《功能材料概論》課件

《功能材料概論》ppt課件2023REPORTING功能材料的定義與分類(lèi)功能材料的特性與性能功能材料的制備與加工技術(shù)功能材料的應(yīng)用領(lǐng)域與實(shí)例功能材料的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)目錄CATALOGUE2023PART01功能材料的定義與分類(lèi)2023REPORTING功能材料是指具有特定物理、化學(xué)或生物功能的材料，這些功能通常在特定的外部刺激下表現(xiàn)出來(lái)。功能材料與結(jié)構(gòu)材料相對(duì)，后者主要關(guān)注材料的強(qiáng)度、硬度、耐久性等基本特性，而功能材料則更注重材料的特殊性質(zhì)和用途。功能材料的特性包括電、磁、光、熱、化學(xué)和生物活性等，這些特性使得功能材料在電子、通信、醫(yī)療、能源和環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。定義根據(jù)來(lái)源，功能材料可以分為天然功能材料和人工合成功能材料。天然功能材料如生物體內(nèi)的各種組織，人工合成功能材料如各種高分子合成材料。根據(jù)功能性質(zhì)，功能材料可以分為電子功能材料、磁性功能材料、光學(xué)功能材料、熱功能材料和化學(xué)功能材料等。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，功能材料可以分為能源材料、生物材料、環(huán)保材料和智能材料等。分類(lèi)PART02功能材料的特性與性能2023REPORTING指材料在非力作用下表現(xiàn)出的性質(zhì)，如電、磁、光、聲、熱等。物理特性指材料在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出的性質(zhì)，如耐腐蝕性、抗氧化性、化學(xué)穩(wěn)定性等?；瘜W(xué)特性指材料在與生物體相互作用時(shí)表現(xiàn)出的性質(zhì)，如生物相容性、生物活性、生物降解性等。生物特性指材料同時(shí)具有多種特性，如壓電性、熱電性、光敏性等。復(fù)合特性特性ABCD性能力學(xué)性能指材料在受力作用下的性質(zhì)，如硬度、強(qiáng)度、韌性、彈性模量等。化學(xué)性能指材料在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出的性質(zhì)，如耐腐蝕性、抗氧化性、化學(xué)穩(wěn)定性等。物理性能指材料在非力作用下表現(xiàn)出的性質(zhì)，如電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、磁導(dǎo)率等。生物性能指材料在與生物體相互作用時(shí)表現(xiàn)出的性質(zhì)，如生物相容性、生物活性、生物降解性等。PART03功能材料的制備與加工技術(shù)2023REPORTING通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方式，使氣體在加熱或等離子體作用下轉(zhuǎn)化為固態(tài)物質(zhì)，沉積在基體上?；瘜W(xué)氣相沉積法物理氣相沉積法溶膠-凝膠法液相合成法利用物理方法（如真空蒸發(fā)、濺射等）將材料原子或分子沉積在基體上。通過(guò)溶膠中的凝膠化過(guò)程制備材料，具有制備條件溫和、易于控制等優(yōu)點(diǎn)。在液相介質(zhì)中合成材料，包括沉淀法、水熱法、溶劑熱法等。制備方法加工技術(shù)將材料加熱至軟化或熔融狀態(tài)，然后在壓力作用下成型。將材料加熱至熔融狀態(tài)，然后在壓力作用下注射入模具中成型。將材料加熱至軟化狀態(tài)，然后在擠出機(jī)的壓力作用下通過(guò)口模成型。通過(guò)逐層堆積材料的方式制造三維實(shí)體，具有個(gè)性化定制、高精度等優(yōu)點(diǎn)。熱壓成型技術(shù)注射成型技術(shù)擠出成型技術(shù)3D打印技術(shù)PART04功能材料的應(yīng)用領(lǐng)域與實(shí)例2023REPORTING硅材料、化合物半導(dǎo)體材料、磁性材料等。功能材料種類(lèi)應(yīng)用實(shí)例作用與效果硅基集成電路、光電子器件、磁存儲(chǔ)器等。提高電子設(shè)備的性能、降低能耗、實(shí)現(xiàn)小型化、智能化。030201電子信息領(lǐng)域太陽(yáng)能電池材料、燃料電池材料、儲(chǔ)能材料等。功能材料種類(lèi)晶體硅太陽(yáng)能電池、燃料電池汽車(chē)、鋰離子電池等。應(yīng)用實(shí)例提高能源轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，降低環(huán)境污染。作用與效果能源領(lǐng)域

環(huán)境領(lǐng)域功能材料種類(lèi)活性炭、光催化材料、生物降解塑料等。應(yīng)用實(shí)例空氣凈化器濾芯、水處理廠吸附劑、土壤修復(fù)劑等。作用與效果降低污染物濃度、提高水質(zhì)、改善土壤環(huán)境。生物降解高分子材料、生物活性陶瓷、生物醫(yī)用金屬等。功能材料種類(lèi)藥物載體、人工關(guān)節(jié)、牙科種植體等。應(yīng)用實(shí)例提高藥物療效、改善醫(yī)療質(zhì)量、促進(jìn)人體組織修復(fù)與再生。作用與效果生物醫(yī)療領(lǐng)域PART05功能材料的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)2023REPORTING隨著科技的不斷進(jìn)步，新型功能材料不斷涌現(xiàn)，如石墨烯、碳納米管、高溫超導(dǎo)材料等，這些新材料具有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)改進(jìn)制備工藝、優(yōu)化材料成分和結(jié)構(gòu)，不斷提高現(xiàn)有功能材料的性能指標(biāo)，以滿(mǎn)足更高要求的工程應(yīng)用。新材料開(kāi)發(fā)與性能提升性能提升新材料開(kāi)發(fā)技術(shù)創(chuàng)新功能材料領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，如3D打印技術(shù)、納米技術(shù)、生物技術(shù)等，這些新技術(shù)的應(yīng)用將推動(dòng)功能材料產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和變革。產(chǎn)業(yè)升級(jí)隨著功能材料產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品體系將不斷優(yōu)化升級(jí)，形成更加完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)體系。技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)功能材料的生產(chǎn)和使用需要消耗大量的資源和能源，通過(guò)提高資源利用效率和降低能耗，實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約和可持