第一篇：功能材料復(fù)習(xí)題

（試卷）周根柱功能材料

一、名詞解釋（共21分，每個(gè)3分）

1.電導(dǎo)率：電阻率的倒數(shù)或它是表征材料導(dǎo)電能力大小的特征參數(shù)）。

2.鐵電性：某些晶體在一定的溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化（其極化方向可以因外電場的反向而反向）晶體的這種性質(zhì)稱為鐵電性。

3.居里溫度：鐵電體失去自發(fā)極化使電疇結(jié)構(gòu)消失的最低溫度（或晶體由順電相到鐵電相的轉(zhuǎn)變溫度）。

4.介電常數(shù)：介電常數(shù)是衡量電介質(zhì)儲(chǔ)存電荷能力的特征參數(shù)。

5.功能材料：是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的新型材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，同時(shí)也對(duì)改造某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如農(nóng)業(yè)、化工、建材等起著重要作用。

6.超導(dǎo)體臨界磁場Hc：超導(dǎo)電性可以被外加磁場所破壞。對(duì)于溫度為T(T＜Tc)的超導(dǎo)體,當(dāng)外磁場超過某一數(shù)值Hc(T)的時(shí)候，超導(dǎo)電性就被破壞了，Hc(T)稱為臨界磁場。7.正壓電效應(yīng)：壓電效應(yīng)(piezoelectriceffect)是指對(duì)材料施加壓力,張力或切向力時(shí),發(fā)生與應(yīng)力成比例的介質(zhì)極化以及在晶體的兩端出現(xiàn)正負(fù)電荷的現(xiàn)象.這種由于應(yīng)力誘導(dǎo)而極化,稱正壓電效應(yīng).8.氣敏陶瓷：氣敏陶瓷對(duì)某一種或某幾種氣體特別敏感，其阻值將隨該種氣體的濃度(分壓力)作有規(guī)則的變化，檢測靈敏度通常為百萬分之一的量級(jí)，個(gè)別可達(dá)十億分之一的量級(jí)，故有“電子鼻”之稱。

9.納米量子尺寸效應(yīng)：當(dāng)納米粒子的尺寸下降到某一值時(shí),金屬粒子費(fèi)米面附近電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí);納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的最高被占據(jù)的分子軌道能級(jí)和最低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí),使得能隙變寬的現(xiàn)象,被稱為納米材料的量子尺寸效應(yīng)。10.逆壓電效應(yīng)：在晶體上施加電場而引起介質(zhì)極化時(shí),如果產(chǎn)生了與電場強(qiáng)度成比例的變形或機(jī)械應(yīng)力時(shí),稱其為負(fù)壓電效應(yīng).11.高溫超導(dǎo)：具有高臨界轉(zhuǎn)變溫度（Tc）能在液氮溫度條件下工作的超導(dǎo)材料。12.快淬技術(shù)：它是將熔化的液態(tài)合金急速冷卻至室溫，制得非晶態(tài)或納米晶態(tài)合金。13.燃燒電池：是一種將燃料和氧化劑之間的化學(xué)能持續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏姌O、電解質(zhì)體系基本保持不變的系統(tǒng)。

14.光生伏特效應(yīng)：當(dāng)光量子的能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光照射到結(jié)區(qū)時(shí)，光照產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)在結(jié)電場作用下，電子推向n區(qū)，空穴推向p區(qū)；電子在n區(qū)積累和空穴在p區(qū)積累使P-n結(jié)兩邊的電位發(fā)生變化，p-n結(jié)兩端出現(xiàn)一個(gè)因光照而產(chǎn)生的電動(dòng)勢，這一現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。(二)填空(共30個(gè)空)（1）世界上第一塊氣敏陶瓷是用二氧化錫和氯化鈀混合再研得極細(xì)，在高溫爐中燒結(jié)而成的.它顆粒極細(xì)，吸附氣體能力很強(qiáng)，此外，它又能顯半導(dǎo)體性質(zhì)，隨吸附氣體多寡，可改變導(dǎo)電率，所以，氣敏陶瓷又被稱作“電子鼻”。

（2）將超導(dǎo)體冷卻到某一臨界溫度（TC）以下時(shí)電阻突然降為零的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體的零電阻現(xiàn)象。

3.這種由于形變而產(chǎn)生的電效應(yīng)，稱為壓電效應(yīng)。材料的壓電效應(yīng)取決于晶體結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性，晶體必須有極軸，才有壓電效應(yīng)。

4.制造透明陶瓷的關(guān)鍵是消除氣孔和控制晶粒異常長大。

5.常見的功能材料制備方法有溶膠-凝膠法，快淬火快凝技術(shù)，復(fù)合與雜化 6.功能材料的表征方法有材料組成表征、材料結(jié)構(gòu)表征、材料性能表征。7.電熱材料的種類繁多，根據(jù)用途主要分為金屬型和非金屬性兩種。8.電熱材料就是電流通過導(dǎo)體將放熱，利用電流熱效應(yīng)的材料。

9.熱敏電阻按其基本性能的不同可分為負(fù)溫度系數(shù)NTC型熱敏電阻、正溫度系數(shù)PTC型熱敏電阻、臨界溫度CTR型熱敏電阻三類。

10.熱釋電系數(shù)除與溫度有關(guān)外，還與晶體所處狀態(tài)有關(guān)。11.氣敏元件有多種形式，但廣泛使用的是半導(dǎo)體式和接觸燃燒式。

12.超導(dǎo)體有3個(gè)基本的臨界參數(shù)分別是臨界溫度Tc、臨界磁場Hc、臨界電流IC。13.超導(dǎo)材料的基本物理性質(zhì)有零電阻現(xiàn)象、完全抗磁性。

14.在超導(dǎo)應(yīng)用中，一般分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料應(yīng)用兩大方面。

15.物資的磁性來源于原子的磁性，原子的磁性來源于電子的軌道運(yùn)動(dòng)及自旋運(yùn)動(dòng)，它們都可以產(chǎn)生磁矩。

16.在原子系統(tǒng)中，在外磁場作用下，感生出與磁場方向相反的磁矩現(xiàn)象稱為抗磁性。17.鐵氧體是將鐵的氧化物與其他某些金屬氧化物用制造陶瓷的方法制成的非金屬磁性材料。

18.從鐵氧體的性質(zhì)和用途來看，可將其分為軟磁、永磁、旋磁、矩磁和壓磁鐵氧體等五大類。

19.有機(jī)磁性材料可分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類。

20.黏接磁材的制備通常采用壓延、注塑、擠壓、壓縮成形這四種工藝，其中前三種工藝采用熱塑性混煉物，壓縮成形則主要采用熱固性黏接劑。

21.太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。

22.硅基材料太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三類。

23.按化學(xué)電源的工作性質(zhì)及儲(chǔ)存方式，可將化學(xué)電池分為：原電池、蓄電池、儲(chǔ)備電池和燃料電池。

24.熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料。

25.一般情況下智能材料由基體材料、敏感材料、驅(qū)動(dòng)材料和信息處理器四部分構(gòu)成。26.光功能材料包括光學(xué)、光電子學(xué)、光子學(xué)材料。(三)判斷題

(1)光學(xué)材料主要是指光介質(zhì)材料,還有光功能材料,光纖材料是光介質(zhì)材料，而激光材料是光功能材料。（正確）

(2)按致晶單元與高分子的連接方式，可分為主鏈型液晶和側(cè)鏈型液晶。主鏈型液晶大多數(shù)為高強(qiáng)度、高模量的材料，側(cè)鏈型液晶則大多數(shù)為功能性材料。（正確）

（3）光化學(xué)反應(yīng)的可表示為光化學(xué)反應(yīng)中起反應(yīng)的分子數(shù)與吸收的光量子數(shù)之比,在光化學(xué)反應(yīng)中,量子收率φ值的變化范圍極大，大可至上百萬，小可到很小的分?jǐn)?shù)。φ≤1時(shí)是直接反應(yīng)；φ＞1時(shí)是連鎖反應(yīng)。（正確）

(4)根據(jù)分離膜的分離原理和推動(dòng)力的不同，可將其分為微孔膜、超過濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等。（正確）

（5）激光材料是光介質(zhì)材料，光纖材料而是光功能材料。（錯(cuò)誤）兩者互換

（6）在一個(gè)原子體系中，在光和原子體系的相互作用中，自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收總是同時(shí)存在的。是否能得到光的放大就取決于高、低能級(jí)的原子數(shù)量之比。（正確）（7）與超導(dǎo)合金材料相比，元素超導(dǎo)體具有塑性好、易于大量生產(chǎn)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。（錯(cuò)誤）

