第一篇：先進功能材料

探析現(xiàn)代新型建筑材料的特點

文學院

漢語言文學（文秘方向）一班

曹璐 201001020662

摘 要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)成建筑的基本物質(zhì)要素——建筑材料也在發(fā)展變化。長期以來，我國建材行業(yè)沿用了粗放型傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，對自然資源重開發(fā)、輕保護，對生態(tài)環(huán)境重利用、輕改善。新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料。現(xiàn)代新型建筑材料首先要具有時代性才能符合現(xiàn)代建筑的要求，是節(jié)約能源，降低能耗，保護生態(tài)環(huán)境的迫切要求，同時又對實現(xiàn)我國21世紀經(jīng)濟和社會的可持續(xù)性發(fā)展有著現(xiàn)實和深遠的意義。

關(guān)鍵詞：新型建筑材料 特點 環(huán)保 生態(tài)

建筑是時代的櫥窗，構(gòu)成建筑的基本物質(zhì)要素——建筑材料，也就按著時代的脈搏而呈現(xiàn)出自己的價值。幾千年來，建筑材料產(chǎn)品有了長足的進展，從最早的土坯發(fā)展到現(xiàn)在門類繁多，充滿技術(shù)含量。各個歷史時代都有代表各個時代風貌的建筑，也有與之相匹配的建筑材料。隨著時代的變化，建筑物的風格、功能以及人們對它的要求都有很大的不同，因此新型的建筑材料也會相應的出現(xiàn)。

新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業(yè)是伴隨著改革開放的不斷深入而發(fā)展起來的，從 1979—1998年是我國新型建材發(fā)展的重要歷史時期。經(jīng)過20年的發(fā)展，我國新型建材工業(yè)基本完成了從無到有、從小到大的發(fā)展過程，在全國范圍內(nèi)形成了一個新興的行業(yè)，成為建材工業(yè)中重要產(chǎn)品門類和新的經(jīng)濟增長點。經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，給新型建材的發(fā)展提供了良好的機遇和廣闊的市場。目前，全國新型建材企業(yè)星羅棋布，在市場需求的帶動下，已經(jīng)形成了全國范圍的建材流通網(wǎng)；大部分國外產(chǎn)品我國已能生產(chǎn)，三星賓館所需的新型建筑材料國內(nèi)已能自給；不同檔次、不同花色品種裝飾裝修材料的發(fā)展，為改善我國城鄉(xiāng)人民居住條件、改變城市面貌提供了材料保證。我國已形成了新型建材科研、設(shè)計、教育、生產(chǎn)、施工、流通的專業(yè)隊伍。但是，一種現(xiàn)代新型的建筑材料應該具備怎樣的特性才能讓人們感覺更舒適，才能適合時代的要求呢？只有充分考慮了以下這些因素才能讓新型材料得到有效發(fā)展。

一、具有時代價值

一位日本學者在講學時曾經(jīng)說過，最好的建筑材料是土坯，他是在分析了各種現(xiàn)有建筑材料功能的優(yōu)缺點之后，不無感慨地做出了這樣的評論的。土坯是人類從筑巢而居時就開始利用普通的黏土做建筑材料，兼有保溫、吸濕、透氣等特性，更適合人體要求，人住在土坯房屋里比住在混凝土房屋里或者磚房里舒適得多，所以這位日本學者的話具有一定的道理。

但是，雖然土坯具有這樣的優(yōu)點，可還是遭到了人們的拋棄。因為現(xiàn)代建筑已經(jīng)不能僅僅滿足居住的功能了，現(xiàn)代建筑是人類技術(shù)進步的集合體。除了保溫、吸濕、透氣這些功能要求之外，還有高強、輕質(zhì)、防水、防火、防腐、采光、吸音、裝飾性以及利于快速裝配化施工等等其他重要要求向建筑材料提出來。因此，現(xiàn)代新型建筑材料首先就必須具備時代價值，必須適合現(xiàn)代建筑的要求以及現(xiàn)代人類的審美。現(xiàn)代建筑材料以不同方式進行組合、復合后可以達到比土坯更好的性能，更加適用于現(xiàn)代化建筑的要求!玻璃作為一種建筑材料就因為其適合時代的要求而普遍存在了?？v觀歷史，建筑物的形式和內(nèi)容都是在不斷改變著的過去。

