其他现代功能材料.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,软磁材料在较弱磁场下就容易磁化，但也容易退磁，主要特点有：,软磁材料分为：,金属软磁材料：主要用于低频范围,非金属软磁材料：主要用于高频和,超高频范围,矫顽力小、磁导率高,铁损小、,Bs,高,PS:,矫顽力：使已磁化材料失去磁性所需加的于原磁化方向相反的外磁场强度。,磁导率高，使每个周期得磁滞损耗小。,常用软磁材料,纯铁、,Fe-Si,合金,(,硅钢,),、,Ni-Fe,合金、,Fe-Co,合金、,Mn-Zn,铁氧体、,Ni-Zn,铁氧体和,Mg-Zn,铁氧体等,在电力工业中，软磁材料常用作变压器和发电机的铁芯，在无线电工业中，则用于继电器、变压器、电表、磁放大器、滤波器等各种感应原件铁芯和录音机、录像机的磁头。,发展史,以往，软磁材料追求大晶粒尺寸的微结构，,1970,年,Fe-Si-B,非晶态合金研制成功，,1988,年,Fe-Si-B-Nb-Cu,纳米微晶软磁材料问世，均发现了非常好的软磁特性，于是软磁材料的研制又进入了另一个极端，要求晶粒尺寸尽可能的小。以至达到纳米量级，,90,年代后非晶与纳米晶金属软磁材料逐步成为软磁铁氧体的对手，在性能上它远优于铁氧体，在高技术领域的应用日益先出起优越性。例如著名的,Finemet,纳米微晶软磁材料，其晶粒尺寸约为,10nm,，具有优异的软磁特性,非晶态材料,非晶态材料和景钛材料的基本元素一样，仍然是铁钴镍，因此尽可能多的含有这三种元素并且能形成稳定的非晶状态，便是这种合金设计的出发点。,非晶态材料不再有晶粒和晶界，结构上赋予各向同性，因而软磁体是其本身决定的属性。,非晶态材料分为两大类,（,1,）过渡金属（简称,TM,）和半金属（简称,MD,）的合金系,（,2,）过渡金属和其他金属（简称,M,）的合金系,通常在,TM-MD,系中含有,12%30%,非磁性的,MD,元素，这类合金硬度高、强度大、韧性好，在磁致伸缩效应为零的组分附近呈现显著的软磁性，且电阻大，尤适于磁头材料。,晶态材料和非晶态材料的比较,晶体材料只有当其磁各向异性很小晶界大孔隙所造成的静磁能也很小时，担负磁化过程的畴壁移动才能最大限度的进行，因而才可能在弱外磁场下被强烈地磁化、显示出高的导磁率。,非晶态金属磁化过程容易受磁致伸缩效应的影响，其在制作过程中局部冷却能力不均匀造成短程有序性不均匀，最终导致畴壁移动困难降低材料的软磁性，所以开发上最重要的是寻求无磁致伸缩效应的非晶态合金成分。,永磁材料,铝镍钴系永磁材料,使用广泛,铁氧体永磁材料,不含钴、镍，比较廉价,铁铬钴系永磁材料,永磁性能优良,稀土钴永磁材料,具有很高的磁能积,FE-R-B,永磁材料,有高的磁能积,非晶永磁材料,磁记录材料,磁记录材料是一种利用磁性记录物质作记录、存储和再生信息的技术，包括录音、录像和录码等。,磁记录系统主要部分是磁头组体、磁带、机器传动装置、记录放大器以及伺服系统。,磁头材料是高密度软磁材料,涂敷在磁带、磁盘和磁鼓上面用于记录和存储信息的磁性材料称为磁记录介质。,关于磁记录介质,:,通常要求有较高的矫顽力、饱和磁化强度和剩磁，同时卫视波记录性能好和无规噪音量低，基本磁单元必须很小，此外，必须能够形成高强度、柔顺和光滑的表层。,因此，大多数磁记录材料依赖于单畴性质，只有好的单畴性质才能得到所需要的高矫顽力和小尺寸磁单元材料,常用的磁记录材料分为氧化物和金属两类,。,金属磁记录介质材料有铁、钴、镍及其合金，他们的室温饱和磁化强度远大于铁氧体。,发展：,研究磁记录的一个重要方向是提高记录密度，有人提出的新设想是以垂直记录方式代替目前主要采用的记录密度不很高的纵向记录方式。,磁存储材料,由于磁性材料的两种磁化状态很适于表示数字计算机所采用二进制的,0,和,1,两个数，并且通过磁电转换便于传输，故适用于制作存储器。,磁泡,存储器是一种很有希望的存储器。,实际上是一种圆柱形磁畴,若以磁泡的有和无来表示,1,和,0,两种信息，则在材料上加以控制电路和磁路，就能做到控制磁泡的产生、消失、传输、分裂等，以及次跑的相互作用，从而完成信息的存储、记录、逻辑运算等动能。,要求,对磁泡晶体材料要求缺陷尽量减少而透明度尽可能提高，还要求磁泡的迁移速度快、材料的化学稳定性和机械性能也要好。,制造方法,由于供制造的磁泡器件的单晶要求很薄的片，因此人们致力于研究用外延法直接长出单晶薄膜的方法,发展重点,当前发展重点是提高材料的磁泡密度（即减小泡径）、磁泡迁移率和温度稳定性等,常见的磁存储,声功能材料,水声功能材料,水下通讯中用光、声、磁、电等四种发射信号方法中，声法优点最多,因为，水对红外线、紫外线是不透明的、对可见光透明度也不高；海水是一种导体，电磁波或无线电波在通过海水时会很快衰减，磁的传输和探查只能用在相当短的距离内，但水却是传送声波的良好介质。