（8）與實(shí)用高溫超導(dǎo)材料相比，低溫超導(dǎo)材料的最大優(yōu)勢在于它可能應(yīng)用于液氮溫區(qū)。（錯(cuò)誤）

（9）鐵氧體主要應(yīng)用于高頻技術(shù)，例如無線電、電視、自動(dòng)控制等很多方面。（正確）（10）硬磁鐵氧體是鐵氧體中發(fā)展最早的材料。（錯(cuò)誤）（11）永磁鐵氧體是六角晶系鐵氧體，又稱M型鐵氧體。（正確）（12）光生伏特效應(yīng)是光照引起P-N結(jié)兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢的效應(yīng)。（正確）

（13）化學(xué)電源是將物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置。（正確）（14）儲(chǔ)氫合金不僅具有安全可靠、儲(chǔ)氫能耗低、單位體積儲(chǔ)氫密度高等優(yōu)點(diǎn)，還有將氫氣純化、壓縮的功能，是目前最常用的儲(chǔ)氫材料。（正確）

1、常用的紅外探測器材料有哪些?

紅外探測器材料主要指熱電材料，可依其運(yùn)作溫度分為三類：(1)碲化鉍及其合金，是目前被廣為使用于熱電致冷器的材料。(2)碲化鉛及其合金，是目前被廣為使用于熱電產(chǎn)生器的材料；(3)硅鍺合金，以硅、鍺為襯底，制備的大規(guī)格碲鎘汞薄膜材料，此類材料亦常應(yīng)用于熱電產(chǎn)生器；（4）多色碲鎘汞材料，即分子束外延生長的摻雜型多層異質(zhì)外延薄膜材料；（5）量子阱紅外探測器材料，是以GaAs作為量子阱材料，GaAlAs作為量子勢壘材料，選擇合適的量子阱厚度和勢壘材料組分。

2、怎樣理解物質(zhì)分子中無不成對(duì)電子時(shí)呈抗磁性？

由于原子核外電子環(huán)流的作用使物質(zhì)具有的磁特性。當(dāng)所產(chǎn)生的磁性作用在與外加磁場相反的方向時(shí)產(chǎn)生屏蔽，則稱為抗磁性。如物質(zhì)中存在不配對(duì)電子時(shí)，則出現(xiàn)順磁性，而且可超過任何的抗磁性。所以，分子中無不成對(duì)電子時(shí)，物質(zhì)呈抗磁性。

3.金屬貯氫材料有哪些主要系列，各有哪些特點(diǎn)和應(yīng)用。①鎂系貯氫合金。主要有鎂鎳、鎂銅、鎂鐵、鎂鈦等合金。具有貯氫能力大（可達(dá)材料自重的5.1%～5.8%）、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是易腐蝕所以壽命短，放氫時(shí)需要250℃以上高溫。②稀土系貯氫合金。主要是鑭鎳合金，其吸氫性好，容易活化，在40℃以上放氫速度好，但成本高。③鈦系貯氫合金。有鈦錳、鈦鉻、鈦鎳、鈦鐵、鈦鈮、鈦鋯、鈦銅及鈦錳氮、鈦錳鉻、鈦鋯鉻錳等合金。其成本低，吸氫量大，室溫下易活化，適于大量應(yīng)用。④鋯系貯氫合金。有鋯鉻、鋯錳等二元合金和鋯鉻鐵錳、鋯鉻鐵鎳等多元合金。在高溫下（100℃以上）具有很好的貯氫特性，能大量、快速和高效率地吸收和釋放氫氣，同時(shí)具有較低的熱含量，適于在高溫下使用。⑤鐵系貯氫合金。主要有鐵鈦和鐵鈦錳等合金。其貯氫性能優(yōu)良、價(jià)格低廉。

4.在介電陶瓷多晶體中，為什么說壓電體也是鐵電體，熱釋電體也是壓電體。

介電材料，它們是絕緣體，并不存在其中載流子在電場作用下的長程遷移，但仍然有電現(xiàn)象。這種電現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因?yàn)椴牧现幸泊嬖诤呻娏Ｗ樱M管這些荷電粒子被束縛在固定的位置上，但可以發(fā)生微小移動(dòng)。這種微小移動(dòng)起因于材料中束縛的電荷，在電場作用下，正負(fù)束縛的電荷重心不再重合，從而引起電極化，如此將電荷作用傳遞開來。

介電材料的電學(xué)性質(zhì)是通過外界作用，其中包括電場、應(yīng)力、溫度等來實(shí)現(xiàn)的，相應(yīng)形成介電晶體、壓電晶體、熱釋電晶體和鐵電晶體，并且依次后者屬于前者的大類，其共性是在外力作用下產(chǎn)生極化。

5、什么是功能陶瓷，功能陶瓷的分類主要有哪些？ 答：功能陶瓷是指具有電、光、磁以及部分化學(xué)功能的多晶無機(jī)固體材料。其功能的實(shí)現(xiàn)主要來自于它所具有的特定的電絕緣性、半導(dǎo)體性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵電性、磁性、生物適應(yīng)性等。

主要有，電子陶瓷，超導(dǎo)陶瓷，磁性陶瓷，敏感陶瓷，生物陶瓷，光學(xué)陶瓷等。

6、什么是超導(dǎo)材料？超導(dǎo)材料的兩個(gè)基本特征？

答：超導(dǎo)材料：在一定溫度以下，材料電阻為零，物體內(nèi)部失去磁通成為完全抗磁性的物質(zhì)。

超導(dǎo)材料的兩個(gè)基本特征：零電阻效應(yīng)、邁斯納效應(yīng)。

7、什么是納米材料？簡述納米材料的主要制備方法和工藝。

答：納米材料：通常定義為材料的顯微結(jié)構(gòu)中，包括顆粒直徑、晶粒大小、晶界、厚度等特征尺寸都處于納米尺寸水平的材料。（指材料塊體中的顆粒、粉體粒度在10-100nm之間，使其某些性質(zhì)發(fā)生突變的材料）

主要制備方法和工藝：氣相冷凝法、球磨法、非晶晶化法、溶膠－凝膠法。

8、什么是正溫度系數(shù)熱電材料、負(fù)溫度系數(shù)熱電材料？

答：正溫度系數(shù)熱電材料：溫度升高，材料的電導(dǎo)率增加。這類材料多半時(shí)具有半導(dǎo)性的金屬氧化物和過渡金屬的復(fù)合氧化物。

負(fù)溫度系數(shù)熱電材料：溫度升高，材料的電導(dǎo)率下降。這類材料主要是摻雜半導(dǎo)體陶瓷如鑭摻雜鈦酸鋇，鈦酸鍶陶瓷等。

9、什么是生物陶瓷材料？它應(yīng)具有哪些要求？ 答：生物陶瓷材料：用于人體器官替換、修補(bǔ)以及外科矯形的陶瓷材料。

要求：具有良好的力學(xué)性能，在體內(nèi)難于溶解，不易氧化，不易腐蝕變質(zhì)，熱穩(wěn)定性好，耐磨且有一定的潤滑性，和人體組織的親和性好，組成范圍寬，易于成形等。

10．簡述什么是正壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？

答：當(dāng)對(duì)壓電陶瓷施加應(yīng)力時(shí)，壓電陶瓷收縮變形，壓電陶瓷內(nèi)部的剩余極化強(qiáng)度減小，瓷體內(nèi)表面束縛電荷變少，從而在瓷體兩個(gè)端面產(chǎn)生多余的自由電荷，就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象這種由“壓”產(chǎn)生“電”的效應(yīng)叫正壓電效應(yīng)。當(dāng)對(duì)壓電陶瓷施加一個(gè)沿極化方向的電場時(shí)，壓電陶瓷的剩余極化強(qiáng)度發(fā)生變化，使壓電陶瓷發(fā)生伸縮變形，這種由 “電”產(chǎn)生“伸縮”的效應(yīng)叫逆壓電效應(yīng)。

11．燒結(jié)型SnO2氣敏陶瓷按加熱方式不同可分為哪兩種類型？各有什么特點(diǎn)？

答：可分為直熱式和旁熱式兩種類型。直熱式的特點(diǎn)是制備工藝簡單，功耗小，但熱容量小，易受環(huán)境影響，；旁熱式的特點(diǎn)是元件熱容量大同時(shí)避免了測量回路和加熱回路之間的相互影響。

