材料化学第六章.ppt

第30页,共31页，星期六，2024年，5月第31页,共31页，星期六，2024年，5月绪论新型功能材料：具有电、磁、光、声、热、力学、生物、化学等特殊性质的材料。领域：信息、能源、生物、环保、空间等高技术领域以及农业、化工建材等领域。主要内容：形状记忆合金，液晶材料，超导材料第2页,共31页，星期六，2024年，5月一、形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy)1、形状记忆合金合金的形状被改变后，一旦加热到一定的跃变温度时，又可魔术般地恢复原状。“记忆”的原因：外界温度的提高第3页,共31页，星期六，2024年，5月2、发展1932年，瑞典人在金镉合金中首次观察到“记忆”效应；1951年，美国也发现金镉合金通过简单加热恢复原形。1963年，美国研制钛镍（1：1）合金进一步证实记忆效应。1971年，发现铁基记忆合金。3、类型金镉系、镍钛系、铜系和铁系合金第4页,共31页，星期六，2024年，5月4、应用工程：最早用于制作管接头和紧固件。航天：镍钛系合金→制造人造卫星天线（卷入卫星体内，当卫星进入轨道后，借助于太阳热能或其他热源能在太空展开）医学：血栓过滤器，脊柱矫形棒、牙齿矫形唇弓丝、人工关节、人造心脏等。汽车外壳：用形状记忆合金制作的汽车被撞瘪一块时，浇上一桶热水就可以恢复原有的形状。安全报警装置等第5页,共31页，星期六，2024年，5月工程方面：最早用于制作管接头和紧固件第6页,共31页，星期六，2024年，5月航天：卫星天线（卷入卫星体内，进入轨道后，借

助于太阳热能或其他热源在太空展开）第7页,共31页，星期六，2024年，5月第8页,共31页，星期六，2024年，5月第9页,共31页，星期六，2024年，5月第10页,共31页，星期六，2024年，5月5机理—弹性马氏体相变形状记忆效应：利用合金的马氏体相变与其逆转变的特性在高温下将处理成一定形状的合金急冷下来，再在低温下经塑性变形成另一种形状，然后加热到一定温度，此时合金产生马氏体相变，并逐渐恢复到低温变形前的原始状态。通常形状记忆合金的这种马氏体相变为可逆的热弹性马氏体相变，即随温度下降马氏体长大，温度升高马氏体缩小，马氏体的长大、缩小随温度而弹性变化。

第11页,共31页，星期六，2024年，5月第12页,共31页，星期六，2024年，5月6、记忆效应类型：一次记忆:加热回复原形后，再改变温度，物体不再改变形状。可逆记忆:不但能记忆高温形状，而且也能记忆低温的形状。全方位记忆:除可逆记忆外，当温度比较低时，物体的形状向与高温形状相反的方向变化。加热比冷却时回复力大很多。第13页,共31页，星期六，2024年，5月第14页,共31页，星期六，2024年，5月新型功能材料形状记忆合金类型—金镉系、镍钛系；机理—弹性马氏体相变；液晶结构—固、液之间，有序（液态流动特性+晶体的光学特性）超导材料第15页,共31页，星期六，2024年，5月二、液晶材料1液晶：处于固态和液态之间具有一定有序性的有机物质。（液态流动特性+晶体的光学特性）2转变过程：有机晶体-（T1)→混浊液体-(T2)→透明液体液晶（各向异性）第16页,共31页，星期六，2024年，5月第17页,共31页，星期六，2024年，5月3分类第18页,共31页，星期六，2024年，5月第19页,共31页，星期六，2024年，5月第20页,共31页，星期六，2024年，5月4发展1888年，奥地利植物学家，观察安息香酸胆固醇的融解行为，发现加热至145度时呈白浊状液体,至179度才形成均相性液体1890年,德国物理学家,偏光显微镜发现，白浊液体具有异方性结晶所特有的双折射率，故命名为液晶.50年代，迅速发展。70年代：我国开始研究。90年代：中科院长春物理所、电子部南京五十五所、清华大学第21页,共31页，星期六，2024年，5月3液晶的性质与应用显示器：电光效应、热效应、光化学效应。洗涤剂：乳化效应第22页,共31页，