,水声功能材料用于制造各类声波发射器和水听器。,压电材料,压电材料是另一类在水声工程中得重要材料。,优点,压电陶瓷具有制造容易、不溶于水、耐热、耐湿、便于加工成型和改变组分以适应在不同用途对性能上的不同要求等优点它与磁致伸缩材料相比还具有形变量大、无磁致伸缩的直接损耗、不会因漏磁而使磁致伸缩的有效压电耦合因素减小，无涡流存在因而形状不受限制等优点,发展,从发展上看，要适应在低频、大功率、高效率、深海和宽带条件下使用，用于水声换能器的材料要求具有大功率而低频率常数、时间稳定性和温度稳定性好、强场下性能好以及能承受更大的动态张应力等性能。,反铁电材料是另一类有希望的材料,其特点是在外界条件达到某一数值时可发生反铁电到铁电的相变，伴随这已相变，晶包体积发生变化，导致约为,0.1%0.4%,数量级的体积形变。这比压电陶瓷由压电效应产生的应变大,12,个数量级，因而存在不必利用共振结构就能够获得大功率输出的可能性。但是反铁电材料除内耗功率大、效率低外，工作时还需要一个直流偏压，因而增加了设备的复杂性。,声功能材料,超声功能材料,压电晶体和陶瓷是制造超声发生器很重要的一类材料。越来越引人注目的是陶瓷多晶材料，如钛酸钡。,磁致伸缩材料是另一类产生超声辐射的材料,超声应用,空化作用、分散作用、凝聚作用、洗涤作用、发热作用、超硬物质加工、焊接、催芽、干燥、拉丝,超声焊接,超声波传感器,吸声材料,吸声材料，是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用的材料，超声学检查设备的元件之一。吸声材料要与周围的传声介质的声特性阻抗匹配，使声能无反射地进入吸声材料，并使入射声能绝大部分被吸收。,吸声材料在应用方式上，通常采用共振吸声结构或渐变过渡层结构。为了提高材料的内损耗，一般在材料中混入含有大量气泡的填料或增加金属微珠等。在换能器阵的各阵元之间的隔声去耦、换能器背面的吸声块、充液换能器腔室内壁和构件的消声覆盖处理、消声水槽的内壁吸声贴面等结构上，经常利用吸声材料改善其声学性能。,主要功能：把声能转化为热能。,主要有：纤维材料、泡沫材料、粉刷和涂料等。,一般的吸声材料,光功能材料,分类,激光材料、发光材料、红外材料、光色材料、光敏聚合物,激光材料,世界上第一台,激光器,的诞生，使,激光技术,成为一门新兴科学发展起来，在光学发展史上翻开了崭新的一页。激光的出现极大地促进了光学材料的发展，目前已有数百种新型激光工作物质。,激光材料包括,激光工质材料,、,激光调,Q,材料、激光调频材料和激光偏转材料,。,1960,年美国科学家梅曼,红宝石激光器,5.,激光具有下列特点：,（,1,）,相干性好,。,所有发射的光具有相同的相位。,（,2,）,单色性纯,。,因为光学共振腔被调谐到某一特定频率后，其他频率的光受到了相消干涉。,（,3,）,方向性好,。,光腔中不调制的偏离轴向的辐射经过几次反射后被逸散掉。,（,4,）,亮度高,。,激光脉冲有巨大的亮度，激光焦点处的辐射亮度比普通光高,10,8,10,10,倍。,发光材料,发光材料又称发光体，是一种能够把从外界吸收的各种形式的能量转换为非平衡光辐射的功能材料。主要由基质和激活剂组成，此外还添加一些助溶剂、共激活剂和敏化剂。,任何物体只要具有一定的温度，则该物体必定具有与此温度下处于热平衡状态的辐射（红光，红外辐射）,发光材料的分类,发光材料的发光方式式多种多样的，根据发光的机理不同，主要分为,:,光致发光材料，阴极射线发光材料，电致发光材料，热释发光材料，辐射发光材料等,。,优点,消耗电能少，结构简单，能长期重复使用，没有放射性辐射，不危害人体健康。,用途,用于建筑装饰。交通运输，电子通信，电力电器，仪器仪表，石油化工。地铁隧道，印刷印染。广告牌匾等各个领域，是,21,世纪极具发展前途和广阔市场前景的装饰发光材料,生活中见到的发光材料,红外检测翡翠,红外光谱仪,各种红外探测器,光敏聚合物,光敏聚合物包括在光作用下能迅速发生化学和物理变化的聚合物和通过聚合物或小分子上光敏官能团所引起的化学反应和相应的物理性质的变化而获得的聚合物光敏材料。,分 类,按照合成目的,在侧链或者主链上含有光敏官能团的聚合物,由二元或者多元光敏官能团构成的交联剂,在高效光引发剂存在下单体或预聚体发生聚合和交联而生成的聚合物,按应用技术,成像体系,主要用于光加工工艺、非银盐照相、复制、信息记录和显示,非成像体系,大量用于光固化涂层、印刷油墨、粘合剂和医用材料等方面。,漂亮优质环保的光敏印章,光 敏 电 阻,光敏印章机,光敏机,到此结束啦，,谢谢大家！,