12.分析鐵電體與反鐵電體二者有何區(qū)別；為什么反鐵電體可用來制作大功率儲(chǔ)能電容器？ 答：二者區(qū)別：鐵電體是單電滯回線，反鐵電體是雙電滯回線。當(dāng)施加電場撤除即E=0時(shí)，鐵電體還保持較大的剩余極化，而反電體當(dāng)E=0時(shí)極化同時(shí)消失。（5分）由于鐵電體存在剩余極化，大部分輸入的能量被儲(chǔ)存在材料中，只有很小一部分釋放出來，非鐵電體不存在剩余極化，輸入能量的絕大部分以電能形式釋放出來。

13、什么是梯度功能材料？其主要特征是什么？ 答：梯度功能材料是兩種或多種材料復(fù)合成結(jié)構(gòu)和組分呈連續(xù)梯度變化的一種新型復(fù)合材料。

主要特征：（1）材料的結(jié)構(gòu)和組分呈連續(xù)梯度變化；（2）材料的內(nèi)部沒有明顯的界面；（3）材料的性質(zhì)也相應(yīng)呈連續(xù)梯度變化

14、簡述形狀記憶過程。①馬氏體的自適應(yīng)形成

由母相中形成馬氏體時(shí)，不同取向的馬氏體變體的應(yīng)變在母相中的方向不同。當(dāng)某一變體在母相中形成時(shí)，產(chǎn)生某一方向的應(yīng)變場，隨變體的長大，應(yīng)變能不斷增加，變體的長大越來越困難。為降低應(yīng)變能，在已形成的變體周圍會(huì)形成新的變體，新變體的應(yīng)變方向與已形成的變體的應(yīng)變場互相抵消或部分抵消。有均勻體積變化，無明顯形狀改變。②馬氏體的再取向

對(duì)組織為自適應(yīng)馬氏體的樣品施加外力時(shí)，在較小的應(yīng)力作用下，馬氏體變體以其應(yīng)變方向與外加應(yīng)力相適應(yīng)而再取向。即變體的應(yīng)變方向與外加應(yīng)力方向最接近的變體通過吞并其它應(yīng)變方向與外加應(yīng)力不相適應(yīng)的變體而長大，直至整個(gè)樣品內(nèi)的各個(gè)不同取向的變體最終轉(zhuǎn)變成一個(gè)變體。這時(shí)，由母相轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體所產(chǎn)生的相變應(yīng)變不再互相抵消，而是沿外加應(yīng)力方向累積起來，樣品顯示出宏觀形狀的變化。卸去應(yīng)力后，變形保持下來。③馬氏體的逆轉(zhuǎn)變

將變形馬氏體加熱到As點(diǎn)以上，馬氏體將發(fā)生逆轉(zhuǎn)變，因?yàn)轳R氏體的對(duì)稱性低，轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)只形成幾個(gè)位向，甚至只有一個(gè)位向——母相原來的位相。逆轉(zhuǎn)變完成后，便完全恢復(fù)了原來母相的晶體，宏觀變形也完全恢復(fù)。

第二篇：金屬功能材料復(fù)習(xí)題

1.是金屬功能材料，分類。

答：（1）能量與信息的顯示、轉(zhuǎn)換、傳輸、儲(chǔ)存等方面，具有獨(dú)特功能的一類材料，這些特殊功能是以它們所具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)等物理性能為基礎(chǔ)的；（2）主要包托：貯氫合金、梯度功能材料、磁性材料、金屬薄膜材料、環(huán)境材料、納米金屬材料、非晶態(tài)金屬材料、信息材料、超導(dǎo)材料和智能金屬材料等。

2.是超導(dǎo)體，超導(dǎo)體的種類，簡述YBCO的制備原理。

（1）在一定低溫情況下導(dǎo)體的電阻為0的導(dǎo)體叫做超導(dǎo)體，按照人們的認(rèn)識(shí)分為兩種, 一種是簡單的超導(dǎo)體, 利用BCS理論可以描述.另一種是高溫超導(dǎo)體, 研究發(fā)現(xiàn)與能帶的p-波有關(guān), 又稱p-波超導(dǎo)體.（2）2．1燒結(jié)法

選用氧化物或碳酸鹽為原材料，首先將各種原材料要純、細(xì)，配料時(shí)嚴(yán)格按照YBa2Cu3O7(簡稱123相)配比，然后研磨使得原料均勻混合，將材料預(yù)合成單

一均勻的123相合成料，再次將粉末研磨3～4小時(shí)，通過壓制將樣品壓制成緊密結(jié)構(gòu)，最后將有壓制好的樣品放入瓷坩堝中，并放入爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝是制備YBCO超導(dǎo)陶瓷的最關(guān)鍵步驟，由于YBa2Cu3O7較難燒結(jié)，在高溫下不一致熔融，O呈現(xiàn)分解熔融，當(dāng)溫度升高到1000C左右時(shí)，有部分液相產(chǎn)生。一般為了提高

難燒結(jié)物質(zhì)的燒結(jié)性，往往加入少量的燒結(jié)助劑，但這種方式，會(huì)使得超導(dǎo)陶瓷的特性變差，所以有必要改善粉末體的特性和選擇適當(dāng)?shù)臒Y(jié)制度。實(shí)際燒結(jié)時(shí)要得到純粹的Y123相是不容易的，即存在組成的不均勻性。在這種情況下，為得到異相析出盡量少的Y123燒結(jié)體，有效的方法之一是降低燒結(jié)溫度[3]。另外燒結(jié)條件下的氧分，升降溫制度也是非常重要的方面。研究結(jié)果表明，為得到具有良好超導(dǎo)性的燒結(jié)體，必須在適當(dāng)?shù)难鯄悍謿夥障聫母邷鼐徛鋮s，在500～600OC保溫且維持該氧氣氛。

2.2共沉淀法

利用以硝酸釔、硝酸鋇和硝酸銅為反應(yīng)原料溶于水中，而后加入草酸作為沉淀劑，獲得相應(yīng)的草酸鹽共沉淀產(chǎn)物，經(jīng)過濾分離后，將沉淀物在800～900OC加熱分解和固態(tài)反應(yīng)可得到組成均勻的YBa2Cu3O7多晶體粉體。在粉末預(yù)燒結(jié)過

程中,在850OC燒結(jié)，即能完成123相轉(zhuǎn)變，在915OC能得到雜相含量非常少123的單相粉。采用共沉淀法獲得的粉末具有含雜質(zhì)少、顆粒細(xì)、組成均勻、無第二相分布的YBCO塊狀多晶的優(yōu)點(diǎn)，共沉淀粉燒結(jié)樣品晶粒邊界附近約有2～5nm厚的富銅、貧氧和貧釔層，這一非化學(xué)計(jì)量層和樣品中的疏孔、裂紋等構(gòu)成了樣品的弱連接區(qū) ,并導(dǎo)致低臨界電流密度[4]。但是共沉淀法存在的問題是投入料的組成與共沉淀物的組成間有偏離，而偏離相的組成較大時(shí)，最后的成分中可能出現(xiàn)不同的相，這些相將直接影響YBCO材料的特性。

2.3熔融法

[5]1987貝爾實(shí)驗(yàn)室采用熔融冷卻工藝得到了塊體超導(dǎo)陶瓷材料（YBa2Cu3O7），其臨界電流密度已達(dá)到7800A/cm2(77K,0T)，甚至77K,1T時(shí)，臨界電流密度仍大于1000 A/cm2，這被認(rèn)為是由于無弱連接且晶界極其潔凈的緣故。

熔融法實(shí)驗(yàn)方法是首先在紅外、X光分析基礎(chǔ)上制備高品質(zhì)的Y123的超導(dǎo)體粉和Y2BaCuO4(Y211)粉體，摻與10%的Wt Ag2O以及不同比例的Y211相粉末后，OO在880C燒結(jié)24h,再壓塊成形，經(jīng)920C X 24h+970OC X 24h燒結(jié)后，富40%mol的Y211的樣品，體密度達(dá)到5.4g/cm3左右；最后在具有一定溫度梯度的管式爐

