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金属功能材料 一.电性材料 金属的电导理论 金属的热电性 电学性能与微观结构之间的关系 一些电性材料 金属的电导理论 金属的热电性 电学性能与微观结构之间的关系 一些电性材料 导电材料 电阻材料 电热材料 热电材料 二.磁性材料 三.超导材料 超导材料的基本性质 两类超导体的基本特征 超导隧道效应 超导材料的发展 超导材料的基本性质 两类超导体 超导隧道效应 超导材料的发展 四.膨胀材料与弹性材料 膨胀合金 （二） 永磁铁氧体 主要种类：钡铁氧体(BaO·6Fe2O3)和锶铁氧体(SrO·6Fe2O3)。晶体结构均属六角晶系。 制备方法：以Fe2O3、BaCO3和SrCO3为原料，经混合、预烧、球磨、压制成型、烧结制成。根据成型过程中加磁场与否，烧结铁氧体材料可制成各向同性磁体和各向异性磁体。各向异性磁体是在压制成型过程中加上强磁场，使铁氧体的单畴粒子在磁场下转动，得到易磁化轴与磁场方向一致的强各向异性磁体。此类材料具有高的磁晶各向异性常数。 （三） 铁铬钴系合金 成分特点：以铁、铬（23.5～27.5%）、钴（11.5～21.0%）为主；加入适量硅、钼、钛。此类合金可以通过成分调节将其低的单轴各向异性常数提高到铝镍钴合金的水平。 制备方法：定向凝固+磁场处理(结晶与磁双重织构)，以及塑性变形与适当热处理的方法(形变时效)显著提高合金性能。 性能特点：高剩磁Br 1.53T，Hc 66.5KA/m，(BH)max 76kJ/m3。 二十世纪八十年代称为第三代稀土永磁材料。 稀土永磁合金 Re-Co永磁稀土Co永磁 铁基稀土永磁型 Nd2Fe14B合金为代表的Re-Fe-B系永磁材料 1:5型Re-Co磁体SmCo5单相与多相合金 第一代稀土永磁；二十世纪六十年代 2:17型Re-Co磁体 Sm2Co17基合金 二十世纪七十年代;第二代稀土永磁 零电阻效应 迈斯纳（Meissner）效应 第一类超导体 第二类超导体 只有一个临界磁场， 有两个临界磁场：下临界磁场Hc1和上临界磁场Hc2 正常电子隧道效应 约瑟夫森子隧道电流效应 * 金属功能材料 无机非金属功能材料 高分子功能材料 复合功能材料 特殊功能材料 电性材料 磁性材料 超导材料 膨胀材料及弹性材料 …… 电介质材料 功能陶瓷 功能玻璃材料 半导体材料 …… 光功能高分子材料 电功能高分子材料 化学功能高分子材料 …… 磁性复合材料 电性复合材料 梯度复合材料 隐身复合材料 其他功能复合材料 非晶态合金 纳米材料 储氢材料 形状记忆材料 智能材料 能源材料 生物医学材料 …… 传统功能金属材料：电性，磁性，弹性等 新发展起来的功能材料： 非晶合金，储氢合金，形状记忆合金，超塑性…… 电性材料 磁性材料 超导材料 膨胀材料及弹性材料 固体中的电子 金属中的电子输运 霍尔效应 塞贝克效应 三种热电效应：塞贝克（Seebeck）效应 珀耳贴(Peltier)效应 汤姆逊(Thomson)效应 ——制作热电偶 珀耳贴效应 汤姆逊效应 两种不同金属或半导体接头处，当电流沿某个方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量。 一金属导体或半导体中维持温度梯度，当电流沿某方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量。 ——制作热电转换器或加热（制冷）器 纯金属的电阻 温度，压力，缺陷 固溶体的电阻 成分，组织，结构… 磁学理论 —— 物质的磁性、磁性的基本物理量 磁性材料分类 —— 软磁材料、永磁材料、半硬磁 材料 磁性材料的基本性能与应用 磁性材料指那些有实际工程意义具有较强磁性的材料。是最古老的功能材料。公元前几世纪人类就发现自然界中存在天然磁体，磁性(Magnetism)一词就因盛产天然磁石的Magnesia地区而得名。早期的磁性材料主要是软铁、硅钢片、铁氧体等。二十世纪六十年代起，非晶态软磁材料、纳米晶软磁材料、稀土永磁材料等一系列的高性能磁性材料相继出现。磁性材料广泛应用于计算机及声像记录用大容量存储装置如磁盘、磁带，电工产品如变压器、电机，以及通讯、无线电、电器和各种电子装置中，是电子和电工工业、机械行业和日常生活中不可缺少的材料之一。 磁学基础－物质的磁性 物质磁性具有普遍性 电子的循轨磁矩 电子的循轨磁矩 原子磁矩 物质磁性 原子磁矩 ＝Σ 物质表现何种磁性 原子磁矩间相互作用 外加磁场的作用 (三）物质磁性的分类 物质磁性分类 顺磁性 被磁化后，磁化场方向与外场方向相同，χ： 1 – 104 铁磁性 被磁化后，磁化场方向与外场方向相同，χ：10-3-10-6 被磁化后，磁化场方向与外场方向相反，χ： －（10-5