忆效应。
第三种情况是在Ti-Ni合金系中发现的，在冷热循环过程中，形状回复到与母体完全相反的形状，称为全方位形状记忆效应。
2.铁基形状记忆合金具有良好的记忆效应的前提条件是：（1）合金母相为单一奥氏体，并存在一定数量的层错；（2）尽可能低的层错能，使Schockley 不全位错容易扩展及收缩，以减少应力诱发马氏体相变时的阻力；（3）相当的母相强度，以抑制应力诱发相变时产生永久位移；（4）较低的铁磁-反铁磁转变温度（TN）以消除奥氏体稳定化对应力诱发γ→ε相变时的阻碍。
3.形状记忆合金作紧固件、连接件较其他材料有许多优势(1)夹紧力大，接触密封可靠．避免了由于焊接而产生的冶金缺陷；(2)适于不易焊接的接头；(3)金属与塑料等不同材料可以通过这种连接件连成一体；(4)安装时不需要熟练的技术。
4.简述形状记忆合金的应用1）工程上的应用：作各种结构件，加紧固件、连接件、密封垫等。
另外，也可以用于一些控制元件，如一些与温度有关的传感及自动控制2）医学上使用：移植材料、在生物体内部作固定折断骨架的销、进行内固定接骨的接骨板、假肢的连接、矫正脊柱弯曲的矫正板、人工心脏3）智能应用：自调节和控制装置，如各种智能、仿生机械、牙齿矫正线、眼镜片固定丝、汽车的保险杠和易撞伤部位四 .论述1.形状记忆原理一些学者曾根据早期的形状记忆材料的特征，提出产生形状记忆效应的条件是：(1)马氏体相变是热弹性的；(2)马氏体点阵的不变切变为孪生，即亚结构为孪晶；(3)母相和马氏体均为有序结构。
但随着对形状记忆材料研究的不断深入，发现不完全具备上述三个条件的合金（如Fe-Mn-Si合金，其马氏体相变时半热弹性的，且母相无序）也可以显示形状记忆效应。
后来又发现不仅某些合金，陶瓷材料、高分子材料中也存在形状记忆效应，其机理亦与金属材料不同。
所以许多学者强调，根据马氏体相变的定义，在相变过程中，只要形成单变体马氏体并排除其他阻力，材料经过马氏体相变及其逆相变，就会表现出形状记忆效应。
我们知道，马氏体相变是一种非扩散型转变，母相向马氏体转变，可理解为原子排列面的切应变。
由于剪切形变方向不同，而产生结构相同，位向不同的马氏体—马氏体变体。
每片马氏体形成时都伴有形状的变化。
这种合金在单向外力作用下，其中马氏体顺应力方向发生再取向，即造成马氏体的择优取向。
当大部分或全部的马氏体都采取一个取向时，整个材料在宏观上表现为形变。
对于应力诱发马氏体，生成的马氏体沿外力方向择优取向，在相变同时，材料发生明显变形，上述的24个马氏体变体可以变成同一取向的单晶马氏体。
将变形马氏体加热到A s点以上，马氏体发生逆转变，因为马氏体晶体的对称性低。
转变为母相时只形成几个位向，甚至只有一个位向——母相原来的位向。
尤其当母相为长程有序时，更是如此。
当自适应马氏体片群中不同变体存在强的力学偶时，形成单一位向的母相倾向更大。
逆转变完成后，便完全回复了原来母相的晶体，宏观变形也完全恢复。
第六章非晶态合金一 .概念。