中，進(jìn)行熔融慢冷生長，慢冷速度為1 OC/h，樣品兩側(cè)的溫度為1.5 OC/cm，這樣

就可以獲得YBCO超導(dǎo)材料。此方法中Y123以籽晶（Sm123）為中心向四周生長

出較大尺寸的晶粒，這樣一來，不僅能控制晶粒生長方向，而且還能減小大角度

晶界的產(chǎn)生[6]。由于這類晶體的尺寸較大，在退場時(shí)凍結(jié)磁通能力很強(qiáng)，對(duì)永久

磁體可產(chǎn)生較大的吸引力，主要用于磁懸浮力中。

2.4定向凝固法

目前制備 YBCO塊材的熔化工藝雖然有多種, 但其實(shí)質(zhì)都是在高溫下21

1固相與富鋇銅的液相通過包晶反應(yīng)定向凝固成片層排列的YBCO。利用定向凝固

技術(shù)制備 YBCO可使材料顯微結(jié)構(gòu)按擇優(yōu)生長方向規(guī)整排列, 獲得定向組織[7]。

采用固相反應(yīng)法，首先將Y2O3,BaCO3和CuO三種粉末按原子比 1：2：3的比例混合、研磨，在瑪瑙研缽中研磨10h左右，然后在熱處理爐中900OC下燒結(jié)

20h，再研磨、燒結(jié),直到得到純 Y123相。Y211粉末的制備與 Y 123粉末的制

備原理相同。將所制備的 Y123和 Y 211粉末按一定比例混合研磨后裝入模具中,在一定壓力下將其壓制成 2mmX2mmX12mm的棒材, 并在熱處理爐中900OC下熱處

理 12h,得到定向凝固需要的棒狀預(yù)制體。定向凝固試驗(yàn)在自制的氧化物定向生

長裝置上進(jìn)行，爐體加熱方式為立式雙區(qū)加熱利用定向凝固技術(shù)獲得的YBCO超

導(dǎo)棒材具有高度取向排列片層組織、顆粒細(xì)小等特點(diǎn)。

3記憶合金的特性，應(yīng)用領(lǐng)域。

記憶合金是一種原子排列很有規(guī)則、體積變?yōu)樾∮?.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外

力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀。由于它具

有百萬次以上的恢復(fù)功能，因此叫做“記憶合金”。當(dāng)然它不可能像人類大腦思維記憶，更準(zhǔn)

確地說應(yīng)該稱之為“記憶形狀的合金”。此外，記憶合金還具有無磁性、耐磨耐蝕、無毒性的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用十分廣泛。科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種不同記憶功能的合金，比如鈦－

鎳合金，金－鎘合金，銅－鋅合金等。

（1）利用單程形狀記憶效應(yīng)的單向形狀恢復(fù)。如管接頭、天線、套環(huán)等。

（2）外因性雙向記憶恢復(fù)。即利用單程形狀記憶效應(yīng)并借助外力隨溫度升降做反復(fù)動(dòng)作，如熱敏元件、機(jī)器人、接線柱等。

（3）內(nèi)因性雙向記憶恢復(fù)。即利用雙程記憶效應(yīng)隨溫度升降做反復(fù)動(dòng)作，如熱機(jī)、熱敏元

件等。但這類應(yīng)用記憶衰減快、可靠性差，不常用。

（4）超彈性的應(yīng)用。如彈簧、接線柱、眼鏡架等。

4.的制備方法。

答：制備金屬薄膜的方法大體可分為兩大類：化學(xué)方法和物理方法。化學(xué)方法包括：化學(xué)氣

相沉積法、液相生成法、氧化法、擴(kuò)散法、電鍍法等。物理方法包括：真空熱蒸發(fā)法、直流

濺射、磁控濺射法、射頻濺射、脈沖激光沉積、分子束外延生長法等薄膜的制備方法。

5.鋼提高耐腐蝕性和韌性的方法是什么？

1、讓含碳量減少，提高鉻鎳合金的含量。Cr：顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)

降低塑性和韌性。提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性。使A3和A1溫度升高，GS線向左上方

移動(dòng)。鉻為中強(qiáng)碳化物形成元素。1降低C的含量

一般情況下，鋼的強(qiáng)度隨著碳含量的增加而上升，因此，高強(qiáng)鋼的含碳量較高。但是，碳的增加首先影響的是鋼板的焊接性，這對(duì)于船板制造是極為重要的。其次，含碳量越低，鋼板的沖擊韌性就越好，但是碳含量降低到一定程度后，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧含量必然會(huì)大幅度升高，導(dǎo)致鋼中的夾雜物增多，從而又會(huì)降低鋼的低溫沖擊韌性。固降低碳含量也有下限規(guī)定，應(yīng)

該不低于0.09％。中國船級(jí)社規(guī)定(GB／T712—2OO0)，各級(jí)別船板的含碳量都有上限，鋼材級(jí)別A、B、D、E的含碳量分別小于0.21％、021％、0.21％和0.18％；高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)

鋼的含碳量不高于0.16％，各生產(chǎn)廠家的內(nèi)控指標(biāo)還要低一些。

2鋼水的純凈化與均勻化

純凈化手段也是均勻化的根本保證，如果鋼水的成分不能保證均勻，將直接影響合金

元素的分布，進(jìn)而在鋼板的軋制過程中出現(xiàn)偏析，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)帶狀組織，導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生。

鋼的組織均勻化和純凈化后，鋼中的夾雜物必然減少，彌散分布的氧化物、氮化物等如果呈

球形，大大降低對(duì)基體的割裂作用。通過向鋼中加入稀土元素，改善夾雜物的形貌和分布。

3兩階段軋制過程中鋼板組織的細(xì)化

粗軋和精軋是組織的細(xì)化的關(guān)鍵工序，直接它和隨后的控制冷卻一起，直接決定了船

板的最終力學(xué)性能。簡言之，就是在粗軋階段，盡量使每道次變形都能夠超過臨界變形量，保證奧氏體組織的充分再結(jié)晶，從而反復(fù)細(xì)化高溫奧氏體；在精軋階段，由于處于未再結(jié)晶

區(qū)，不必強(qiáng)調(diào)每道次的壓下量，累積的變形量同樣可以達(dá)到目的，一般而言，道次壓下量不

低于12％，特別是最后三道次，每道次壓下量應(yīng)大于l5％。

提高船板的強(qiáng)度不是很難，而配以相當(dāng)高的韌性，即保持低溫下良好的沖擊韌性和抗

冷彎性能，才復(fù)合高級(jí)船板鋼的要求。組織細(xì)化方法是目前既提高強(qiáng)度，又不降低韌性的唯

一手段，鋼水的純凈化和均勻化，嚴(yán)格的成分控制，最終都是為組織細(xì)化服務(wù)的。釔鋇銅氧的超導(dǎo)原理；

答案：傳統(tǒng)超導(dǎo)理論（BCS理論）

1957年美國人巴丁、庫柏和施瑞弗在電子和聲子相互作用的基礎(chǔ)上建立了低溫超

導(dǎo)的微觀理論（即BCS理論），解釋了超導(dǎo)電性的起源，闡明了超導(dǎo)的本質(zhì)。所

謂BCS理論，是解釋常規(guī)超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性的微觀理論。該理論以其發(fā)明者巴丁

（J.Bardeen）、庫珀（L.V.Cooper）施里弗（J.R.Schrieffer）的名字首字母命

名。BCS是典型的弱耦合理論，把超導(dǎo)現(xiàn)象看做一種宏觀量子效應(yīng)，認(rèn)為電子間如果存在電子與晶格相互作用產(chǎn)

生的吸引力大于電子間的庫倫排斥力而使電子間呈現(xiàn)一種凈的吸收作用，那么它

們就能夠形成一個(gè)束縛態(tài)，這種束縛態(tài)時(shí)兩個(gè)電子組成電子對(duì)偶，稱之為庫珀對(duì)，庫柏對(duì)對(duì)超導(dǎo)電流的形成起決定性作用。在BCS理論提出的同時(shí)，尼科萊?勃格

留波夫（Nikolai Bogoliubov）也獨(dú)立的提出了超導(dǎo)電性的量子力學(xué)解釋持不同

見解的大概分為費(fèi)米液體派和非費(fèi)米液體派，前面所探討過的BCS理論是在費(fèi)米

液體正常態(tài)的框架上建立起來的機(jī)制。

電聲子機(jī)制：該機(jī)制認(rèn)為，在超導(dǎo)體內(nèi)兩電子間由于交換聲子而產(chǎn)生了吸引作用，當(dāng)這種吸引作用大于電子本身的庫倫排斥作用時(shí)，兩電子就形成電子對(duì)引起超導(dǎo)

