《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功能材料的特性與性能功能材料的制備與加工技術功能材料的應用領域與實例功能材料的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)目錄CATALOGUE2023PART01功能材料的定義與分類2023REPORTING功能材料是指具有特定物理、化學或生物功能的材料，這些功能通常在特定的外部刺激下表現出來。功能材料與結構材料相對，后者主要關注材料的強度、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和用途。功能材料的特性包括電、磁、光、熱、化學和生物活性等，這些特性使得功能材料在電子、通信、醫(yī)療、能源和環(huán)保等領域具有廣泛的應用前景。定義根據來源，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。根據功能性質，功能材料可以分為電子功能材料、磁性功能材料、光學功能材料、熱功能材料和化學功能材料等。根據應用領域，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PART02功能材料的特性與性能2023REPORTING指材料在非力作用下表現出的性質，如電、磁、光、聲、熱等。物理特性指材料在化學反應中表現出的性質，如耐腐蝕性、抗氧化性、化學穩(wěn)定性等。化學特性指材料在與生物體相互作用時表現出的性質，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具有多種特性，如壓電性、熱電性、光敏性等。復合特性特性ABCD性能力學性能指材料在受力作用下的性質，如硬度、強度、韌性、彈性模量等?；瘜W性能指材料在化學反應中表現出的性質，如耐腐蝕性、抗氧化性、化學穩(wěn)定性等。物理性能指材料在非力作用下表現出的性質，如電導率、熱導率、磁導率等。生物性能指材料在與生物體相互作用時表現出的性質，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2023REPORTING通過化學反應的方式，使氣體在加熱或等離子體作用下轉化為固態(tài)物質，沉積在基體上?；瘜W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。通過溶膠中的凝膠化過程制備材料，具有制備條件溫和、易于控制等優(yōu)點。在液相介質中合成材料，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)，然后在擠出機的壓力作用下通過口模成型。通過逐層堆積材料的方式制造三維實體，具有個性化定制、高精度等優(yōu)點。熱壓成型技術注射成型技術擠出成型技術3D打印技術PART04功能材料的應用領域與實例2023REPORTING硅材料、化合物半導體材料、磁性材料等。功能材料種類應用實例作用與效果硅基集成電路、光電子器件、磁存儲器等。提高電子設備的性能、降低能耗、實現小型化、智能化。030201電子信息領域太陽能電池材料、燃料電池材料、儲能材料等。功能材料種類晶體硅太陽能電池、燃料電池汽車、鋰離子電池等。應用實例提高能源轉換效率和穩(wěn)定性，降低環(huán)境污染。作用與效果能源領域

環(huán)境領域功能材料種類活性炭、光催化材料、生物降解塑料等。應用實例空氣凈化器濾芯、水處理廠吸附劑、土壤修復劑等。作用與效果降低污染物濃度、提高水質、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。功能材料種類藥物載體、人工關節(jié)、牙科種植體等。應用實例提高藥物療效、改善醫(yī)療質量、促進人體組織修復與再生。作用與效果生物醫(yī)療領域PART05功能材料的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)2023REPORTING隨著科技的不斷進步，新型功能材料不斷涌現，如石墨烯、碳納米管、高溫超導材料等，這些新材料具有優(yōu)異的性能和廣闊的應用前景。通過改進制備工藝、優(yōu)化材料成分和結構，不斷提高現有功能材料的性能指標，以滿足更高要求的工程應用。新材料開發(fā)與性能提升性能提升新材料開發(fā)技術創(chuàng)新功能材料領域的技術創(chuàng)新不斷涌現，如3D打印技術、納米技術、生物技術等，這些新技術的應用將推動功能材料產業(yè)的升級和變革。產業(yè)升級隨著功能材料產業(yè)的不斷發(fā)展，產業(yè)結構和產品體系將不斷優(yōu)化升級，形成更加完整的產業(yè)鏈和產業(yè)體系。技術創(chuàng)新與產業(yè)升級功能材料的生產和使用需要消耗大量的資源和能源，通過提高資源利用效率和降低能耗，實現資源的節(jié)約和可持