“我國的建筑材料工業(yè)，長期以來處于品種單調(diào)、技術(shù)落后的狀態(tài)。其標志就是小塊實心黏土燒結(jié)磚在我國各類墻體材料中仍然占居近95%的高比例。我國是個人口眾多的，可耕地面積相對較少的國家，保護耕地關(guān)系到子孫后代。我國推出了建筑材料改革系統(tǒng)工程，主要目標之一就是如何盡量限制小塊實心黏土磚的發(fā)展，加速采用及開發(fā)新型建筑材料并改造建筑物的功能?！敝袊鑼懸蛔陚ソㄖ挠迷~是青磚碧瓦、合抱大柱、雕梁畫棟等等。在西方，石砌的古建筑表現(xiàn)出凝重高貴的風格。盡管今天每當人們看到這些建筑時仍不免衷心贊美，深深為當時建筑大師們付出的難以想象的繁重勞動而贊嘆、敬佩。但是，事情僅此而已。今天沒有人會再想去建造那樣的房屋了，因為它只適合觀賞，而不完全適合現(xiàn)代建筑。

二、綠色、環(huán)保

優(yōu)良舒適的居住環(huán)境歷來是人們孜孜以求的生活目標之一，豐富多彩的建材產(chǎn)品不僅使我們廣廈萬間的追求成為現(xiàn)實，更為人們從“居者有其屋”向“居者優(yōu)其屋”的轉(zhuǎn)變提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

然而，享受現(xiàn)代物質(zhì)文明的同時，我們卻不得不面臨著一個嚴峻的事實：資源短缺，能源耗竭，環(huán)境惡化等問題正日益威脅著人類自身的生存和發(fā)展。而建筑材料作為能耗高，資源消耗大，污染嚴重的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，在改善人居住環(huán)境的同時，對人類的環(huán)境污染負有不可推卸的責任。因而，如何減輕建筑材料的環(huán)境負荷，實現(xiàn)建筑材料的生態(tài)化，成為21世紀建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

綠色建筑材料是指對人體及周邊環(huán)境無害的健康型、環(huán)保型、安全型的建筑材料。與傳統(tǒng)建筑材料相比綠色建材主要有以下特點：(1)生產(chǎn)原料盡可能少利用天然材料，尤其是不可再生材料。(2)低能耗的生產(chǎn)工藝和無污染的生產(chǎn)技術(shù)。(3)建筑產(chǎn)品生產(chǎn)過程不得添加使用甲醛、鹵化物、芳香烴等，不得使用含汞及其化合物、鎳、鉻及其化合物的顏料和添加劑。

在日益發(fā)達的物質(zhì)社會里，新型建筑材料的生態(tài)化考慮顯得尤其重要。建筑材料所造成的環(huán)境污染建筑材料從原料采掘到生產(chǎn)使用直至廢棄的全生命周期中造成大量的環(huán)境污染，在我國，每生產(chǎn)1噸普通硅酸鹽水泥熟料要排放1噸的二氧化碳，0.74kg二氧化硫，130kg粉塵，建筑材料在生產(chǎn)和使用過程中還會產(chǎn)生噪聲污染、水污染、玻璃幕墻的光污染、礦渣巖石的放射性污染、化學建材的化學污染、建筑物拆除后的建筑垃圾等多種環(huán)境問題。建筑材料與環(huán)境的協(xié)調(diào)性當然建筑材料與環(huán)境之間也有著某種程度的協(xié)調(diào)性。許多建筑材料本身就具有一定的環(huán)保性。例如抗菌建材、空氣凈化建材等。建筑材料也是消納廢棄物的大戶，大部分固體廢棄物都可用于建筑材料的生產(chǎn)中。例如粉煤灰、礦渣可作為水泥和混凝土的摻和料，煤矸石已普遍用于制作燒結(jié)磚，甚至于一些有毒可燃廢棄物及垃圾可作為燃料用于煅燒。隨利用建筑材料實現(xiàn)固體廢棄物的再生資源化將成為環(huán)境保護的重要途徑之一。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展、社會的進步，人類越來越追求舒適、美好的生活環(huán)境,各種社會基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模日趨龐大，建筑材料越來越顯示出其重要地位。新型建筑材料發(fā)展也有了廣闊的天空，只有掌握新型建筑材料的特點，才能有的放矢的研究、生產(chǎn)。

