新型功能材料簡介

1、新型功能材料簡介1 .超導體的概念：超導材料是一種沒有電阻的材料，既能節(jié)約能量，減少電能因電阻而消耗的能量，還能把電流儲存起來，供急需時使用。2 .三個臨界條件：臨界溫度（T。、臨界電流（Ic）和臨界磁場（Hc）是“約束”超導現(xiàn)象的三大臨界條件，三者具有明顯的相關性，只有當超導體同時處于三個臨界條件以內，才具有超導電性。臨界溫度是在外部磁場、電流、應力和輻射等條件維持足夠低時，電阻突然變?yōu)榱銜r的溫度;超導電性可以被外加磁場所破壞，對于溫度為T（TEg的光子均可產生激發(fā)，但只有能量相當于Eg的部分才能轉變?yōu)殡娔?。光子吸收材料的禁帶在Eg=附近時，光子激發(fā)利用率最高.綜合考慮影響轉換效率的因素，光

2、子吸收材料的禁帶寬度在較合適，因此，SkCu2SGaAsCdTe等均可用作太陽能電池材料。21 .快離子導體陶瓷是指電導率可以和液體電解質或熔鹽相比擬的固態(tài)離子導體陶瓷，又稱電解質陶瓷。快離子導體的離子電導率可達10-110-2S/cm,活化能低至。22 .氫化物儲氫原理：金屬吸留氫形成金屬氫化物，然后對該金屬氫化物加熱，并把它放置在比其平衡壓低的氫壓力環(huán)境中使放出吸留的氫，其反應式是：a2士孫固八乩嚴一，一固）+MM金屬；MHn金屬氮化物P一氫壓力；AHi反應的核變化反應進行的方向取決于溫度和氫壓力。23儲氫材料應具備的條件：1.易活化，氫的吸儲量大；2.用于儲氫時生成熱盡量小，而用于蓄熱時

3、生成熱盡量大；3.在一個很寬的組成范圍內，應具有穩(wěn)定合適的平衡分解壓；4.氫吸收和分解過程中的分解過程中的平衡壓差（滯后）?。?.氫的俘獲和釋放速度快；6.金屬氫化物的有效熱導率大；7.在反復吸放氫的循環(huán)過程中，合金的粉化小，性能穩(wěn)定性好；8對不純物的耐中毒能力強；9儲氫材料價廉。（1）什么是超導體其具有什么效應這些效應產生的原因分別是什么答：超導材料是一種沒有電阻的材料，既能節(jié)約能量，減少電能因電阻而消耗的能量，還能把電流儲存起來，供急需時使用。零電阻效應和超導體的完全抗磁性(邁斯納效應)。邁斯納效應產生的原因，當超導體處于超導態(tài)時，在磁場的作用下，表面產生無損耗感應電流，這個電流產生的磁場

4、與原磁場的大小相等，方向相反，因而總合成磁場為零。即無損感應電流對外加磁場起著屏蔽的作用，因此又稱為抗磁性屏蔽電流。(2)超導的三個臨界條件是什么答：臨界溫度Tc,臨界電流Ic,臨界磁場Hc倫敦方程是什么說明了超導體的什么性質答：倫敦第一方程，式中，m是電子質量，&為超流電流密度，ns是超導電子密度。說明了在穩(wěn)態(tài)下，超導體內的電場強度等于零，因此，它說明了超導體的零電阻性質。倫敦第二方程X(LJ)=-B式中，L=(m/nse2)。m是電子質量，Js為超流電流密度，ns是超導電子密度說明了超導體的邁斯納效應。(4)PTC,NTCfe敏電阻分別指什么電阻隨溫度升高而增大的熱敏電阻稱為正溫度系數(shù)熱敏

5、電阻，簡稱PTC熱敏電阻電阻隨溫度的升高而減小的熱敏電阻稱為負溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱NTC熱敏電阻(5)氣敏陶瓷分為哪三類，分別指什么答：氣敏陶瓷大致可分為半導體式、固體電解質式及接觸燃燒式三種：(6)太陽能電池發(fā)電的基本原理是什么哪些材料可以做為太陽能電池材料太陽能電池對材料的具體要求答：太陽能電池是利用光生伏特效應，當光線照射到半導體的p-n結上時，如果光子能量足夠大，hnEg,就在p-n結附近激發(fā)出電子-空穴對。在自建電場的作用下，n區(qū)的光生空穴被拉向p區(qū)，p區(qū)的光生電子被拉向n區(qū)，結果n區(qū)積累了負電荷，p區(qū)積累了正電荷，產生光生電動勢。若將外電路接通，就有電流由p區(qū)流經(jīng)外電路至n區(qū)，這

