功能材料学教案-第17章功能薄膜材料和新型功能材料

1、第17章 功能薄膜材料大家知道，薄膜材料一般是指物体的三维尺度中有一个很小（基本上在微米甚至纳米量级），而另外两个比较大的材料，它是一种特殊形态的材料。而功能薄膜材料则是指那些在电、磁、光、热等方面具有某些特定性能的薄膜材料，如导电薄膜、光学薄膜、磁性薄膜等。与块体材料相比，薄膜材料，在结构和性能上具有很多独特之处，能够实现块体材料无法实现的一些功能。因此，薄膜材料在高科技领域具有十分重要的地位。20世纪70年代以来，薄膜材料和薄膜技术得到了突飞猛进的发展，无论在学术研究上还是在实际应用中都取得了丰硕的成果。各种具有新结构、新功能的薄膜材料的应用，对国民经济的发展起到了巨大的推动作用。在这一章

2、中，我们介绍一些重要的功能薄膜材料。17.2 导电薄膜导电薄膜在集成电路中的应用十分广泛。它可用作薄膜电阻器的接触端子、薄膜电容器的上下电极、薄膜电感器的导电带和引出端头，也可用作元器件之间的互连线等等。在集成电路中，导电薄膜所占的面积比例与其他薄膜相比是很大的，而且随着电路集成度的不断提高和薄膜多层互连基板的应用，其所占的面积比例不断增大。因此，导电薄膜的性能对于提高电路的集成度和工作性能均有很大的影响。下面我们介绍几种常见的导电薄膜。 金属导电薄膜金属薄膜按其熔点高低可分为低熔点薄膜和高熔点薄膜两类。1低熔点金属薄膜。在低熔点金属薄膜中，主要有Au，Ag，Cu和Al膜。其中，对Al膜的研究

3、和应用较多。通常采用真空蒸镀法制作Al膜，所用原材料纯度在以上，蒸镀时的真空度高于510-3Pa。由于Al易与W，Mo，Ta等元素生成低熔点合金，故蒸发铝使一般不使用W，Mo，Ta做坩埚。在集成电路工艺中，主要采用溅射法制备Al膜。2高熔点金属薄膜。高熔点金属薄膜是指V，Nb，Zr，Ti，Ta,，Cr，Mo和W等高熔点金属薄膜。制造高熔点金属薄膜，主要是为满足高集成度电子元器件对电极材料的要求。通常可选用电子束蒸发、溅射和化学气相沉积等方法来制备高熔点金属薄膜。采用上述方法在二氧化硅薄膜表面所形成的W，Mo等高熔点金属薄膜，一般为多晶结构，薄膜多呈柱状结晶结构，晶粒尺寸随基板温度和热处理温度的

4、升高而增大，同时薄膜的电阻率会逐渐变小。 复合导电薄膜金膜的导电性和稳定性一般都很好，是一种优良的导电薄膜。但金与微晶玻璃、陶瓷等基体的附着性很差。因此，用金膜作为导电薄膜时，一般须先沉积一层其他金属底层，然后再沉积金，即形成一种复合导电薄膜。所以，复合导电薄膜在结构上主要包括金属底层和上面的导电金属层两部分。金属底层主要起粘附作用，使上层的导电薄膜能牢固地附着于基体上，而上层的导电薄膜则主要起导电作用。由于复合导电薄膜的组分至少包括两种或两种以上金属。因此在制备这种薄膜时，不能采用单蒸发源蒸镀或单靶溅射，而必须采用两到三个蒸发源按顺序蒸发或者采用多金属靶按顺序溅射的方法，才能获得所需要的复合

5、导电薄膜。Cr-Au薄膜和NiCr-Au薄膜是目前用得最多的复合导电薄膜。主要用作电阻的端头电极、电子元件的互连线、单层薄膜电感器和薄膜电容器的上电极等。 多晶硅薄膜重掺杂的多晶硅薄膜是替代Al膜作为集成电路的栅电极和互连线的薄膜材料。多晶硅薄膜经氧化处理后，可在其表面生成优良的SiO2薄膜，容易得到高纯度的膜层。利用不同掺杂成分既可形成n型半导体，又可形成p型半导体，改变掺杂浓度还可改变膜层的电阻率。制备多晶硅薄膜的方法很多，如真空蒸发、溅射、电化学沉积、化学气相沉积、分子束外延等，都可用来沉积多晶硅薄膜。在结构上，多晶硅薄膜是由许多无规则取向的小晶粒组成的。在一定条件下，存在着一个主要的生