參考文獻：

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第二篇：先進功能材料復習資料匯總

1、說明功能材料與結(jié)構(gòu)材料的區(qū)別并舉例。

1)功能材料的功能對應于材料的微觀結(jié)構(gòu)和微觀物體的運功，結(jié)構(gòu)材料則主要利用其力學和機械性能。

2)功能材料的聚集態(tài)和形態(tài)非常多樣化，除了晶態(tài)外，還有氣態(tài)、液態(tài)、液晶態(tài)、非晶態(tài)、混合態(tài)、等離子態(tài)等；除了三維體相材料外，還有二維、一維和零維材料；除了平衡態(tài)外，還有非平衡態(tài)。而結(jié)構(gòu)材料的形態(tài)較為單一。

3)功能材料多以元件形式為最終產(chǎn)品，如納米氧化鋅薄膜用于特種氣體敏感材料，制作傳感器，如汽車司機酒精檢測。而結(jié)構(gòu)材料多以材料形式為最終產(chǎn)品，如鋼材、鋁合金用在汽車和飛機結(jié)構(gòu)、大梁、門框上，起力學支撐和結(jié)構(gòu)固定作用。

4)功能材料的制備技術(shù)涉及新工藝和新技術(shù)，如急冷、超凈、超微、超純、薄膜化、集成化、微型化、智能化、精細控制等。而結(jié)構(gòu)材料的制備多涉及傳統(tǒng)的方法，如軋制、鑄造、燒結(jié)等。

2、說明一次功能材料與二次功能材料的區(qū)別并舉例。

一次功能材料：當向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬于同一種形式時，材料起到能量傳輸部件的作用。材料的這種功能稱為一次功能。以一次功能為使用目的的材料又稱為載體材料。如：1)力學功能：粘、潤滑、超塑、高彈、防震性等。2)聲功能：隔音、吸音性等。3)熱功能：傳熱、隔熱、吸熱、蓄熱性等。4)電功能：導電、超導性、絕緣、電阻等。5)磁功能：硬磁性(記錄介質(zhì))、軟磁性（磁頭等）等。6)光功能：透光、反折射光、吸光、偏振光、聚光性等。7)化學功能：吸附、催化、生化反應、酶反應等。8)其他功能：如放射特性、電磁波特性等。

二次功能材料：當向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬于不同形式時，材料起能量的轉(zhuǎn)換部件作用，材料的這種功能稱為二次功能或高次功能。如：1)光能→其他形式（如光合成、光分解、光致抗蝕、化學發(fā)光、感光、光致伸縮、光伏、光導電等）。2)電能→其他形式（如電磁、電熱、熱電、光電、場致發(fā)光、電化學、電光效應等）。3)磁能→其他形式（如光磁效應、熱磁效應、磁冷凍（磁熱）效應等）。4)機械→其他形式（如形狀記憶、熱彈性、機械化學、壓電、電致伸縮、光壓、聲光、光彈性效應等）。

3、氫與其他元素形成的氫化物有幾種鍵合類型？哪些鍵合的材料適合用作儲氫？

氫與其他元素形成的氫化物大致有三種鍵合類型：

1)離子鍵型，氫與IA及IIA族元素間MH、MH2型，如LiH、MgH2等。穩(wěn)定，呈白色粉末狀，氫以H-存在。

2)金屬鍵型，氫與過渡族元素間，穩(wěn)定，呈黑色粉末。如TiH1.7、LaH3、TiH2、VH2、NbH2等。

3)共價鍵型，氫與硼及其附近元素間，如B2H6、AlH3、NH3、AsH3、SiH4、H2O，多是低沸點揮發(fā)性化合物，不能作儲氫材料。

4、形狀記憶合金與形狀記憶聚合物機理有何區(qū)別？

形狀記憶合金是通過馬氏體相變而呈現(xiàn)形狀記憶效應的。馬氏體相變具有可逆性，將馬氏體向高溫相（奧氏體）的轉(zhuǎn)變稱為逆轉(zhuǎn)變。形狀記憶效應是熱彈性馬氏體相變產(chǎn)生的低溫相在加熱時向高溫相進行可逆轉(zhuǎn)變的結(jié)果。SMA有雙程、全程形狀記憶。

