新型功能材料簡(jiǎn)介

1、新型功能材料簡(jiǎn)介1 .超導(dǎo)體的概念：超導(dǎo)材料是一種沒(méi)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(chǔ)存起來(lái)，供急需時(shí)使用。2 .三個(gè)臨界條件：臨界溫度（T。、臨界電流（Ic）和臨界磁場(chǎng)（Hc）是“約束”超導(dǎo)現(xiàn)象的三大臨界條件，三者具有明顯的相關(guān)性，只有當(dāng)超導(dǎo)體同時(shí)處于三個(gè)臨界條件以內(nèi)，才具有超導(dǎo)電性。臨界溫度是在外部磁場(chǎng)、電流、應(yīng)力和輻射等條件維持足夠低時(shí)，電阻突然變?yōu)榱銜r(shí)的溫度;超導(dǎo)電性可以被外加磁場(chǎng)所破壞，對(duì)于溫度為T（TEg的光子均可產(chǎn)生激發(fā)，但只有能量相當(dāng)于Eg的部分才能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。光子吸收材料的禁帶在Eg=附近時(shí)，光子激發(fā)利用率最高.綜合考慮影響轉(zhuǎn)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(yáng)能電池材料。21 .快離子導(dǎo)體陶瓷是指電導(dǎo)率可以和液體電解質(zhì)或熔鹽相比擬的固態(tài)離子導(dǎo)體陶瓷，又稱電解質(zhì)陶瓷。快離子導(dǎo)體的離子電導(dǎo)率可達(dá)10-110-2S/cm,活化能低至。22 .氫化物儲(chǔ)氫原理：金屬吸留氫形成金屬氫化物，然后對(duì)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(yīng)式是：a2士孫固八乩嚴(yán)一，一固）+MM金屬；MHn金屬氮化物P一氫壓力；AHi反應(yīng)的核變化反應(yīng)進(jìn)行的方向取決于溫度和氫壓力。23儲(chǔ)氫材料應(yīng)具備的條件：1.易活化，氫的吸儲(chǔ)量大；2.用于儲(chǔ)氫時(shí)生成熱盡量小，而用于蓄熱時(shí)

3、生成熱盡量大；3.在一個(gè)很寬的組成范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定合適的平衡分解壓；4.氫吸收和分解過(guò)程中的分解過(guò)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(dǎo)率大；7.在反復(fù)吸放氫的循環(huán)過(guò)程中，合金的粉化小，性能穩(wěn)定性好；8對(duì)不純物的耐中毒能力強(qiáng)；9儲(chǔ)氫材料價(jià)廉。（1）什么是超導(dǎo)體其具有什么效應(yīng)這些效應(yīng)產(chǎn)生的原因分別是什么答：超導(dǎo)材料是一種沒(méi)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(chǔ)存起來(lái)，供急需時(shí)使用。零電阻效應(yīng)和超導(dǎo)體的完全抗磁性(邁斯納效應(yīng))。邁斯納效應(yīng)產(chǎn)生的原因，當(dāng)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，在磁場(chǎng)的作用下，表面產(chǎn)生無(wú)損耗感應(yīng)電流，這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)

4、與原磁場(chǎng)的大小相等，方向相反，因而總合成磁場(chǎng)為零。即無(wú)損感應(yīng)電流對(duì)外加磁場(chǎng)起著屏蔽的作用，因此又稱為抗磁性屏蔽電流。(2)超導(dǎo)的三個(gè)臨界條件是什么答：臨界溫度Tc,臨界電流Ic,臨界磁場(chǎng)Hc倫敦方程是什么說(shuō)明了超導(dǎo)體的什么性質(zhì)答：倫敦第一方程，式中，m是電子質(zhì)量，&為超流電流密度，ns是超導(dǎo)電子密度。說(shuō)明了在穩(wěn)態(tài)下，超導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零，因此，它說(shuō)明了超導(dǎo)體的零電阻性質(zhì)。倫敦第二方程X(LJ)=-B式中，L=(m/nse2)。m是電子質(zhì)量，Js為超流電流密度，ns是超導(dǎo)電子密度說(shuō)明了超導(dǎo)體的邁斯納效應(yīng)。(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(jiǎn)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(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，簡(jiǎn)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(dǎo)體式、固體電解質(zhì)式及接觸燃燒式三種：(6)太陽(yáng)能電池發(fā)電的基本原理是什么哪些材料可以做為太陽(yáng)能電池材料太陽(yáng)能電池對(duì)材料的具體要求答：太陽(yáng)能電池是利用光生伏特效應(yīng)，當(dāng)光線照射到半導(dǎo)體的p-n結(jié)上時(shí)，如果光子能量足夠大，hnEg,就在p-n結(jié)附近激發(fā)出電子-空穴對(duì)。在自建電場(chǎng)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(jié)果n區(qū)積累了負(fù)電荷，p區(qū)積累了正電荷，產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)。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(yīng)稱為光生伏特效應(yīng)。光子吸收材料的禁帶寬度在較合適作為太陽(yáng)能電池材料，因此，SkC12SGaAsCdTe等均可用作太陽(yáng)能電池材料。(7)功能陶瓷和快離子導(dǎo)體陶瓷分別是什么答：功能陶瓷是屬于無(wú)機(jī)非金屬功能材料?？祀x子導(dǎo)體陶瓷是指電導(dǎo)率可以和液體電解質(zhì)或熔鹽相比擬的固態(tài)離子導(dǎo)體陶瓷，又稱電解質(zhì)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(chǔ)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(jié)構(gòu)的關(guān)系答：功能材料的結(jié)構(gòu)與性能之間存在著密切的聯(lián)系，材料的骨架、功能基團(tuán)以及分子組成直接影響著材料的宏觀結(jié)構(gòu)與材料的功能。(10)光色玻璃是

