功能材料学-金属功能材料篇

粉末冶金：将金属或非金属粉末混合后压制成形，并在低于金属熔点的温度下进行烧结，利用粉末间原子扩散来使其结合的过程被称做粉末冶金工艺。

一、粉料制备与压制成型粉末混料均匀并加入适当的助剂，再进行压制成型，粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作用，使制件结合为具有一定强度的整体。

二、烧结将压制成型的制件放置在采用还原性气氛的闭式炉中进行烧结，烧结温度约为基体金属熔点的2/3～3/4倍。

由于高温下不同种类原子的扩散，粉末表面氧化物的被还原以及变形粉末的再结晶，使粉末颗粒相互结合。

金属基复合材料的界面结合形式（1）机械结合：第一类界面。

主要依靠增强剂的粗糙表面的机械“锚固”力结合。

（2）浸润与溶解结合：第二类界面。

如相互溶解严重，也可能发生溶解后析出现象，严重损伤增强剂，降低复合材料的性能。

如采用熔浸法制备钨丝增强镍基高温合金复合材料以及碳纤维/镍基复合材料在600C下碳在镍中先溶解后析出的现象等。

（3）化学反应结合：第三类界面。

大多数金属基复合材料的基体与增强相之间的界面处存在着化学势梯度。

只要存在着有利的动力学条件，就可能发生相互扩散和化学反应。

2 金属基复合材料制备方法固态法、液态法、喷射成型法、原位生长法3、界面优化以及界面设计一般有以下几种途径：1 增强剂的表面改性处理（选择增强体的考虑因素）（1）改善增强剂的力学性能（保护层）；（2）改善增强剂与基体的润湿性和粘着性（润湿层）；（3）防止增强剂与基体之间的扩散、渗透和反应（阻挡层）；（4）减缓增强剂与基体之间因弹性模量、热膨胀系数等的不同以及热应力集中等因素所造成的物理相容性差的现象（过渡层、匹配层）。