聚合物SME由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定。SMP一般由保持形狀的固定相和在某種溫度下能可逆地發(fā)生軟化-硬化的可逆相組成。固定相：交聯(lián)結(jié)構(gòu)、部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)或分子鏈的纏繞等?？赡嫦啵耗軌虍a(chǎn)生結(jié)晶、熔融可逆變化的部分結(jié)晶相，或發(fā)生玻璃態(tài)與橡膠態(tài)可逆轉(zhuǎn)變的相。SMP只有單程形狀記憶。

5、材料磁性來源是什么？

物質(zhì)的磁性來源于組成物質(zhì)中原子的磁性。1)帶電的粒子漂移或運動產(chǎn)生磁場； 2)電子的自旋；

3)電子的軌道運動：核外電子的運動相當于一個閉合電流，具有一定的軌道磁矩；

4)原子核的磁矩。

材料的磁性主要來源于電子的軌道磁矩和自旋磁矩。原子核的磁矩很小，只有電子的幾千分之一，通?？梢月匀ゲ挥?。

6、何謂順磁性與抗磁性？

1)順磁性是在磁場作用下，物質(zhì)中相鄰原子或離子的熱無序磁矩在一定程度上與磁場強度方向一致的定向排列的現(xiàn)象。順磁性是一種弱磁性。順磁(性)物質(zhì)的主要特點是原子或分子中含有沒有完全抵消的電子磁矩，因而具有原子或分子磁矩。但是原子(或分子)磁矩之間并無強的相互作用(一般為交換作用)，因此原子磁矩在熱騷動的影響下處于無規(guī)(混亂)排列狀態(tài)，原子磁矩互相抵消而無合磁矩。但是當受到外加磁場作用時，這些原來在熱騷動下混亂排列的原子磁矩便同時受到磁場作用使其趨向磁場排列和熱騷動作用使其趨向混亂排列，因此總的效果是在外加磁場方向有一定的磁矩分量。

2)抗磁性是在受到外加磁場作用時，物質(zhì)獲得反抗外加磁場的磁化強度的現(xiàn)象?？勾判允且恍┪镔|(zhì)的原子中電子磁矩互相抵消，合磁矩為零。但是當受到外加磁場作用時，電子軌道運動會發(fā)生變化，而且在與外加磁場的相反方向產(chǎn)生很小的合磁矩。

7、超導材料的三個臨界參數(shù)。

1)臨界溫度Tc：超導體從常導態(tài)轉(zhuǎn)為超導態(tài)溫度，是在外磁場、電流、應力和輻射等條件足夠低時，電阻突然變?yōu)榱愕臏囟取?/p>

2)臨界磁場Hc(T)：溫度為T(T＜Tc)超導體，外磁場>Hc(T)時，超導電性消失，由超導態(tài)轉(zhuǎn)為常導態(tài), 電阻恢復。這種能夠破壞超導所需最小磁場強度，叫做臨界磁場Hc(T)。在臨界溫度Tc，臨界磁場為零。

3)臨界電流Ic(T)：溫度為T(T＜Tc)超導體通過足夠強電流，導電性消失。破壞超導電性最小電流就是超導態(tài)允許流動最大電流，稱臨界電流Ic(T)。

三者具有明顯的相關(guān)性。只有當三個條件均滿足超導材料本身的臨界值時，才能發(fā)生超導現(xiàn)象。

8、如何理解超導材料的兩個基本特性？

1)零電阻效應：溫度降至Tc以下，超導體電阻突然變?yōu)榱?----零電阻效應，也稱為超導電性。

2)超導體的完全抗磁性（邁斯納效應）：超導體在外磁場中磁力線無法穿透，超導體內(nèi)磁通量為零。當溫度低于Tc時，置于外磁場中超導體始終保持其內(nèi)部磁場為零，磁力線被全部排斥在外。即便原處在磁場中正常態(tài)樣品，溫度下降變成超導體時，也會把磁場完全排出去，即超導體具有完全抗磁性-----邁斯納效應，超導體另一個獨立基本特性。

