浅析现代功能材料
【摘要】简要介绍了功能材料的几种类型,讲解了铁电材料、铁磁材料、热电材料、形状记忆材料以及纳米材料的定义。分析了这五种材料的基本特性,较具体的讲述了这几种材料在日常生活中的应用。
【关键词】功能材料;特点;发展现状
一、引言
功能材料的概念是美国Morton J A于1965年首先提出来的。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。随着社会的不段发展,功能材料的作用越来越大。下面对几种功能材料做一些简单的介绍。
二、铁电材料
在具有压电效应的材料中,具有自发极化(自发极化包括二部分:一部分来源于离子直接位移;另一部分是由于电子云的形变),且自发极化能够为外电场所转向的一类材料称为铁电材料。铁电材料的发展大体可以分为四个阶段:罗息盐时期”发现铁电性;KDP时期”铁电热力学理论;钙钛矿时期”铁电软模理论;铁电薄膜及器件时期”小型化(铁电液晶、聚合物复合材料、薄膜材料和异质结构等非均匀系统)。
现代功能材料的应用非常广泛,可作信息存储、图象显示;可以做成小体积大容量的陶瓷电容器;铁电薄膜能用于不挥发存贮器外,还可利用其压电特性,用于制作压力传感器,声学共振器,还可利用铁电薄膜热释电非致冷红外传感器研究等。
虽然应用广泛,但铁电材料的研究面临很多困难,例如薄膜化引起的界面问题,小型化带来的尺寸效应和加工、表征问题,集成化导致的兼容性问题等等。同时,与铁电材料及器件相关的新原理、新方法、新应用都值得我们去研究和开发。
三、铁磁材料
随着材料科学的发展,铁磁材料已成为一种重要的智能材料。铁磁材料主要包括软磁材料、硬磁材料、和矩磁材料。
软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。例如变压器,变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是一级级线圈、二级线圈和铁心。在电器设备和无线电路中,常用作升降电压、安全隔离等。其中铁芯芯便是软磁体。
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁材料可用于永久扬声器、扩音器、电话等。扬声器纸盆背面是磁铁,外磁式扬声器用金属螺丝刀去接触磁铁时会感觉到磁性的存在;内磁式扬声器中没有这种感觉,但是外...
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