6、长晶向，也就是具有择优取向。多晶硅薄膜的择优取向与沉积温度及以后的热处理温度密切相关。非掺杂多晶硅薄膜的电阻率很高，可达105cm，如掺杂浓度在1019cm-3以上，其电阻率就与单晶硅的电阻率（10-2103cm）相近了。但多晶硅薄膜的导电性质与单晶硅的有很大的不同，这主要是因为在多晶硅薄膜中存在着大量晶界。 金属硅化物薄膜在元素周期表中，有一半以上的元素可与硅形成一种或多种硅化物。硅化物具有低的电阻率，约为多晶硅电阻率的l/10，而且高温稳定性好，抗电迁移能力强，并可直接沉积在多晶硅上。因而，在超大规模集成电路中被广泛用作导电薄膜。适用于集成电路的硅化物，必须具有电阻率低，易刻蚀，可氧化，机

7、械稳定性好，与Al不易发生反应等性质。常用的硅化物有NbSi2，PtSi，Pd2Si（硅化钯）和NiSi2等。制备硅化物的方法有共溅射、共蒸发、分子束外延、化学气相沉积等。可以首先形成硅和金属的多层结构，再经过退火处理，即可形成硅化物薄膜。 透明导电薄膜透明导电薄膜是一类既具有高的导电性，在可见光范围又有很高的透光性，并且在红外光范围还有很高的反射性的薄膜材料。它大体可分为金属膜、氧化物膜和非氧化物膜三大类。在金属膜中有Au，Ag，Cu，Pt，Al，Cr等；在氧化物膜中有In2O3，SnO2，ZnO，CdO等；在非氧化物膜中有Cu2S，CdS，ZnS，LaB6，TiN，TiC，ZrN，ZrB2

8、等。透明导电薄膜由于具有透光性，在电子、电气及光学等领域都有广泛的应用。在玻璃衬底上制备透明导电膜的方法有喷雾法、涂覆法、浸渍法、化学气相沉积法、真空蒸镀法和溅射法等。在塑料衬底上制备透明导电薄膜最典型的方法是真空蒸镀法，这种方法的衬底大多采用聚酯薄膜。另外，在塑料衬底上也可采用各种溅射方法来制备薄膜。17.3 光学薄膜光学薄膜的应用相当广泛，几乎所有光学仪器都离不开各种性能的光学薄膜，如增透膜、反射膜、偏振膜、分光膜、干涉滤光膜等。近代激光技术的发展，又为光学薄膜的研制和应用开辟了新的领域。可用作光学薄膜的材料很多，不下百余种，有化合物光学薄膜、半导体光学薄膜、金属光学薄膜等等，各种材料可适

9、合于不同的用途和光学波段。目前，用得较多的光学薄膜材料有氧化物、氟化物、硫化物和半导体材料等类型。 防反射膜折射率为的光学玻璃对于垂直于入射光的反射率大约为4，在具有大量光学元件的光学系统中，存在着许多空气/玻璃界面，玻璃的这种反射损耗累积起来，会使得光学系统的透射率明显降低。在折射率较大的半导体中，反射损耗也很大。例如，在折射率约为4的Ge中，反射损耗大约为36。为了减小反射损耗，增大光学元件的透光率，通常采用在光学元件上沉积防反射膜（增透膜）的办法，常见的有单层、双层或多层反射膜。在选择防反射膜的薄膜材料时，不仅要考虑它的光学性质，还必须考虑它的机械强度以及成膜的难易程度等因素。许多材料的

10、反射率受膜的制备条件的影响很大。一般在镀膜过程中应直接监视并控制膜的反射率和透射率，在反射率达到最小时即停止镀膜。 吸收膜光学吸收薄膜的应用实例之一是太阳光选择吸收膜。为了有效地利用太阳热能，就要采用对太阳光吸收较多，同时由自身热辐射所引起的损耗又比较小的吸收材料。太阳光谱的峰值约在波长处，全部能量的95以上集中在2m之间。在摄氏几百度的温度下，黑体的热辐射主要集中在220m的红外波段。太阳辐射光谱与黑体的热辐射光谱在波段上存在的这种差异，为我们充分利用太阳能提供了理论依据。为了有效地利用太阳热能，就应该采用具有波长选择特性的吸收材料。这种吸收材料应该对太阳能吸收较多，同时由自身热辐射所引起的