零電阻效應和邁斯納效應相互獨立又相互聯(lián)系，單純的零電阻不能保證具有邁斯納效應，而邁斯納效應存在必定滿足零電阻效應。

9、半導體器件有哪四種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)？

1)金屬半導體接觸：可以用來做整流接觸,具有單向?qū)щ娦裕灰部梢杂脕碜鰵W姆接觸,電流雙向通過。

2)p-n結(jié)：p-n結(jié)最重要特性是整流。

3)異質(zhì)結(jié)：兩種不同半導體接觸形成的結(jié)；是快速器件和光電器件的關(guān)鍵構(gòu)成要素。

4)MOS結(jié)構(gòu)：金屬-氧化物-半導體結(jié)構(gòu)——MOS結(jié)構(gòu)；MOS結(jié)構(gòu)作柵極，再用兩個p-n結(jié)分別當作漏極和源極，就可以制作出MOS場效應晶體管(MOSFET)；目前集成電路中最重要的器件。

10、何謂本征半導體、p型及n型半導體？

本征半導體：完全不含雜質(zhì)且無晶格缺陷的純凈半導體稱為本征半導體。但實際半導體不能絕對的純凈，此類半導體稱為雜質(zhì)半導體。本征半導體一般是指其導電能力主要由材料的本征激發(fā)決定的純凈半導體。更通俗地講，完全純凈的、不含雜質(zhì)的半導體稱為本征半導體或I型半導體。主要常見代表有硅、鍺這兩種元素的單晶體結(jié)構(gòu)。p型半導體：也稱為空穴型半導體。P型半導體即空穴濃度遠大于自由電子濃度的雜質(zhì)半導體。在這樣的材料中傳導主要是由帶正電的空穴引起的，因而在這種情況下電子是“少數(shù)載流子”。

n型半導體：也稱為電子型半導體。N型半導體即自由電子濃度遠大于空穴濃度的雜質(zhì)半導體。在N型半導體中，自由電子為多子，空穴為少子，主要靠自由電子導電，由于N型半導體中正電荷量與負電荷量相等，故N型半導體呈電中性。自由電子主要由雜質(zhì)原子提供，空穴由熱激發(fā)形成。摻入的雜質(zhì)越多，多子（自由電子）的濃度就越高，導電性能就越強。

11、何謂施主、受主？

半導體內(nèi)部如果有雜質(zhì)原子最外層電子數(shù)少于4，比如3個，那么它核內(nèi)正電子容易吸引外界的一個電子進入最外電子層，形成飽和狀態(tài)，這個雜質(zhì)原子因為得到電子被叫做受主；反之最外層有5個電子，則雜質(zhì)原子容易失去一個電子成為自由電子，這個雜質(zhì)原子叫施主。

12、P-N結(jié)的概念和原理？

采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，是電子技術(shù)中許多器件所利用的特性，例如半導體二極管、雙極性晶體管的物質(zhì)基礎(chǔ)。

原理：在P型半導體和N型半導體結(jié)合后，由于N型區(qū)內(nèi)自由電子為多子空穴幾乎為零稱為少子，而P型區(qū)內(nèi)空穴為多子自由電子為少子，在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差。由于自由電子和空穴濃度差的原因，有一些電子從N型區(qū)向P型區(qū)擴散，也有一些電子要從P型區(qū)向N型區(qū)漂移。它們擴散的結(jié)果就使P區(qū)一邊失去空穴，留下了帶負電的雜質(zhì)離子，N區(qū)一邊失去電子，留下了帶正電的雜質(zhì)離子。開路中半導體中的離子不能任意移動，因此不參與導電。這些不能移動的帶電粒子在P和N區(qū)交界面附近，形成了一個空間電荷區(qū)，空間電荷區(qū)的薄厚和摻雜物濃度有關(guān)。在空間電荷區(qū)形成后，由于正負電荷之間的相互作用，在空間電荷區(qū)形成了內(nèi)電場，其方向是從帶正電的N區(qū)指向帶負電的P區(qū)。顯然，這個電場的方向與載流子擴散運動的方向相反，阻止擴散。

另一方面，這個電場將使N區(qū)的少數(shù)載流子空穴向P區(qū)漂移，使P區(qū)的少數(shù)載流子電子向N區(qū)漂移，漂移運動的方向正好與擴散運動的方向相反。從N區(qū)漂移到P區(qū)的空穴補充了原來交界面上P區(qū)所失去的空穴，從P區(qū)漂移到N區(qū)的電子補充了原來交界面上N區(qū)所失去的電子，這就使空間電荷減少，內(nèi)電場減弱。因此，漂移運動的結(jié)果是使空間電荷區(qū)變窄，擴散運動加強。