6、種效應稱為光生伏特效應。光子吸收材料的禁帶寬度在較合適作為太陽能電池材料，因此，SkC12SGaAsCdTe等均可用作太陽能電池材料。(7)功能陶瓷和快離子導體陶瓷分別是什么答：功能陶瓷是屬于無機非金屬功能材料?？祀x子導體陶瓷是指電導率可以和液體電解質或熔鹽相比擬的固態(tài)離子導體陶瓷，又稱電解質陶瓷。(8)稀土功能材料包括哪些答：稀土功能材料主要包括稀土永磁材料、稀土儲氫材料、信息顯示材料、催化材料、超磁致伸縮材料、巨磁電阻材料等。(9)材料功能性與材料結構的關系答：功能材料的結構與性能之間存在著密切的聯(lián)系，材料的骨架、功能基團以及分子組成直接影響著材料的宏觀結構與材料的功能。(10)光色玻璃是

7、什么玻璃半導體的開關效應和存貯效應分別指什么答：物質在觸及到光或者被光遮斷時，具化學結構發(fā)生變化，其中的部分吸收光譜發(fā)生改變。我們把出現(xiàn)可逆的或不可逆的顯色、消色現(xiàn)象的物質稱為光致變色材料。光色玻璃就是其中的一類光致變色材料。開關效應：原先處于兆歐級高阻絕緣態(tài)(“關態(tài)”)的玻璃半導體，當外加電壓超過一定數(shù)值(閥值)時，就會在10-9s內，變成只有幾個歐姆的低電阻態(tài)(“開態(tài)”)，這種特性稱為“開關效應”。存貯效應：當玻璃半導體由高阻絕緣態(tài)變成低阻態(tài)后，不需要維持電壓便能永久地保持在低阻態(tài)，具有永久記憶特性。玻璃半導體的這種特殊性質稱為“存貯效應”。(11)微晶玻璃的微晶化包括哪些過程微晶玻璃結晶

8、過程中的核化和晶化多屬于什么類型基本原理是什么答：微晶玻璃的微晶化包括以下幾個過程(1)玻璃結構發(fā)生微調；(2)晶核的形成；(3)基本品相的形成及生長；(4)介穩(wěn)相轉變?yōu)榉€(wěn)定品相及殘余玻璃。微晶玻璃結晶過程中的核化與晶化多數(shù)屬于非均相核化的類型。其基本原理是：加入玻璃配合料中的成核劑，在熔制過程中，均勻地溶解于玻璃熔融體中。當玻璃處在析晶溫度區(qū)時，成核劑能降低晶核生成所需要克服的勢壘，從而核化可以在較低的溫度下進行。(12)生物玻璃是什么新型功能玻璃按功能性可分為哪幾類答：生物玻璃是指能夠滿足或達到特定生物、生理功能的特種玻璃。微晶玻璃、光導纖維玻璃、激光玻璃、光色玻璃、半導體玻璃、非線性光學

9、玻璃、磁功能玻璃、生物玻璃、機械功能玻璃以及功能玻璃薄膜等。(13)什么是永磁材料和軟磁材料答：軟磁材料：在較弱的磁場下易于磁化，也易于退磁的材料稱為軟磁材料，磁導率大，矯頑力小，滯損耗低，磁滯回線呈細長條形。磁化后不易退磁，而能長期保留磁性的鐵氧體材料稱永磁材料。磁滯回線包圍面積大，矯頑力大。氫化物的儲氫原理是什么實用的儲氫材料的特征是什么答：金屬吸留氫形成金屬氫化物，然后對金屬氫化物加熱，并把它放置在比其平衡低的氫壓力環(huán)境中使其放出吸留的氫，儲氫材料應具備的條件：1,易活化，氫的吸儲量大2,用于儲氫時生成熱盡量小，而用于蓄熱時生成熱盡量大3.在一個很寬的組成范圍內，應具有穩(wěn)定合適的平衡分解