電性。

同位素效應(yīng)對(duì)探索超導(dǎo)機(jī)制有特殊意義。高溫銅氧化物超導(dǎo)體的同位素效應(yīng)指數(shù)

遠(yuǎn)小于0.5，這使得許多人提出了非電聲超導(dǎo)機(jī)制或混合超導(dǎo)機(jī)制。

激子機(jī)制：所謂激子，是指由于一直電子系統(tǒng)的極化所導(dǎo)致的能量激發(fā)。勒特耳認(rèn)為超導(dǎo)體內(nèi)的凈吸引力是使兩電子間交換激子而產(chǎn)生吸引作用而不是之前所說的利用交換聲子使兩電子產(chǎn)生吸引。如果這種激子機(jī)制能產(chǎn)生兩電子間的凈吸引力，那么將可以預(yù)期出現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)。盡管理論上做了很多設(shè)想，但迄今為止還沒有試驗(yàn)事實(shí)能夠肯定激子超導(dǎo)機(jī)制。

美國的P.M.Anderson是反對(duì)用費(fèi)米液體描寫高溫超導(dǎo)體的代表之一，他提出了共價(jià)鍵態(tài)理論來說明高溫超導(dǎo)機(jī)制。

共振價(jià)鍵理論（RVB態(tài)）

這一理論是基于高溫氧化物的低維性、反鐵磁的鄰近性和載流子密度低等特點(diǎn)提出的。該理論認(rèn)為電荷與自旋自由度分離，這與費(fèi)米液體的基本點(diǎn)不同，在相鄰原子上，自旋相反的兩軌道電子形成共價(jià)鍵，而這些共價(jià)鍵可以在兩個(gè)以上的位置之間共振。

“共振價(jià)鍵理論”（RVB）是一種由實(shí)空間定域配對(duì)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰靠臻g的非局域配對(duì)機(jī)制。共振價(jià)鍵理論中，無電子型的準(zhǔn)粒子，而電子的強(qiáng)關(guān)聯(lián)是導(dǎo)致系統(tǒng)電荷和自旋自由度相分離的原因，從而有空穴子和自旋子兩種元激發(fā)。

雙成分理論【2】：我國著名物理學(xué)家章立源提出的雙成分理論認(rèn)為，巡游載流子形成的庫珀對(duì)與近局域?qū)Ρ舜讼嗷ハ喔勺饔脧亩T導(dǎo)增進(jìn)了超導(dǎo)態(tài)中的有效配對(duì)位勢，從而形成高溫超導(dǎo)。

其他理論

其他超導(dǎo)理論如Nesting模型、反鐵磁費(fèi)米液體模型、自旋口袋（spin bag）模型、任意子模型等等理論也是著名的超導(dǎo)理論但如前所說，這些眾說紛紜的理論都能在一定程度上說明一些超導(dǎo)現(xiàn)象，但也沒能給人足夠的證據(jù)其適用于釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)機(jī)理，可見，目前已存在的理論要么是在傳統(tǒng)的BCS理論的框架上進(jìn)行擴(kuò)展，要么另辟蹊徑發(fā)展一種全新理論。但至今仍未見一種能夠解釋高溫超導(dǎo)如釔鋇銅氧足以令人信服的理論，看來釔鋇銅氧的高溫超導(dǎo)機(jī)理的探索還需要進(jìn)一步發(fā)展。

通過什么方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)材料鋼的金屬功能性？利用表面工程，例如焊接，熱噴涂，等離子噴涂，化學(xué)噴涂，激光熔覆等技術(shù)在金屬表面覆蓋上耐磨 耐腐蝕層。利用顆粒，纖維，等二次增強(qiáng)相提高金屬結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能。利用納米晶，細(xì)晶，位錯(cuò)強(qiáng)化等技術(shù)結(jié)束提高金屬結(jié)構(gòu)材料的斷裂韌性，和耐疲勞斷裂能力。將金屬制備成金屬泡沫材料，金屬泡沫材料是一種物理功能與結(jié)構(gòu)一體化的新型工程材料。

第三篇：第三章 教育功能復(fù)習(xí)題

一、填空題10 1.從作用的對(duì)象看，教育功能可分為個(gè)體功能和社會(huì)功能。教育的（個(gè)體功能）是在教育活動(dòng)內(nèi)部發(fā)生的，也稱為教育的個(gè)體功能或固有功能

2.人的身心發(fā)展的個(gè)別差異決定了教育要(因材施教)。3.教育要適應(yīng)人的發(fā)展的順序性和階段性，（循序漸進(jìn)）地促進(jìn)人的發(fā)展

4.認(rèn)識(shí)個(gè)體發(fā)展的（不均衡性），有助于我們明確兒童發(fā)展的最佳期和關(guān)鍵期，使教育與兒童身心發(fā)展的成熟狀況相適應(yīng)。

5.（內(nèi)發(fā)論）以生理發(fā)展曲解心理發(fā)展，完全否定后天學(xué)習(xí)、經(jīng)驗(yàn)在心理發(fā)展中的作用。

6.外鑠論的根本錯(cuò)誤在于否認(rèn)人的（主觀能動(dòng)性），是一種機(jī)械主義的發(fā)展觀。

7.學(xué)校教育對(duì)人的身心發(fā)展的作用正是通過實(shí)現(xiàn)個(gè)體的（個(gè)性化）和個(gè)體的社會(huì)化而得以體現(xiàn)的。

8.（個(gè)體社會(huì)化）是個(gè)體在社會(huì)環(huán)境影響下，認(rèn)識(shí)和掌握社會(huì)事物、社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的過程。

9．教育具有（政治功能、經(jīng)濟(jì)功能、文化功能）功能

10．教育是現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的一個(gè)重要因素，它通過再生產(chǎn)（勞動(dòng)力）和（科學(xué)技術(shù)）而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

二、選擇題10 1．現(xiàn)代教育學(xué)將影響個(gè)體發(fā)展的因素歸納為以下四個(gè)方面，其中起著主導(dǎo)作用的是（C）

A遺傳、B環(huán)境、C教育 D主體實(shí)踐努力 2．現(xiàn)代教育主要是通過（B）來實(shí)現(xiàn)。

A．社會(huì)教育 B．學(xué)校教育 C．家庭教育 D．自我教育

3．馬克思說：“搬運(yùn)夫和哲學(xué)家之間的原始差別要比家犬與獵犬之間的差別小得多，他們之間的鴻溝是（C）造成的?！?/p>

A．教育 B．環(huán)境 C．分工 D．遺傳 4．（B）是個(gè)體在社會(huì)化過程中的關(guān)鍵時(shí)期。

A．青年初期 B．童年期 C．少年期 D．幼兒期 5．教育發(fā)展的規(guī)模和速度主要是由（B）因素決定的 A.政治

B.經(jīng)濟(jì)

C.文化

D.人口

6．近代，（B)極端重視環(huán)境和教育在人的發(fā)展中的作用，忽視遺傳素質(zhì)和兒童的年齡特征的作用。

A.內(nèi)發(fā)論

B.外鑠論

C.單因素論

D.雙因素論 7．下列說法正確的是（B）。

A.任何歷史時(shí)期，教育都應(yīng)先于經(jīng)濟(jì)而發(fā)展。B.教育創(chuàng)新一定能推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

C.教育能夠推動(dòng)社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、文化等發(fā)展，因此教育影響都是正面的。

D.社會(huì)生產(chǎn)力對(duì)教育具有制約作用，因此，教育機(jī)械地被生產(chǎn)力所制約。

8.人的發(fā)展的（B）要求對(duì)不同年齡階段的受教育者應(yīng)制訂不同的教育目標(biāo)、組織不同的教育內(nèi)容和采取不同的教育教學(xué)方法。A．順序性 B 階段性 C 不平衡性 D 個(gè)別差異性

9．外鑠論最早的代表人物是行為主義的創(chuàng)始人、美國著名心理學(xué)家（A）。

A．華生 B．高爾頓 C．霍爾 D．杜威 10.現(xiàn)代人與傳統(tǒng)人的根本區(qū)別在于（C）。

A．政治性 B．文化性 C．主體性 D．群體性

三、名稱解釋4

1、教育功能：是指教育活動(dòng)和系統(tǒng)對(duì)個(gè)體發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所產(chǎn)生的各種影響和作用的總和。