11、能量损耗又比较小。即在太阳辐射最强的可见光波段吸收率大，而在热辐射最强的红外光波段辐射率小。通常采用在红外波段辐射率非常小的金属薄膜作为吸收膜的底层。同时，在金属表面沉积一层半导体薄膜，用来降低金属在可见光波段中的反射率，以增大其吸收率。所选择的半导体薄膜的吸收端波长应在l3m之间，才能基本上覆盖太阳辐射光谱。当太阳光波的波长比半导体薄膜的吸收端波长短时，薄膜的吸收系数很大，可以很好地吸收太阳光；当太阳光波的波长比半导体薄膜的吸收端波长长时，半导体层是透明的，可以保持由衬底金属所具有的高反射率。常用于光学吸收膜的半导体主要有Si，Ge和PbS等，它们在可见光波段的反射损耗偏大，吸收特性不够理想

12、。降低半导体反射率的措施有：（1）适当地选取半导体层的膜厚，通过干涉效应来降低反射率；（2）在半导体层上再沉积一层防反射膜；（3）使半导体表面形成多孔结构，利用多重反射的方法，使反射率降低。图5 太阳辐射光谱与黑体辐射光谱 薄膜光波导光波导就是一种将光波封闭在一定截面的透明媒质内，利用其横向界面上的全反射现象使光波沿轴向传播的光学器件。光纤就是一种常见的光波导器件。薄膜光波导的基本结构大致可分为两种。一种是由沉积的低折射率薄膜与高折射率薄膜所形成的二维光波导；另一种是将薄膜进一步加工成条带状图形所形成的三维光波导。薄膜光波导的衬底一般使用的是折射率比其核心层的折射率低一些的透明材料。这时，它的

13、结构是由低折射率的透明层和高折射率的核心层叠加所构成的。在薄膜光波导中，被广泛采用的单晶衬底有LiNbO3，A12O3，SiO2等氧化物介电体单晶以及GaAs，InP，Si等半导体单晶。单晶光波导薄膜通常采用各种外延方法（气相、液相、分子束外延、有机金属化学气相法等）制备。而多晶以及非晶态光波导薄膜通常采用真空蒸镀和溅射等方法制备。17.4 磁性薄膜磁性薄膜一直是一个十分活跃的研究领域，主要是因为用它能够制造磁盘、磁带等快速存贮信息的器件。此外，利用铁磁性薄膜的各向异性磁阻效应，还可以制作薄膜磁传感器等。 单晶态磁性薄膜单晶态磁性薄膜具有磁各向异性。 一般来说，磁性薄膜的各向异性常数K1的数值

14、越大，表明其完全单晶化程度越高。例如，在NaCl单晶的（100）解理面上通过外延法制取的Ni薄膜，其K1值具有明显的各向异性，这表明所获得的薄膜是单晶薄膜。在MgO的（100）解理面上制取的Ni单晶薄膜，Ni膜的K1值会随着镀膜时基体温度的增加而增加，也说明，其单晶化程度的增大。磁性单晶膜通常利用外延法来制备，一般是在离子型单晶体或金属单晶体的结晶面上通过真空蒸镀法进行外延生长。 非晶态磁性薄膜在非晶态磁性薄膜中不存在磁各向异性，也不存在多晶磁性薄膜中由晶界引起的磁畴壁钉扎效应。非晶态薄膜作为薄膜磁头材料，其频率特性、硬度和饱和磁化强度都比晶态材料好，更符合高密度磁记录的要求。非晶态磁性薄膜的

15、制作方法分电镀、电解、蒸镀、溅射等。可以利用电镀、电解方法制备Co-P膜、Ni-P膜、Co-Ni-P膜等非晶态磁性薄膜。 磁泡磁泡是近几十年来在磁学领域中发展起来的一个新概念。一般情况下，一个铁磁体总要分成很多小区域，在同一个小区域中，磁化矢量的方向是相同的，这样的小区域称为磁畴。相邻两个磁畴的磁化矢量方向总是不同的。在两个磁畴的分界面处，磁化矢量方向的变化并不是由一个磁畴的方向突然变到另一个磁畴的方向，而是在一个小的范围内逐渐地变化过去的。也就是说，在磁畴和磁畴之间存在着过渡区，这种过渡区称为畴壁。磁泡是在磁性薄膜中形成的一种圆柱状的磁畴。在未加外磁场时，薄膜中的磁畴呈迷宫形状，由一些明暗相