最后，多子的擴散和少子的漂移達到動態(tài)平衡。在P型半導體和N型半導體的結(jié)合面兩側(cè)，留下離子薄層，這個離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。PN結(jié)的內(nèi)電場方向由N區(qū)指向P區(qū)。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。

13、儲氫材料的機制？

分為以下三個部分：

1、金屬與氫氣生成金屬氫化物反應

氫與其他元素反應生成的氫化物有三種鍵合方式：1)離子鍵型，氫與IA及IIA族元素間MH、MH2型，如LiH、MgH2等。穩(wěn)定，呈白色粉末狀，氫以H—存在。2)金屬鍵型，氫與過渡族元素間，穩(wěn)定，呈黑色粉末。如TiH1.7、LaH3、TiH2、VH2、NbH2等。3)共價鍵型，氫與硼及其附近元素間，如B2H6、AlH3、NH3、AsH3、SiH4、H2O，多是低沸點揮發(fā)性化合物，不能作儲氫材料。

2、金屬氫化物的能量儲存、轉(zhuǎn)換

金屬氫化物能量儲存、轉(zhuǎn)換的原理：金屬吸氫→氫化物，對氫化物加熱，把它置于比其平衡壓低的氫壓力環(huán)境中，放氫，其反應式如下：

吸氫放熱22M(固)?H2(氣,p)?MHn(固)??Hn放氫吸熱nM---金屬，MHn---金屬氫化物，p---氫壓力，---焓變.實際，上式反應過程具有化學能(氫)、熱能(反應熱)、機械能(平衡氫氣壓力)的儲存和相互轉(zhuǎn)換功能。注：儲氫材料最佳特性是在實際使用溫度、壓力范圍內(nèi)，以適當速度，可逆地進行氫儲藏、釋放。

經(jīng)驗法則：“儲氫合金是氫的吸收元素和氫的非吸收元素所形成的合金”。合金氫化物性質(zhì)介于其組元純金屬的氫化物的性質(zhì)之間。

經(jīng)驗法則并非絕對正確。即并非所有氫吸收元素和氫非吸收元素合金，都具儲氫功能?？傊?，氫化物作為儲氫條件：氫吸、放反應是否可逆。氫在金屬合金中吸收和釋放可由相平衡關(guān)系描述。

3、金屬氫化物的相平衡和熱力學

金屬-氫系的相平衡由溫度T、壓力p和組成成分c三個狀態(tài)參數(shù)控制。金屬間化合物中，放熱型組分起到吸儲氫作用；吸熱型組分起到調(diào)整儲氫材料氫分解壓適度。另，金屬間化合物生成熱對氫化物生成焓有較大影響

14、什么是磁性材料、軟磁性材料和硬磁性材料？

磁性材料：通常所說的磁性材料是指強磁性物質(zhì)，是古老而用途十分廣泛的功能材料。而通常認為，磁性材料是指由過度元素鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì)。磁性材料按磁化后去磁的難易可分為軟磁性材料和硬磁性材料。

軟磁材料：較弱的磁場下易于磁化，也易于退磁的材料。其特點是磁導率大，剩磁較小，矯頑力小(<100A/m)，滯損耗低，磁滯回線呈細長條形。典型材料：Fe、硅鋼、MnZn、LiZn鐵氧體、NiZn、NiCuZn 鐵氧體、MnFe2O4、NiFe2O4。應用：適用于交變磁場場合，如發(fā)電機和電動機定子和轉(zhuǎn)子；變壓器，電感器，電抗器，繼電器和鎮(zhèn)流器鐵芯；磁記錄磁頭與介質(zhì)；磁屏蔽；電磁鐵的鐵芯。

硬磁性材料：磁化后不易退磁，能長期保留磁性的鐵氧體材料。也稱永磁材料或恒磁材料。其特點是磁滯回線包圍面積大，矯頑力大(Hc >104 A/m)。剩磁較大。典型材料：硬磁鐵氧體(CoFeO4與Fe3O4燒結(jié))、FeCoV、NdFeB合金等。應用 ：產(chǎn)生強磁場，利用磁極與磁極相互作用，磁場對載電流導體作用做功，或?qū)崿F(xiàn)能量，信息轉(zhuǎn)換。

第三篇：功能材料

2010-1011學年第2學期《功能材料》期末考試

超輕超寬帶電磁波吸收材料研究動態(tài)