7、什么玻璃半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)效應(yīng)和存貯效應(yīng)分別指什么答：物質(zhì)在觸及到光或者被光遮斷時(shí)，具化學(xué)結(jié)構(gòu)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(zhì)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(kāi)關(guān)效應(yīng)：原先處于兆歐級(jí)高阻絕緣態(tài)(“關(guān)態(tài)”)的玻璃半導(dǎo)體，當(dāng)外加電壓超過(guò)一定數(shù)值(閥值)時(shí)，就會(huì)在10-9s內(nèi)，變成只有幾個(gè)歐姆的低電阻態(tài)(“開(kāi)態(tài)”)，這種特性稱為“開(kāi)關(guān)效應(yīng)”。存貯效應(yīng)：當(dāng)玻璃半導(dǎo)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(dǎo)體的這種特殊性質(zhì)稱為“存貯效應(yīng)”。(11)微晶玻璃的微晶化包括哪些過(guò)程微晶玻璃結(jié)晶

8、過(guò)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(gè)過(guò)程(1)玻璃結(jié)構(gòu)發(fā)生微調(diào)；(2)晶核的形成；(3)基本品相的形成及生長(zhǎng)；(4)介穩(wěn)相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定品相及殘余玻璃。微晶玻璃結(jié)晶過(guò)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(guò)程中，均勻地溶解于玻璃熔融體中。當(dāng)玻璃處在析晶溫度區(qū)時(shí)，成核劑能降低晶核生成所需要克服的勢(shì)壘，從而核化可以在較低的溫度下進(jìn)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(dá)到特定生物、生理功能的特種玻璃。微晶玻璃、光導(dǎo)纖維玻璃、激光玻璃、光色玻璃、半導(dǎo)體玻璃、非線性光學(xué)

9、玻璃、磁功能玻璃、生物玻璃、機(jī)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(chǎng)下易于磁化，也易于退磁的材料稱為軟磁材料，磁導(dǎo)率大，矯頑力小，滯損耗低，磁滯回線呈細(xì)長(zhǎng)條形。磁化后不易退磁，而能長(zhǎng)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(chǔ)氫原理是什么實(shí)用的儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)氫材料應(yīng)具備的條件：1,易活化，氫的吸儲(chǔ)量大2,用于儲(chǔ)氫時(shí)生成熱盡量小，而用于蓄熱時(shí)生成熱盡量大3.在一個(gè)很寬的組成范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定合適的平衡分解

10、壓4,氫吸收和分解過(guò)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(dǎo)率大7,在反復(fù)吸放氫的循環(huán)過(guò)程中合金的粉化小，性能穩(wěn)定性好8,對(duì)不純物如氧，氮，CO,CO,水分等的耐中毒能力強(qiáng)9,儲(chǔ)氫材料廉價(jià)。(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(chǎn)中的作用石英在陶瓷生產(chǎn)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(jié)性，黏土作用概括為五個(gè)方面：1)黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成形的基礎(chǔ)。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(xì)分散顆粒，同時(shí)具有結(jié)合性4)黏土是陶瓷坯

11、體燒結(jié)時(shí)的主體，黏土中的AI2O3含量和雜質(zhì)含量是決定陶瓷坯體的燒結(jié)程度、燒結(jié)溫度和軟化溫度的主要因素；5)黏土是形成陶器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來(lái)石晶體的主要來(lái)源。石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用在燒成前是瘠性原料，可對(duì)泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用，能降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時(shí)間并防止坯體變形。在燒成時(shí)，石英的加熱膨脹可部分地抵消坯體收縮的影響，當(dāng)玻璃質(zhì)大量出現(xiàn)時(shí)，在高溫下石英能部分熔解于液相中，增加熔體的強(qiáng)度，而未熔解的石英顆粒，則構(gòu)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(duì)坯體的力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)度，否則效果相反。同時(shí)，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(zhì)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(shí)它是賦予釉以高的力學(xué)強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐化學(xué)侵蝕性的主要因素。(16)稀土發(fā)光的本質(zhì)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(zhì)是能量的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換功能，而這又是由其特殊的電子層結(jié)構(gòu)決定的。稀土離子的發(fā)光特點(diǎn)即+3價(jià)稀土離子的發(fā)光特點(diǎn)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(zhǎng)；由于4f軌道處于內(nèi)層，材料的發(fā)光顏色基本不隨基質(zhì)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(gè)基本要素智能材料具備哪些內(nèi)涵答：智能材料必須具備感知、驅(qū)動(dòng)和控制這三個(gè)基本要素。具體來(lái)說(shuō)，智能材料需具備以下內(nèi)涵：(1)具有感知功能，能夠檢測(cè)并且可以識(shí)別外界(或者內(nèi)部)的刺激強(qiáng)度，如電、光、熱、應(yīng)力、應(yīng)變、化學(xué)、核輻射等；(2)具有驅(qū)動(dòng)功能，能夠響應(yīng)外界變化；(3)能夠按照設(shè)定的方式選擇和控制響應(yīng)；反應(yīng)比較靈敏、及時(shí)和恰當(dāng)；(5)當(dāng)外部刺激消除后，能夠迅速恢復(fù)到原始狀態(tài)。(18)什么是熒光和磷光何為長(zhǎng)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(huì)自動(dòng)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(zhì)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(shí)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(shí)間。長(zhǎng)余輝材料：有時(shí)磷光能持續(xù)幾十分鐘甚至數(shù)小時(shí)，這種發(fā)光物質(zhì)就是通常所說(shuō)的長(zhǎng)余輝材料。熒光猝滅：基質(zhì)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)，