16、间的条状畴构成，明与暗两种条块的面积大体相等，如教材254页图17-6（a）所示。假如明畴中的磁化方向是垂直于膜面向下的，而暗畴中的磁化方向就是垂直于膜面向上的。如果在垂直于膜面向下的方向加一外磁场HB，即HB的方向与明畴的相同，那么，随HB增大，明畴的面积逐渐增大，而暗畴的面积则会逐渐减小，部分暗畴还会变成一段一段的段畴，如图17-6（b）中所示。当HB增加到某一值时，段畴缩成圆形的磁畴，见图17-6（c）。这些图形的磁畴看起来很像是一些圆形的小泡泡，故被称为磁泡。从垂直于膜面的方向来看，磁泡是圆形的，但实际上磁泡是圆柱形的。在磁泡区域中，磁化方向与外磁场HB相反。如果增加HB，则磁泡的直径

17、将减小。HB增加到某一数值时，磁泡还会突然消失。图6 磁泡的形成过程在形成磁泡以后，如果保持HB不变，则磁泡是很稳定的。也就是说，已经形成的磁泡不会自发地消灭，没有磁泡的区域也不会自发地形成新的磁泡。在磁性薄膜的某一位置上“有磁泡”和“没有磁泡”是两个稳定的物理状态。这一特性使其可用来存贮二进制的数字信息。用磁泡来存贮信息的技术称为磁泡技术。当然，并不是任何一种磁性材料都能形成磁泡。磁泡只能在自发磁化垂直于膜面的材料中形成。而且还要求材料的缺陷尽量少，透明度尽量高，磁泡的迁移速度要快，材料的化学稳定性和机械性能要好。满足这些要求的材料有六方铁氧体、氟化铁、硼酸铁和尖晶石等。磁泡材料主要通过外延

18、法生长出单晶薄膜。液相外延法和气相外延法都是生长磁泡薄膜的常用方法。第18章 新型功能材料18.1 智能功能材料 智能功能材料 目前，在新材料领域中，正在形成一门新的分支学科，这就是智能材料，也称机敏材料。人类所使用的材料经过石器材料、钢铁材料、合成高分子材料和人工设计材料后，开始进入智能材料（Intelligent Materials）。所谓智能材料就是同时具有感知功能、判断功能和执行功能的一种新材料。感知、判断和执行是智能材料必需具备的三个基本要素。 一般的功能材料可以判断环境，但不能顺应环境，而智能材料不但可以判断环境，而且还可顺应环境。也就是说，智能材料应具有应付环境条件变化的特性，如

19、自诊断、自修复、自分解、自学习、自增值等为应对外部刺激而使自身发生积极的变化。智能材料是受集成电路技术启迪而构思的一种融合型材料。 大家知道，细胞为生物体材料的基础，而细胞本身就是具有感知、判断和执行三种功能的融合材料，故可把它作为智能材料的蓝本。 金属系智能材料 金属材料具有强度大、加工性能出色等特性，因而一直主要用于制作各种领域的结构件，目前仍是现代工业中主要的结构材料。考虑到航空、宇航和原子能等尖端领域今后的发展，给包括金属在内的结构材料增添智能功能就显得极为重要。 在结构材料领域，金属材料在使用过程中会产生疲劳龟裂和蠕变变形，从而导致损伤和性能变坏。如果使金属结构材料本身具有感知损伤和

20、性能恶化，进而能加以抑制并自己修复的话，那么在确保结构物的可靠性和使用安全性方面无疑是极其有益的。 通常容许金属材料中存在微小空穴或者缺陷，以疲劳断裂为例，钢和铝合金中即使存在约1m大小的微小空穴，其疲劳极限也不会降低。因而可以通过在1m尺寸的微小空穴内埋入一种断裂时能产生声波的物质来感知裂纹，预告异常现象。并在结构材料中埋入另一种能产生相变的物质，它通过裂纹部位的应力作用产生相变来抑制和修复裂纹，或者通过材料中所含的成分自动析出并填充裂纹间隙来实施自修复。 日本等国正在研究的智能金属材料具有如下功能，一是当材料发生变形、裂纹等损伤和性能恶化时，借助颜色、声音、电信号等感知这些现象的自我诊断功

21、能；二是利用应力诱发相变使应力集中缓和的自修复功能。 形状记忆合金是一种重要的执行器材料，具有感知和驱动为一体的特性。在金属智能材料研究中具有重要的潜在价值。 无机非金属系智能材料1智能陶瓷智能陶瓷具有很多特殊的功能，它能像有生命物质，例如人的器官那样，感知客观世界。并且这类陶瓷还可以通过发射声波、辐射电磁波和热能，以及改变颜色等对外界环境变化作出类似有生命物质的反应。一些智能陶瓷也具有自修复功能，它使材料能抵抗环境的突然变化。部分稳定氧化锆的抑制开裂就是一个很好的例子。它的四方结构到单斜结构的相变，能通过自动在裂纹起始处产生压应力来终止裂纹扩展。在纤维补强复合材料中，应力引起部分纤维断裂，使