2、個(gè)體發(fā)展：是指個(gè)體從出生到生命的終結(jié)，其身心諸方面所發(fā)生的有規(guī)律的積極變化，它是個(gè)體的潛在素質(zhì)變成現(xiàn)實(shí)特征的過程。包括身體和心理兩大方面。

3、個(gè)體社會(huì)化：是指個(gè)體學(xué)習(xí)所在社會(huì)的生活方式，將社會(huì)所期望的價(jià)值觀、行為規(guī)范內(nèi)化，從而獲得社會(huì)生活必需的知識(shí)、技能，以適應(yīng)社會(huì)需要的過程。

四、簡答題4

1、學(xué)校教育對(duì)個(gè)體發(fā)展的主導(dǎo)作用表現(xiàn)在哪些方面？

學(xué)校教育具有明確的目的性和方向性，它引導(dǎo)著個(gè)體的發(fā)展方向；具有較強(qiáng)的計(jì)劃性和系統(tǒng)性，給人的影響比較全面、系統(tǒng)、科學(xué)和深刻；具有高度的組織性，有專門負(fù)責(zé)教育工作的教師；可以控制和利用各種環(huán)境和遺傳因素對(duì)人的自發(fā)影響。

2、教育的文化功能主要有哪些？

教育具有傳遞、保存文化的功能；傳播、交流文化的功能；選擇、提升文化的功能；創(chuàng)造、更新文化的功能。

3、教育促進(jìn)社會(huì)政治變革的功能主要表現(xiàn)在哪些方面？ 教育普及化本身是政治變革的重要力量；教育傳播科學(xué)，啟迪人的民主觀念，推動(dòng)政治的變革；民主的教育是直接推進(jìn)政治民主化的加速器。

4、教育促進(jìn)個(gè)體社會(huì)化的功能主要有哪些？

教育促進(jìn)個(gè)體意識(shí)的社會(huì)化；促進(jìn)個(gè)體智力與能力的社會(huì)化；促進(jìn)個(gè)體職業(yè)和身份的社會(huì)化

五、案例分析2 1．某小學(xué)的幾位教師在辦公室閑談，甲教師說：“我們班的××這次數(shù)學(xué)考試又考了第一，真不愧是工程師的兒子。”乙教師說：“我班的××和上次一樣，又沒及格，沒辦法，父母都是小學(xué)文化?！奔捉處熣f：“龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會(huì)打洞嘛，就是這個(gè)理兒?！?/p>

試根據(jù)所學(xué)理論分析這段對(duì)話。要點(diǎn)：兩位教師對(duì)于學(xué)生的發(fā)展持遺傳決定論的觀點(diǎn)，這是不正確的。遺傳素質(zhì)是人的發(fā)展的生理前提，為人的發(fā)展提供了可能性。但教育、環(huán)境和個(gè)人的主觀能動(dòng)性等也是影響人的發(fā)展的重要因素。這些因素形成一個(gè)整體系統(tǒng)，共同作用于人的發(fā)展。

2.材料1：馬克思認(rèn)為“教育會(huì)生產(chǎn)勞動(dòng)能力……工人階級(jí)的再生產(chǎn)，同時(shí)也包括技能的世代傳授和積累?！?/p>

材料2：馬克思指出：“要改變一般的人的本性，使它獲得一定勞動(dòng)部門的技能和技巧，成為發(fā)達(dá)的和專門的勞動(dòng)力，就要有一定的教育和訓(xùn)練?！比说膭趧?dòng)能力的性質(zhì)，也稱質(zhì)量和素質(zhì)，主要是指提高體力勞動(dòng)者的智力水平，把一個(gè)非熟練的勞動(dòng)力提高成為一個(gè)熟練勞動(dòng)力。而體力勞動(dòng)者的智力水平主要指其教育程度和生產(chǎn)技術(shù)水平，其中教育程度和教育水平又是主要的。上述材料蘊(yùn)涵的主要觀點(diǎn)有哪些？ 要點(diǎn)：（1）教育是勞動(dòng)力再生產(chǎn)的重要手段，教育可以再生產(chǎn)人的勞動(dòng)能力。

（2）教育可以改變?nèi)说膭趧?dòng)能力的性質(zhì)和形態(tài)。

六、論述題1 1．論述教育發(fā)展的社會(huì)制約性

從社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)；社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)制度；社會(huì)文化三個(gè)方面，就其對(duì)教育的制約和影響展開論述。（見課本60-65頁）

第四篇：功能材料

2010-1011學(xué)年第2學(xué)期《功能材料》期末考試

超輕超寬帶電磁波吸收材料研究動(dòng)態(tài)

（海南大學(xué)材料與化工學(xué)院，材料科學(xué)與工程系）

摘 要：結(jié)合超寬帶新體制雷達(dá)的研究動(dòng)態(tài)及軍事應(yīng)用潛力，說明研制超輕超寬帶吸波材料的必要性。并就多種新型吸收劑及雷達(dá)吸波材料的吸波性能，應(yīng)用現(xiàn)狀等方面做了介紹。關(guān)鍵詞：超寬帶雷達(dá)；新型吸波材料;研究進(jìn)展

所謂雷達(dá)吸波材料(簡稱吸波材料)是指能夠吸收衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)換成熱能而耗散掉或使電磁波因干涉而消失的一類材料［1］。吸波材料在軍事中起著無可比擬的作用。1991年在海灣戰(zhàn)爭中，美方F-117A隱形飛機(jī)在歷時(shí)42天的戰(zhàn)斗中執(zhí)行任務(wù)1270架次，摧毀伊軍95%的重要軍事目標(biāo)而無一架損毀。但是隨著新體制雷達(dá)及反隱身技術(shù)研究的深入，迫切需要開發(fā)吸收強(qiáng)、頻帶寬、質(zhì)量輕、厚度薄的新型吸波材料，以使我們在未來的戰(zhàn)爭中立于不敗之地。

1新型雷達(dá)吸波材料分類

新型雷達(dá)吸波材料分類標(biāo)準(zhǔn)有很多。按吸波原理來分，吸波材料可分為吸波型和干涉型。按材料對(duì)電磁波的損耗機(jī)理來分，吸波材料可分為導(dǎo)電損耗型、介電損耗型和磁損耗型三類[2]。電損耗型吸波材料按成型工藝和承載能力，又可分為涂層、貼片、泡沫及結(jié)構(gòu)吸波材料等[3] 按材料的成型工藝和承載能力來分，吸波材料可分為涂敷型吸波材料和結(jié)構(gòu)型吸波材料。

1.1涂層型吸波材料

一直以來，對(duì)于各種飛行器來說，可行且比較簡單的隱身技術(shù)主要是在其表面涂上一層吸波層。吸波層的大體做法是將吸收劑(金屬或合金粉末、鐵氧體、導(dǎo)電纖維等)與粘合劑混合后，涂覆于目標(biāo)表面形成吸波層。現(xiàn)實(shí)中對(duì)吸波涂層的要求是薄、輕、寬[4]。薄即厚度薄，輕即質(zhì)量輕，寬即吸收頻帶寬。吸波涂層的作用是吸收入射的電磁波，并將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能損耗掉。涂層型吸波材料可以分為下面幾類： 1.1.1鐵氧體吸波材料

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鐵氧體吸波材料是研究較多而且比較成熟的吸波材料，它在高頻下有較高的磁導(dǎo)率，電阻率也較大，電磁波易于進(jìn)入并快速衰減，因此被廣泛地應(yīng)用在雷達(dá)吸波材料領(lǐng)域中。鐵氧體吸波材料通常分為尖晶石型鐵氧體與六角晶系鐵氧體兩種類型。國內(nèi)對(duì)鐵氧體吸波材料主要有安徽大學(xué)，武漢理工大學(xué)等。國外的技術(shù)要比國內(nèi)好的多。例如日本Tohoku大學(xué)對(duì)通過控制BaFe12-xTi0.5Mn0.5）xO19取代量x 調(diào)整復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的大小，能夠獲得寬的吸收頻帶，并且混合兩種鐵氧體能夠獲得更寬的吸波頻帶。1.1.2空心微珠吸波材料