（海南大學材料與化工學院，材料科學與工程系）

摘 要：結(jié)合超寬帶新體制雷達的研究動態(tài)及軍事應用潛力，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吸波材料的吸波性能，應用現(xiàn)狀等方面做了介紹。關(guān)鍵詞：超寬帶雷達；新型吸波材料;研究進展

所謂雷達吸波材料(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隱形飛機在歷時42天的戰(zhàn)斗中執(zhí)行任務1270架次，摧毀伊軍95%的重要軍事目標而無一架損毀。但是隨著新體制雷達及反隱身技術(shù)研究的深入，迫切需要開發(fā)吸收強、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新型雷達吸波材料分類

新型雷達吸波材料分類標準有很多。按吸波原理來分，吸波材料可分為吸波型和干涉型。按材料對電磁波的損耗機理來分，吸波材料可分為導電損耗型、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、導電纖維等)與粘合劑混合后，涂覆于目標表面形成吸波層。現(xiàn)實中對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率，電阻率也較大，電磁波易于進入并快速衰減，因此被廣泛地應用在雷達吸波材料領(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)對鐵氧體吸波材料主要有安徽大學，武漢理工大學等。國外的技術(shù)要比國內(nèi)好的多。例如日本Tohoku大學對通過控制BaFe12-xTi0.5Mn0.5）xO19取代量x 調(diào)整復數(shù)磁導率的大小，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、中空、質(zhì)輕、耐溫高、絕緣、化學性能穩(wěn)定等特性，故其用途涉及到各個領(lǐng)域[6]?？招奈⒅榈募尤氩粌H會降低材料的密度,而且會提高材料的剛度、強度、絕緣性等。近年來,國外對空心微珠開展了較多研究,美國以3um左右玻璃球為載體,鍍上以Ni,Al,W等為損耗層的10nm左右薄膜。當采用厚度為2nm的球形多層顆粒膜時，在8-18GHz頻率范圍厚度為2.5mm時,吸收率可達-20dB[7]。葛凱勇等利用化學鍍鎳對空心微珠表面進行鍍鎳改性,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-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(1 nm-100 nm)的材料[9]。納米材料具有極好的吸波特性，同時具有寬頻帶、兼容性好、質(zhì)量好和厚度薄等特點，其特殊結(jié)構(gòu)引起的量子尺寸效應和隧道效應等，導致它產(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，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，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，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)生振蕩運動,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)輕的磁性雷達波吸收劑,具有吸收強、頻帶寬、面密度低等特點,克服了大多數(shù)磁性吸收劑存在的嚴重缺點[11]。美國3M公司研制出的亞微米級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)的磁性雷達波吸收劑,可在很寬的頻帶內(nèi)實現(xiàn)高吸收效果,且質(zhì)量減輕40%-60%。據(jù)報道,該技術(shù)已成功用于法國國家戰(zhàn)略防御部隊服役的導彈和載入飛行器[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，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、擴展吸波帶寬方面具有很大潛能[11]。俄羅斯Teriyaki(1995，1996)理論計算了含單圈螺旋體的手性復合體的電磁波反射衰減，0-12GHz最高達35dB，此后他在芬蘭與semchenk(2001)一道從理論上報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)實驗證實，在Fe3O4聚苯胺復合體中加人手性體(3圈銅螺線圈)后，最小反射衰減分別為25dB(未加人時為17.8dB)。國內(nèi)外的手性吸波實驗研究大多采用石蠟、環(huán)氧樹脂、聚苯胺等進行粘合，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導電高聚物吸波涂料

導電高聚物是由具有共軛π-鍵的高聚物經(jīng)化學或電化學“摻雜”使其由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷w的一類高分子材料,其導電機制一般認為是摻雜導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電高聚物復合成的雷達吸波材料。這種吸波材料具有光學透明特性，可以噴涂在飛機座艙蓋、精確制導武器和巡航導彈的光學透明窗口上，以減弱目標的雷達回波。這種導電聚合物為聚苯胺混合物，可使材料導電性發(fā)生改變，從而提高其對雷達波的吸收能力[14]。

另外，可見光、紅外及雷達兼容吸波材料，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、強吸收性能等特點，既可應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)復合材料是一種典型的輕質(zhì)、高強度、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用價值[16]。