22、能量释放，从而避免了进一步断裂。陶瓷变阻器和正温度系数热敏电阻也是一种智能陶瓷。在高电压雷击时，氧化锌变阻器可失去电阻，使雷击电流旁路入地，该电阻可自动恢复。钛酸钡PTC热敏电阻在120左右的相变温度下，出现电阻的极大变化，从而可作为冲击电流保护元件。变阻器的电阻-电压特性和PTC的电阻-温度特性，都具有很显著的非线性效应，因而能作为所谓的候补保护元件。2智能窗电致变色现象是指材料在电场作用下而引起的一种颜色变化，这种变化是可逆的，并且连续可调。利用电致变色材料的这一特性设计的玻璃窗具有对通过其中的光、热的动态可调性，这种玻璃窗称为智能窗。 近几年来，智能窗的开发研究开展得非常活跃，这种由玻璃

23、和电致变色系统组成的装置，利用电致变色材料在电场作用下而引起的透光（或吸收）性能的可调性，可实现随人的意愿调节光照度的目的。同时，电致变色系统通过选择性地吸收或反射外界热辐射和阻止内部热扩散，可减少办公大楼和民用住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须耗费的大量能源。这种装置既可用作建筑物的门窗玻璃，也可作为汽车等交通工具的挡风玻璃。在建筑、运输及电子等工业领域有着广泛的应用前景。 高分子系智能材料 高分子凝胶为高分子在溶剂中的三维网络，其大分子主链或侧链上有离子的解离性、极性和疏水基团，类似于生物体组织。此类高分子凝胶可因溶剂种类、盐浓度、pH值、温度的不同以及电刺激和光辐照不同而产生

24、体积变化，凝胶的这种体积变化是其对环境变化产生的一种响应性。 智能高分子材料作为生物医用材料，有很大的应用前景。如以其制成药物缓释体系的载体材料，则其可依据病灶所引起的化学物理变化，自动控制药物释放的通-断特性。如具有血糖浓度响应特性的胰岛素释放体系可有效地把糖尿病患者的血糖浓度维持在正常水平。18.2 梯度功能材料 梯度功能材料概念随着现代科学技术的发展，金属和陶瓷的组合材料受到了极为广泛的重视。这是由于金属具有强度高、韧性好等优点，但在高温和腐蚀环境下却难以胜任。而陶瓷具有耐高温、抗腐蚀等特点，但却具有难以克服的脆性。金属和陶瓷的组合使用，则可以充分发挥两者长处，克服其弱点。然而用现有技术

25、使金属和陶瓷粘合时，由于两者界面的膨胀系数不同，会产生很大的热应力，引起剥离、脱落，造成材料的破坏。梯度功能材料（Functionally Gradient Materials，简称FGM.）的研究开发，最早始于日本（1987年）。所谓梯度功能材料，就是在所选择的两种不同性能的材料之间，采用先进的材料复合技术，使中间部分的组成和结构连续地呈梯度变化，从而使材料的性质和功能，沿厚度方向也呈梯度变化的一种新型复合材料。在梯度功能材料内部不存在明显的界面。这种复合材料的显著特点是克服了两材料结合部位的性能不匹配因素，同时材料的两侧还具有不同的功能。 虽然FGM的最初目的是通过梯度化结合金属和超耐热陶

26、瓷来解决航天飞机的热保护问题。但随着FGM的研究和开发，其用途已扩大到核能源、电子、光学、化学、生物医学工程等领域，其组成也由金属-陶瓷发展成为金属-合金、非金属-非金属、非金属-陶瓷、高分子膜-高分子膜等多种组合，种类繁多，应用前景十分广阔。 梯度功能材料的制备对梯度功能材料必须采取有效的制备技术来保证，下面是已开发的梯度材料制备方法。1. 化学气相沉积法两种气相原料被输送到反应器中进行均匀混合，在热基板上发生化学反应并沉积在基板上。该方法的特点是通过调节原料气流量和压力来连续控制改变金属-陶瓷的组成比。2. 物理蒸发法通过物理法使镀膜材料加热蒸发而在基板上成膜。3. 等离子喷涂法采用多套独

