《功能材料概论》课件

《功能材料概论》ppt课件2023REPORTING功能材料的定义与分类功能材料的特性与性能功能材料的制备与加工技术功能材料的应用领域与实例功能材料的发展趋势与挑战目录CATALOGUE2023PART01功能材料的定义与分类2023REPORTING功能材料是指具有特定物理、化学或生物功能的材料，这些功能通常在特定的外部刺激下表现出来。功能材料与结构材料相对，后者主要关注材料的强度、硬度、耐久性等基本特性，而功能材料则更注重材料的特殊性质和用途。功能材料的特性包括电、磁、光、热、化学和生物活性等，这些特性使得功能材料在电子、通信、医疗、能源和环保等领域具有广泛的应用前景。定义根据来源，功能材料可以分为天然功能材料和人工合成功能材料。天然功能材料如生物体内的各种组织，人工合成功能材料如各种高分子合成材料。根据功能性质，功能材料可以分为电子功能材料、磁性功能材料、光学功能材料、热功能材料和化学功能材料等。根据应用领域，功能材料可以分为能源材料、生物材料、环保材料和智能材料等。分类PART02功能材料的特性与性能2023REPORTING指材料在非力作用下表现出的性质，如电、磁、光、声、热等。物理特性指材料在化学反应中表现出的性质，如耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等。化学特性指材料在与生物体相互作用时表现出的性质，如生物相容性、生物活性、生物降解性等。生物特性指材料同时具有多种特性，如压电性、热电性、光敏性等。复合特性特性ABCD性能力学性能指材料在受力作用下的性质，如硬度、强度、韧性、弹性模量等。化学性能指材料在化学反应中表现出的性质，如耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等。物理性能指材料在非力作用下表现出的性质，如电导率、热导率、磁导率等。生物性能指材料在与生物体相互作用时表现出的性质，如生物相容性、生物活性、生物降解性等。PART03功能材料的制备与加工技术2023REPORTING通过化学反应的方式，使气体在加热或等离子体作用下转化为固态物质，沉积在基体上。化学气相沉积法物理气相沉积法溶胶-凝胶法液相合成法利用物理方法（如真空蒸发、溅射等）将材料原子或分子沉积在基体上。通过溶胶中的凝胶化过程制备材料，具有制备条件温和、易于控制等优点。在液相介质中合成材料，包括沉淀法、水热法、溶剂热法等。制备方法加工技术将材料加热至软化或熔融状态，然后在压力作用下成型。将材料加热至熔融状态，然后在压力作用下注射入模具中成型。将材料加热至软化状态，然后在挤出机的压力作用下通过口模成型。通过逐层堆积材料的方式制造三维实体，具有个性化定制、高精度等优点。热压成型技术注射成型技术挤出成型技术3D打印技术PART04功能材料的应用领域与实例2023REPORTING硅材料、化合物半导体材料、磁性材料等。功能材料种类应用实例作用与效果硅基集成电路、光电子器件、磁存储器等。提高电子设备的性能、降低能耗、实现小型化、智能化。030201电子信息领域太阳能电池材料、燃料电池材料、储能材料等。功能材料种类晶体硅太阳能电池、燃料电池汽车、锂离子电池等。应用实例提高能源转换效率和稳定性，降低环境污染。作用与效果能源领域

环境领域功能材料种类活性炭、光催化材料、生物降解塑料等。应用实例空气净化器滤芯、水处理厂吸附剂、土壤修复剂等。作用与效果降低污染物浓度、提高水质、改善土壤环境。生物降解高分子材料、生物活性陶瓷、生物医用金属等。功能材料种类药物载体、人工关节、牙科种植体等。应用实例提高药物疗效、改善医疗质量、促进人体组织修复与再生。作用与效果生物医疗领域PART05功能材料的发展趋势与挑战2023REPORTING随着科技的不断进步，新型功能材料不断涌现，如石墨烯、碳纳米管、高温超导材料等，这些新材料具有优异的性能和广阔的应用前景。通过改进制备工艺、优化材料成分和结构，不断提高现有功能材料的性能指标，以满足更高要求的工程应用。新材料开发与性能提升性能提升新材料开发技术创新功能材料领域的技术创新不断涌现，如3D打印技术、纳米技术、生物技术等，这些新技术的应用将推动功能材料产业的升级和变革。产业升级随着功能材料产业的不断发展，产业结构和产品体系将不断优化升级，形成更加完整的产业链和产业体系。技术创新与产业升级功能材料的生产和使用需要消耗大量的资源和能源，通过提高资源利用效率和降低能耗，实现资源的节约和可持