空心微珠按其形成的方式,可分為人造微珠和粉煤灰空心微珠。其具有顆粒微細(xì)、中空、質(zhì)輕、耐溫高、絕緣、化學(xué)性能穩(wěn)定等特性，故其用途涉及到各個(gè)領(lǐng)域[6]?？招奈⒅榈募尤氩粌H會(huì)降低材料的密度,而且會(huì)提高材料的剛度、強(qiáng)度、絕緣性等。近年來,國外對(duì)空心微珠開展了較多研究,美國以3um左右玻璃球?yàn)檩d體,鍍上以Ni,Al,W等為損耗層的10nm左右薄膜。當(dāng)采用厚度為2nm的球形多層顆粒膜時(shí)，在8-18GHz頻率范圍厚度為2.5mm時(shí),吸收率可達(dá)-20dB[7]。葛凱勇等利用化學(xué)鍍鎳對(duì)空心微珠表面進(jìn)行鍍鎳改性,改性后的微珠表面均勻的附著金屬鎳,用其制備的吸波材料在16.6-18GHz波段吸收率小于-10dB,最大吸收率可達(dá)-13dB[8]。

1.1.3納米吸波涂層材料

納米材料是指材料組分的特征尺寸處于納米量級(jí)(1 nm-100 nm)的材料[9]。納米材料具有極好的吸波特性，同時(shí)具有寬頻帶、兼容性好、質(zhì)量好和厚度薄等特點(diǎn)，其特殊結(jié)構(gòu)引起的量子尺寸效應(yīng)和隧道效應(yīng)等，導(dǎo)致它產(chǎn)生許多不同于常規(guī)材料的特異性能。以及它的高透過率等諸多優(yōu)點(diǎn)，很多國家都把納米材料作為新一代吸波材料加以研究和探索。沈增民等用豎式爐浮游法制備的碳納米管的外徑為40-70nm，內(nèi)徑為7-10nm，長度為50-1000um，碳納米管呈直線狀,用化學(xué)鍍方法在碳納米管的表面鍍上一層均勻的過渡金屬鎳。碳納米管吸波涂層在厚度為0.97mm時(shí)，在8-18GHz,反射率<-10dB的頻寬為3.0GHz,反射率<-5dB的頻寬為4.7GHz。鍍鎳碳納米管吸波涂層在厚度為0.97nm時(shí)，R<-10dB的頻寬為2.23GHz，反射率<-5dB的頻寬為4.6GHz[10]。1.1.4多晶纖維吸波材料

多晶纖維吸波材料是靠渦流耗損和磁滯損耗一起構(gòu)成磁損耗,在外界交變電磁場的作用下,纖維內(nèi)的自由電子產(chǎn)生振蕩運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生振蕩電流,將電磁波的能量轉(zhuǎn)換為熱能而損耗掉。它是一種質(zhì)輕的磁性雷達(dá)波吸收劑,具有吸收強(qiáng)、頻帶寬、面密度低等特點(diǎn),克服了大多數(shù)磁性吸收劑存在的嚴(yán)重缺點(diǎn)[11]。美國3M公司研制出的亞微米級(jí)多晶鐵纖維吸波涂層在4-6GHz

[5]

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頻帶內(nèi)的反射率低于-5dB，在6-0GHz頻帶內(nèi)的反射率低于10dB，在10.5-3.5GHz頻帶內(nèi)的反射率低于-20dB[12]。歐洲伽瑪(GAMMA)公司研制出一種新型雷達(dá)波吸收涂層,采用多晶鐵纖維作為吸收劑,這是一種輕質(zhì)的磁性雷達(dá)波吸收劑,可在很寬的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)高吸收效果,且質(zhì)量減輕40%-60%。據(jù)報(bào)道,該技術(shù)已成功用于法國國家戰(zhàn)略防御部隊(duì)服役的導(dǎo)彈和載入飛行器[11]。

1.1.5手性吸波涂料

手性吸波材料是利用手性物質(zhì)的旋光色散性吸收電磁波能量的。其具有吸波頻率高、吸收頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)，并可通過調(diào)節(jié)旋波參量來改善吸波特性在提高吸收性能、擴(kuò)展吸波帶寬方面具有很大潛能[11]。俄羅斯Teriyaki(1995，1996)理論計(jì)算了含單圈螺旋體的手性復(fù)合體的電磁波反射衰減，0-12GHz最高達(dá)35dB，此后他在芬蘭與semchenk(2001)一道從理論上報(bào)道了電磁波與人造手性體層疊結(jié)構(gòu)吸波材料的相互作用，采用多圈金屬螺旋線圈成同軸排列。國內(nèi)GC.Sun(2000)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在Fe3O4聚苯胺復(fù)合體中加人手性體(3圈銅螺線圈)后，最小反射衰減分別為25dB(未加人時(shí)為17.8dB)。國內(nèi)外的手性吸波實(shí)驗(yàn)研究大多采用石蠟、環(huán)氧樹脂、聚苯胺等進(jìn)行粘合，康青等人還在混凝土中引人手性吸波材料，其結(jié)果令人滿意[13]。

1.1.6導(dǎo)電高聚物吸波涂料

導(dǎo)電高聚物是由具有共軛π-鍵的高聚物經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)“摻雜”使其由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體的一類高分子材料,其導(dǎo)電機(jī)制一般認(rèn)為是摻雜導(dǎo)電高聚物的載流子是孤子、極化子和雙極化子等[8]。美國已研制出一種由導(dǎo)電高聚物復(fù)合成的雷達(dá)吸波材料。這種吸波材料具有光學(xué)透明特性，可以噴涂在飛機(jī)座艙蓋、精確制導(dǎo)武器和巡航導(dǎo)彈的光學(xué)透明窗口上，以減弱目標(biāo)的雷達(dá)回波。這種導(dǎo)電聚合物為聚苯胺混合物，可使材料導(dǎo)電性發(fā)生改變，從而提高其對(duì)雷達(dá)波的吸收能力[14]。

另外，可見光、紅外及雷達(dá)兼容吸波材料，智能材料等新型的超輕超寬帶電磁波吸收材料也是眾多材料專家研究的方向。相信不久的將來，關(guān)于這方面的成績就會(huì)展現(xiàn)在大家面前。

1.2其它類型的吸波材料

近幾年，其他類型材料也在蓬勃發(fā)展。例如，而多孔層疊吸波材料[15]具有低體密度、寬吸波頻段、強(qiáng)吸收性能等特點(diǎn)，既可應(yīng)用于測試場背景處理材料，也可將其作為芯材料、武器材料等。夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是一種典型的輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高剛度的新型材料，其有泡沫夾芯和蜂窩夾芯兩種最重要的形式。在航空航人等領(lǐng)域中有著極其重要的應(yīng)用價(jià)值[16]。

結(jié)構(gòu)型吸波材料是一種新型的功能復(fù)合材料，它是在涂敷型吸波材料與先進(jìn)復(fù)合材料的

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基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這種材料既具有復(fù)合材料的重量輕、強(qiáng)度高、剛性好等優(yōu)點(diǎn)，又克服了涂敷型吸波材料的增重大，高速飛行時(shí)易脫落等缺點(diǎn)。由于它兼具承載與吸波兩大功能，是當(dāng)代吸波材料發(fā)展的主要方向[17]。美國比較注重這方面的研究，國內(nèi)這方面的研究較少。其熱門研究[18]主要有熱塑性混雜紗吸波復(fù)合材料，多層結(jié)構(gòu)型和多層夾芯結(jié)構(gòu)型吸波復(fù)合材料，耐高溫結(jié)構(gòu)型吸波復(fù)合材料，C/C材料、智能結(jié)構(gòu)型吸波復(fù)合材料等。其大部分已經(jīng)用于實(shí)踐中。超寬帶雷達(dá)及反隱身技術(shù)研究現(xiàn)狀

超寬帶雷達(dá)(又稱沖擊雷達(dá)或無載波雷達(dá))，指工作帶寬大于或等于其中心頻率25%的雷達(dá)。具有高的距離分辨率、低截獲概率、反隱身、抗干擾、抗反輻射導(dǎo)彈、強(qiáng)穿透力等常規(guī)雷達(dá)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)［19］。自上世紀(jì)50年代末開始發(fā)展至今，已有200多篇UWB論文在IEEE上發(fā)表,獲得100多項(xiàng)專例［20］。由于商界的推動(dòng)及而今的軍事需求，超寬帶雷達(dá)已趨于成熟。下面簡單介紹幾種新型超寬帶雷達(dá)。