10、壓4,氫吸收和分解過程中的平衡壓差小5,氫的俘獲和釋放速度快6,金屬氫化物的有效熱導率大7,在反復吸放氫的循環(huán)過程中合金的粉化小，性能穩(wěn)定性好8,對不純物如氧，氮，CO,CO,水分等的耐中毒能力強9,儲氫材料廉價。(14)陶瓷胚體所需哪三種原料答：具有可塑性的黏土類原料、具有非可塑性的石英類原料和熔劑原料。(15)黏土在陶瓷生產中的作用石英在陶瓷生產中的作用答：黏土之所以作為陶瓷制品的主要原料，是由于其賦予泥料具有可塑性和燒結性，黏土作用概括為五個方面：1)黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成形的基礎。2)黏土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。3)黏土一般呈細分散顆粒，同時具有結合性4)黏土是陶瓷坯

11、體燒結時的主體，黏土中的AI2O3含量和雜質含量是決定陶瓷坯體的燒結程度、燒結溫度和軟化溫度的主要因素；5)黏土是形成陶器主體結構和瓷器中莫來石晶體的主要來源。石英在陶瓷生產中的作用在燒成前是瘠性原料，可對泥料的可塑性起調節(jié)作用，能降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時間并防止坯體變形。在燒成時，石英的加熱膨脹可部分地抵消坯體收縮的影響，當玻璃質大量出現(xiàn)時，在高溫下石英能部分熔解于液相中，增加熔體的強度，而未熔解的石英顆粒，則構成坯體的骨架，可防止坯體發(fā)生軟化變形等缺陷。在瓷器中，石英對坯體的力學強度有著很大的影響，合理的石英顆粒能大大提高瓷器坯體的強度，否則效果相反。同時，石英也能使瓷坯的透光度和白

12、度得到改善。在釉料中，二氧化硅是生成玻璃質的主要組分，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融溫度與黏度，并減少釉的線脹系數(shù)。同時它是賦予釉以高的力學強度、硬度、耐磨性和耐化學侵蝕性的主要因素。(16)稀土發(fā)光的本質是什么稀土為什么具有優(yōu)異的發(fā)光性能答：發(fā)光的本質是能量的轉換，稀土之所以具有優(yōu)異的發(fā)光性能，就在于它具有優(yōu)異的能量轉換功能，而這又是由其特殊的電子層結構決定的。稀土離子的發(fā)光特點即+3價稀土離子的發(fā)光特點有f-f躍遷的發(fā)光材料的發(fā)射光譜呈線狀，色純度高；熒光壽命長；由于4f軌道處于內層，材料的發(fā)光顏色基本不隨基質的不同而改變；光譜形狀很少隨溫度而變，溫度猝滅小，濃度猝滅小。(17)智能材料

13、所具備的三個基本要素智能材料具備哪些內涵答：智能材料必須具備感知、驅動和控制這三個基本要素。具體來說，智能材料需具備以下內涵：(1)具有感知功能，能夠檢測并且可以識別外界(或者內部)的刺激強度，如電、光、熱、應力、應變、化學、核輻射等；(2)具有驅動功能，能夠響應外界變化；(3)能夠按照設定的方式選擇和控制響應；反應比較靈敏、及時和恰當；(5)當外部刺激消除后，能夠迅速恢復到原始狀態(tài)。(18)什么是熒光和磷光何為長余輝材料何為熒光的猝滅答：熒光：激活劑吸收能量后，激發(fā)態(tài)的壽命極短，一般大約僅10-8s就會自動地回到基態(tài)而放出光子，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為熒光。撤去激發(fā)源后，熒光立即停止。磷光：被激發(fā)的物質在切斷激發(fā)源后仍能繼續(xù)發(fā)光，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為磷光即：“熒光”指的是激發(fā)時的發(fā)光，而“磷光”指的是發(fā)光在激發(fā)停止后，可以持續(xù)一段時間。長余輝材料：有時磷光能持續(xù)幾十分鐘甚至數(shù)小時，這種發(fā)光物質就是通常所說的長余輝材料。熒光猝滅：基質晶格M吸收激發(fā)能，傳遞給攙雜離子，使其上升到激發(fā)態(tài)，