信息时代的信息功能材料仍是最活跃的领域.pptVIP

这些都属软磁材料，用于变压器，电动机在仪01表工业中用量更大的是软磁铁氧体，虽然已很成02熟但向高磁感强度（Bs），高磁导率（?）低损耗03方向发展，仍有广阔发展前景。04硬磁材料发展很快，20世纪40年代AlNiCo，50年代铁氧体，65年ReCO5,72年R2CO17，83年NdFeB,磁能积提高了几十倍，从性能价格比来看，（表6）铁氧体永磁远比其它磁性材料更具有竞争能力；NdFeB则单位体积的性能比铁氧体高出10倍而得到更快的发展，目前世界产量近万吨，中国占了一半左右，但性能有待进一步提高。下一代永磁发展目标是纳米技术的应用与新材料的探索，如：SmFeN等。过去每10年提高40kJ/m3，2010年达可到600－800kJ/m3，表6－永磁体价格/性能比（1995）NdFeB最大磁能积512KJ/m3（理论值）贮能材料（贮氢与高能电池）010102030405电网调峰与环保的需要，信息电子工业所必须，与太阳能配套。太阳能发电电解水－氢－贮氢电－蓄电池也是机械能动力源02030405贮氢材料：金属间化物贮氢基本成熟（表7），但用于汽车燃料存在比重大，易中毒和价格问题。表7－几种金属间化物贮氢材料纳米碳管是最近发现的贮氢材料，正在研究开发中。01表8为几种典型电池反应机理与特性，当前02最有发展前景的是Ni－MH电池，但从比能量密度，03锂电池最好，而价格是前者3.5倍，其中塑料锂04电池具有重量轻，形状可任意改变，安全性更好05的特点，可能是21世纪开发的重点。06Ni－MH电池－汽油混合汽车已实用化，低速07与起动用电池，而高速时自动跳到汽油并充电，08如比可节油（1/2），排放减至1/10，CO2（1/2）。表8－几种典型电池反应机理和特性燃料电池是将化学能转变为电能的一种装置，效率高、污染小，是21世纪重点发展的一种技术。目前正在开发的燃料电池，如表9：表9－正在开发的燃料电池类型（6）燃料电池以氢氧燃料电池为例其理论比容量为2975A.h/kg，比能量为3660w.h/kg，远高于蓄电池、燃料电池的发展，有电极材料问题。据报导，Benz厂用甲醇作燃料电池的燃料已用于汽车。最近美国NASA正在开展一种试验，即太阳能电池与氢氧燃料电池联合开动的小飞机，白天太阳能电池工作，用剩余电来电解水、晚上H2O燃料电池工作，目前载人还不现实，计划在2003年实现用于通信。（三）生物材料与智能材料将受到高度重视（1）医用生物材料最主要是与人体相容性*组织工程*生长因子*DNA*自组装除神经系统以外的各种器官都可制造。目前正在尝试利用照相机、光导系统与视网膜细胞相联为盲人复明，要生物学家，工程师，材料科学家的通力合作。21世纪是生命科学时代生物材料多年演化的结果（合理性）人造丝与蚕丝陶瓷与珍珠壳、骨骼（表10）仿生材料(3)工业生产中的生物模拟用于机翼、潜艇、车体、建筑随处界条件改变外形以减少阻力、即省能耗，提高安全。?材料的自检测、自恢复及自修复?药物和控制释放智能系统(4)智能材料及智能系统01040203飞机、导弹、卫星与飞船的发展，材料是关键。以飞机为例，战斗机性能的提高有2/3靠材料，发动机性能的提高，材料占1/2，对空间飞行器来说，由于材料的改进，收益更为显著。如图4，说明比强度和比刚度对高速飞行器来说更为重要。战斗机已发展到第四代（如美国F22），主要材料为钛合金（41％），树脂基复合材料（24％），铝合金（15％），钢只有5％。民用机到了第三代（波音777），铝（70%）,钢及复合材料（多11％），钛（7％）。对发动机材料来说，除了比刚度、比强度，主要是耐高温、长寿命，为军用发动机的发展趋势提供一些参考。（四）宇航及动力机械材料将不断提高表11－军用发动机性能发展趋势0504020301从发动机关键材料看：高温合金仍然是主要材料（50％）。作为涡轮叶片，单晶加发汗冷却，可以满足2000℃以上。陶瓷有可能用于燃烧室和导向叶片。钛合金（1600℃－650℃）及钛铝基中间化物（600℃－1000℃）可用于机匣，压气机叶片。C/C复合材料虽然在比强度，比刚度和高温有特殊优越性，但抗氧化问题须解决。树脂基复合材料目前使用温度已达290－345℃，正向425℃发展。喷管为C/C复合材料（比强高,抗热震，耐烧能）关键航天材料：高强、高模纤维。碳纤维（T300