斯坦福研究所所研制的機(jī)載商用雷達(dá)，工作頻段為200 MHz-400 MHz。還研究出了第一部VHF GPR SAR，工作頻段為200 MHz-600 MHz，分辨率為1 m×1 m，帶寬達(dá)200 MHz×2。美國ARL(Army Research Laboratory)為研究葉簇和地下埋藏目標(biāo)的基本特性,解決地雷探測問題而研制的低頻、寬波束、超寬帶基地合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)撐竿合成孔徑雷達(dá)(BoomSAR)系統(tǒng)，其帶寬寬達(dá)60 MHz-1.1 GHz，瞬時(shí)帶寬1 GHz，距離分辨率小于0.3m［21，22］。

瑞典國防研究軍事組織(FOA-Defense Research Establishment)研制出一種超寬帶、寬波束機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)相干全無線電頻段傳感器(CARABAS)。他的第一代機(jī)載SAR傳感器CARABASⅠ已于1992年投入使用。第二代CARABASⅡ于1996年10月進(jìn)行了首次飛行試驗(yàn)，目前處于測試與定標(biāo)階段。其頻率范圍介于20-90 MHz(HF高端和VHF低端)，信號(hào)帶寬70 MHz，方位向分辨率1.5 m，離向分辨率3m［23］。1994年由美國密歇根環(huán)境研究學(xué)院升級(jí)的UHF UWB SAR，頻率范圍為215-900 MHz，信號(hào)帶寬509 MHz，距離向分辨率為0.33 m，方位向分辨率為0.663m［24］。且早已用于海軍軍事活動(dòng)中。

美國防御評(píng)估研究機(jī)構(gòu)研制的DERA UWB SAR堪稱世界帶寬最寬、分辨率最高的雷達(dá)。其工作頻段為200 MHz-3.2 GHz，瞬時(shí)帶寬為3 G，分辨率為0.5 m×0.05 m(方位向可優(yōu)于0.3 m)［25］。已經(jīng)在科索沃地區(qū)進(jìn)行了多次實(shí)際軍事應(yīng)用潛力巨大，在未來戰(zhàn)爭中的作用令人驚嘆！

目前許多吸波材料研發(fā)技術(shù)己經(jīng)比較成熟，如被稱為“鐵球”的APP-021吸波涂料、4

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Dallenbach層和Jaumann吸收體等

[26]

。隨著隱身技術(shù)的發(fā)展，反隱身技術(shù)也在醞釀。隱身的物體在不同的觀察角度，隱身能力是不同的，采用雙基地、多基地雷達(dá)，即發(fā)射機(jī)和接收機(jī)異地配置，這樣就可以接收到隱身物體偏轉(zhuǎn)了的雷達(dá)回波，使目標(biāo)暴露。還可以采用長波雷達(dá)，現(xiàn)存隱身技術(shù)一般是對(duì)付厘米雷達(dá)的，波長較長時(shí)，隱身性能減弱，因此長波雷達(dá)便顯示了極大的優(yōu)勢。與此同時(shí)，高功率微波束武器由于其可以極易傷害隱身材料，因此也是反隱身技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向

［27］。

3.結(jié)束語

綜上所述，吸波材料在軍事領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用。雖然新型超輕超寬帶電磁波吸收材料的研究已經(jīng)在各個(gè)國家開展，但是目前，只是起步階段。其在民用方面僅僅用于微波暗室里的測試[28]?，F(xiàn)在應(yīng)用的吸波材料仍存在頻帶窄、效率低、密度大等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受到一定限制。在此領(lǐng)域的研究前景還是非常廣闊。

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Application Research and Prospects of ultra lightweight and UWB absorbing materials

Abstract ：Combining recent developments of studies and military application potential on the new system UWB radar materials ,the necessity of developing ultra lightweight and UWB absorbing materials will be expounded.And aspects like functions of obsorbing radar and application status of plenty kinds of new system absorbing agent and absorbing materials are introduced.Key words: new system UWB radar；new electromagnetic wave absorbing materials； application research

第五篇：14-15-1植物生長與環(huán)境根的形態(tài)與功能復(fù)習(xí)題

植物生長與環(huán)境根的形態(tài)與功能復(fù)習(xí)題

1．根的發(fā)生 種子萌發(fā)時(shí)，胚根先突破種皮向地生長，便形成根。2．根的種類 主根、側(cè)根、不定根。主根和側(cè)根為定根。

3．根系 一株植物所有根的總體叫根系。根系可分為直根系和須根系。直根系：主根明顯發(fā)達(dá)，較各級(jí)側(cè)根粗壯，能明顯區(qū)別出主根和側(cè)根的根系。須根系：主根不發(fā)達(dá)或早期停止生長，由莖的基部生出的不定根組成的根系。4．根系分布 根系在土壤中分布很深很廣。直根系植物的根常分布在較深土層中，屬深根性；須根系往往分布在較淺的土層中，屬淺根性。

1、主根：由種子的胚根發(fā)育而形成的根。其不斷向下生長。

2、側(cè)根：主根上主根生長到一定長度時(shí)產(chǎn)生的大小不同的分支。

1、定根：來源于種子的胚根，有固定的發(fā)生位置的根，包括主根和側(cè)根。

2、不定根：無固定發(fā)生位置，不直接由胚根發(fā)育而成，而可從老根、莖、葉或胚軸等其他部位上產(chǎn)生的根。

根系：一株植物地下部分所有的根的總和。

直根系：凡是主根發(fā)達(dá)，較各級(jí)側(cè)根粗壯，能明顯區(qū)別出主根和側(cè)根，這種根系稱為直根系。是大多數(shù)雙子葉植物根系的特征。

須根系：凡是主根不發(fā)達(dá)或早期停止生長，而從莖的基部節(jié)上生長出許多大小、長短相仿的不定根，簇生呈胡須狀，沒有主次之分的根系為須根系。是大多數(shù)單子葉植物根系的特征。

深根性：具有發(fā)達(dá)主根，深入土層，垂直向下生長的根系稱為深根性。淺根性：主根不發(fā)達(dá)，側(cè)根或不定根向四周擴(kuò)展長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過主根，根系大部分分布在土壤表層。

支持根：近地面的莖節(jié)上產(chǎn)生的不定根，起支持莖干作用。氣生根：懸垂在空氣中的不定根。

攀援根（附著根）：藤本植物的不定根，起攀附它物的作用。1．根冠區(qū)：在根的最先端，全形如帽遮蓋生長點(diǎn)，具有保護(hù)作用。

2．分生區(qū)（生長點(diǎn)）：細(xì)胞個(gè)小，細(xì)胞壁薄，細(xì)胞排列緊密，都是分裂旺盛的幼期細(xì)胞。

3．伸長區(qū)：在生長點(diǎn)之后，細(xì)胞縱向長，并已開始出現(xiàn)導(dǎo)管和篩管的分化。4．根毛區(qū)（成熟區(qū)）：位于伸長區(qū)之后具根毛的部分。其內(nèi)部細(xì)胞已停止生長，分化成熟，故亦稱成熟區(qū)。根尖的分區(qū)

根瘤：是根瘤細(xì)菌與根形成的一種共生結(jié)構(gòu)，為地下部分的瘤狀突起。常見于豆科植物等。

菌根:是高等植物的根與土壤中的某些真菌共生而形成的共生體。外生菌根

真菌的菌絲大部分生長在幼根的表面，形成菌根鞘，只有少數(shù)菌絲侵入表皮和皮層細(xì)胞的間隙中，但不侵入細(xì)胞的原生質(zhì)中。

具有外生菌根的根，其 根毛不發(fā)達(dá)或沒有根毛，菌絲在根尖外面代替根毛的作用。許多木本植物如油松、冷杉、云杉、水杉、山毛櫸有外生菌根。2.內(nèi)生菌根

真菌的菌絲，通過表皮進(jìn)入皮層的細(xì)胞腔內(nèi)，菌絲在細(xì)胞內(nèi)盤旋扭結(jié)。內(nèi)生菌根主要有促進(jìn)根內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸、加強(qiáng)根的吸收機(jī)能，如銀杏、側(cè)柏、核桃、圓柏、蘭科、桑屬有這種菌根。3.內(nèi)外生菌根

植物幼根的表面和生活細(xì)胞內(nèi)均有真菌的菌絲存在，如柳屬、蘋果屬等植物有這種菌根。