2 金属基体改性（添加微量合金元素）：控制界面反应、增加基体合金的流动性，降低复合材料的制备温度和时间、改善增强剂与基体的润湿性。

环境材料的内涵特点(1)材料的先进性(2)环境协调性(区别于传统材料)生产环节中资源和能源的消耗少工艺流程的环境负荷小废弃后易于再生循环。

金属功能材料
金属功能材料是一类具有特殊功能和性能的金属材料，广泛应用于各个领域。

它们不仅具有传统金属材料的优良性能，如强度高、导电性好等特点，还具有特殊的功能，如磁性、光学性能、导热性能等。

金属功能材料在现代工业、电子、航空航天等领域发挥着重要作用。

首先，金属功能材料的磁性能使其在电子领域得到广泛应用。

铁、镍、钴等金
属材料具有良好的磁性能，可以用于制造电磁铁、磁盘等电子产品。

此外，金属功能材料还可以用于制造磁性材料，如软磁材料、硬磁材料等，用于制造变压器、电感器等电子元器件，为电子产品提供了重要的材料基础。

其次，金属功能材料的光学性能也是其重要特点之一。

金属材料在光学方面具
有独特的性能，如金属玻璃、金属薄膜等材料可以用于制造反射镜、透镜等光学元件，广泛应用于激光器、光学仪器等光学设备中。

金属功能材料的光学性能为光学领域的发展提供了重要的支持。

另外，金属功能材料的导热性能也是其重要特点之一。

铜、铝等金属材料具有
良好的导热性能，可以用于制造散热器、导热片等散热元件，广泛应用于电子产品、汽车发动机等领域。

金属功能材料的导热性能为现代工业的发展提供了重要的支持。

总的来说，金属功能材料具有独特的功能和性能，广泛应用于电子、光学、工
业等各个领域。

随着科学技术的不断发展，金属功能材料的应用范围将会进一步扩大，为人类社会的发展进步提供更多的支持和保障。

相信在不久的将来，金属功能材料将会发挥更加重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

金属功能材料
金属功能材料是一种具有特殊功能的金属材料，它不仅具有传统金属材料的优
良性能，还具有一定的功能特性，能够在特定环境或条件下发挥特殊的功能作用。

金属功能材料在现代工业生产和科学研究中具有广泛的应用，其种类繁多，功能各异，为人类社会的发展做出了重要贡献。

首先，金属功能材料可以根据其功能特性分为多种类型，如形状记忆合金、磁
性材料、光学材料、导电材料等。

形状记忆合金是一种具有记忆形状功能的金属材料，可以在外力作用下发生形状变化，并在去除外力后恢复原状。

磁性材料具有磁性，可以用于制造电磁设备和磁性存储器件。

光学材料具有特殊的光学性能，可用于制造光学器件和光学仪器。

导电材料具有良好的导电性能，可用于制造导线、电路板等。

其次，金属功能材料具有广泛的应用领域。

形状记忆合金可以用于医疗器械、
航空航天、汽车制造等领域。

磁性材料可以用于制造电机、变压器、传感器等电磁设备。

光学材料可以用于制造光学镜片、激光器件、光纤通信等光学器件。

导电材料可以用于制造电线、电缆、电子元器件等。

此外，金属功能材料的研发和应用对于推动科技创新和产业发展具有重要意义。

通过对金属功能材料的研究，可以不断开发出具有新功能、新特性的金属材料，满足不同领域的需求。

金属功能材料的应用也促进了相关领域的技术进步和产业升级，推动了经济的发展和社会的进步。

总的来说，金属功能材料作为一种具有特殊功能的金属材料，在现代社会具有
重要的地位和作用。

随着科学技术的不断进步和发展，金属功能材料必将在更广泛的领域得到应用，为人类社会的发展做出新的贡献。

金属功能材料
金属功能材料是指具有特殊功能和性能的金属材料，可以在各个领域广泛应用。

下面介绍几种常见的金属功能材料。

1. 变形记忆合金：变形记忆合金是一种具有形状记忆效应和超弹性的金属材料。

它可以在受力作用下发生形态变化，但在去除力后可以恢复到原来的形状。

这种材料具有自修复能力，可以广泛应用于医疗器械、航空航天等领域。

2. 导电性增强型复合材料：这种材料将金属纤维或导电纤维与非金属基体复合而成，既具有金属的导电性能，又具有非金属材料的轻质、高强度等特点。

这种材料可以用于制造导电纤维、电子器件等，广泛应用于电子、通信等领域。

3. 磁致伸缩材料：磁致伸缩材料是在外加磁场作用下发生伸缩变形的金属材料。

它具有快速响应、大变形和高精度等特点，广泛应用于精密仪器、传感器等领域。

4. 喷涂涂层材料：喷涂涂层材料是一种特殊的金属材料，主要用于防腐、防磨损等功能。

这种材料可以通过喷涂的方式形成一层保护膜，能够有效延长金属材料的使用寿命。

5. 高温合金：高温合金是一类能够在高温环境下工作的金属材料，具有优异的高温强度、耐腐蚀性和抗氧化性能。

这种材料广泛应用于航空、航天、化工等领域。

以上是几种常见的金属功能材料，它们在各自的领域具有独特
的功能和性能，对于促进科技进步和经济发展起到了重要的作用。

随着科技的不断进步，金属功能材料的应用前景将会更加广阔。

《金属功能材料》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：金属功能材英文名称：Metallic Functional Materials二、课程代码及性质专业选修课程三、学时与学分总学时：32学分：2四、先修课程《材料科学基础》、《磁性材料与器件》五、授课对象本课程面向功能材料专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）【注：教学目的要突出各项“能力”，且与表1中的某项指标点相对应】本课程是功能材料专业的选修课之一，其教学目的包括：1、掌握金属功能材料的基本原理与理论，，掌握典型功能材料的制备方法结构特点，培养能够科学设计、应用金属功能材料的综合实验的能力。

2、了解金属功能材料测试所需的常用设备和实验仪器，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。

3、了解金属功能材料的技术前沿、应用领域以及发展趋势，正确认识该技术领域在社会经济发展中所起的作用。

4、掌握文献检索、资料查询以及搜索工具的使用方法。

5、能够针对金属功能材料领域最新科研文献进行品阅、提问质疑、陈述发言、清晰表达。

七、教学重点与难点：课程重点：（1）功能材料种类繁多，本课程重点介绍针对几种典型的金属功能材料；（2）重点学习的章节内容包括：第2章“储氢合金”（6学时）、第4章“形状记忆合金”（6学时）、第5章“非晶态合金”（4学时）。

（3）在了解金属功能材料相关理论知识的基础上，重点学习各类金属功能材料的制备方法与原理、功能性能（如电化学性能、形状记忆）表征方法。

课程难点：（1）通过本课程的学习，充分理解几种常用金属功能材料的制备方法，从而系统掌握各种制备技术的主要特点、影响因素和适用范围。

（2）通过本课程的学习，能够清晰掌握各类金属功能材料的结构以及性能，并能从材料学角度对各类功能材料的优劣进行分析、改进，从而具备设计新型金属功能材料的能力。

八、教学方法与手段：教学方法：（1）在课堂讲授中，教师全面而又有所侧重地阐述各章节的主要教学内容。