27、立或一套可调组分的喷涂装置，精确控制等离子喷涂成分来合成FGM材料。采用该法制备FGM材料，须对喷涂压力、喷射速度及颗粒粒度等参量进行严格控制。4. 颗粒梯度排列法颗粒梯度排列法又分颗粒直接填充法和薄膜叠层法两种。前者是将不同混合比的颗粒在成型时呈梯度分布，再压制烧结。后者是在金属及陶瓷粉中掺微量粘结剂，制成泥浆并脱除气泡后再压成薄膜，将这些不同成分和结构的薄膜进行叠层、烧结，通过控制和调节原料粉末的粒度分布和烧结收缩的均匀性，可获得具有缓和热应力性能的梯度功能材料。5. 自蔓延高温合成法利用粉末间化学放热反应产生的热量和反应的自传播性使材料烧结并合成。 梯度功能材料的应用FGM最重要的应用领

28、域是航天工业，在其他领域也有着广阔的应用前景，见表。18.3 功能复合材料复合材料是一种多相复合体系。目前材料的复合技术已能使聚合物材料、金属材料、陶瓷材料、玻璃、碳质材料等之间进行复合。 聚合物基功能复合材料聚合物基复合材料质地轻、强度高、耐腐蚀、隔热吸音、设计和成型自由度大，被广泛用于航空航天、船舶与车辆、建筑工程、电器设备、化学工程以及体育、医学等各个领域。1. 导电复合材料在聚合物基体中，加入高导电的金属与碳素粒子或微细纤维，通过一定的成型方式制备出导电复合材料，加入聚合物基体中的这些添加材料可分为两类增强剂和填料。增强剂是一种纤维质材料，它或者本身导电，或者通过表面处理来获得导电性。

29、在这类增强材料中用的较多的是碳纤维。导电复合材料中使用较多的填料为炭黑，它具有粒度小、表面孔隙度高和挥发量低等特点，其加入量为520。金属粉末也常用作填料，其加入量为3040。选择不同材质、不同含量的增强剂和填料，可获得不同导电特性的复合材料。2. 透光复合材料最早成功开发的是无碱玻璃纤维增强不饱和聚酯型透光复合材料。但不饱和聚酯型透光复合材料透紫外光能力差、耐光老化性不好。为此，美国、日本等又先后开发了有碱玻璃纤维增强丙烯酸型透光复合材料，其光学特性、力学性能都比不饱和聚酯型的透光复合材料有明显改进。3. 隐身复合材料随着电磁波探测、红外探测技术日新月异的发展，给作战用的飞机、导弹、舰艇、坦

30、克造成了致命的威胁，因而极大地促进了人们对隐身技术的研究。雷达涂覆型吸波材料包括涂料（主要为铁氧体）和贴片（为橡胶、塑料和陶瓷）。日本研制的一种宽频高效吸波涂料是由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的双层结构。其中变换层是铁氧体和树脂的混合物，谐振层是铁氧体、导电短纤维与树脂构成的复合材料。红外隐身材料主要集中于红外涂层材料，现有两类涂料。一种是通过材料本身的某些结构，使吸收的能量在涂层内部不断消耗或转换而不引起明显的升温；另一类涂料是在吸收红外能量后，让吸收后释放出来的红外辐射向长波段转移，使之处于探测系统的效应波段以外，以达到隐身目的。涂料中的粘合剂、填料（形态、大小、结构）、涂层的厚度与结构

31、都直接影响到红外隐身效果。4. 压电复合材料压电材料有广泛的用途，无机压电材料品种多，压电性能良好，但其硬而脆的特性给它的加工和使用带来不少困难。某些高分子材料，如聚偏二氟乙烯等经过极化、拉伸成为驻极体后亦有压电性。但由于必须经拉伸、极化，材料刚度增大，难于制成复杂形状，并且具有较强的各向异性。这两类压电材料都具有压电性能好，但加工性能差的弱点。将无机压电材料颗粒与聚合物材料复合后，可制得具有一定压电性的复合材料。如将钛酸锆与聚偏二氟乙烯或聚甲醛复合而得到压电复合材料，虽然压电性不十分突出，但其柔软、易成型，尤其是可制成膜状材料，大大拓宽了压电材料的用途。最重要的是由于其压电性及其他性能具有可设计性，可以同时实现多种功能，这是普通压电材料所无法比拟的。 金属基功能复合材料金属基复合材料的发展历史虽然要比聚合物基复合材料晚，但是由于其具有横向机械性能好、层