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

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基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這種材料既具有復合材料的重量輕、強度高、剛性好等優(yōu)點，又克服了涂敷型吸波材料的增重大，高速飛行時易脫落等缺點。由于它兼具承載與吸波兩大功能，是當代吸波材料發(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合材料，多層結(jié)構(gòu)型和多層夾芯結(jié)構(gòu)型吸波復合材料，耐高溫結(jié)構(gòu)型吸波復合材料，C/C材料、智能結(jié)構(gòu)型吸波復合材料等。其大部分已經(jīng)用于實踐中。超寬帶雷達及反隱身技術(shù)研究現(xiàn)狀

超寬帶雷達(又稱沖擊雷達或無載波雷達)，指工作帶寬大于或等于其中心頻率25%的雷達。具有高的距離分辨率、低截獲概率、反隱身、抗干擾、抗反輻射導彈、強穿透力等常規(guī)雷達無法比擬的優(yōu)點［19］。自上世紀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多項專例［20］。由于商界的推動及而今的軍事需求，超寬帶雷達已趨于成熟。下面簡單介紹幾種新型超寬帶雷達。

斯坦福研究所所研制的機載商用雷達，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200 MHz×2。美國ARL(Army Research Laboratory)為研究葉簇和地下埋藏目標的基本特性,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系統(tǒng)撐竿合成孔徑雷達(BoomSAR)系統(tǒng)，其帶寬寬達60 MHz-1.1 GHz，瞬時帶寬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、寬波束機載雷達系統(tǒng)相干全無線電頻段傳感器(CARABAS)。他的第一代機載SAR傳感器CARABASⅠ已于1992年投入使用。第二代CARABASⅡ于1996年10月進行了首次飛行試驗，目前處于測試與定標階段。其頻率范圍介于20-90 MHz(HF高端和VHF低端)，信號帶寬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)境研究學院升級的UHF UWB SAR，頻率范圍為215-900 MHz，信號帶寬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中。

美國防御評估研究機構(gòu)研制的DERA UWB SAR堪稱世界帶寬最寬、分辨率最高的雷達。其工作頻段為200 MHz-3.2 GHz，瞬時帶寬為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)進行了多次實際軍事應用潛力巨大，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，即發(fā)射機和接收機異地配置，這樣就可以接收到隱身物體偏轉(zhuǎn)了的雷達回波，使目標暴露。還可以采用長波雷達，現(xiàn)存隱身技術(shù)一般是對付厘米雷達的，波長較長時，隱身性能減弱，因此長波雷達便顯示了極大的優(yōu)勢。與此同時，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)在應用的吸波材料仍存在頻帶窄、效率低、密度大等缺點，應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。

參考文獻

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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

第四篇：功能材料論文

《功能材料》課程論文

納米材料及其應用

姓 名： 虎少奇 班 級：金材132班 學 號：***3

材料科學與工程學院

河南科技大學

納米材料及其應用

摘 要：納米材料由于其獨特的效應，使得納米材料具有不同于常規(guī)材料的特殊用途。近年來，隨著科學技術(shù)尤其是納米技術(shù)的發(fā)展，納米材料已經(jīng)從高精尖領(lǐng)域逐漸走到百姓的生活之中，它的科學價值及應用價值逐漸被發(fā)現(xiàn)和認識，納米技術(shù)的研究得到了更多的關(guān)注。逐漸新興起的的納米材料進入人們的眼球，就需要我們對納米材料進行更多的研究與發(fā)展，揭秘其中的奧秘之處，就像人們所認知的那樣被大家熟知。為此，我們應該付出更多的努力。本文將帶大家探索我們不太熟知的納米材料的奧秘，關(guān)鍵詞：納米材料；效應；納米技術(shù)；納米結(jié)構(gòu)；應用范圍；

1.納米材料

納米級結(jié)構(gòu)材料簡稱為納米材料，廣義上是三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍超精細顆粒材料的總稱。根據(jù)2011年10月18日歐盟委員會通過的定義，納米材料是一種由基本顆粒組成的粉狀、團塊狀的天然或人工材料，這一基本顆粒的一個或多個三維尺寸在1納米至100納米之間，并且這一基本顆粒的總數(shù)量在整個材料的所有顆粒總數(shù)中占50％以上。從尺寸大小來說，通常產(chǎn)生物理化學性質(zhì)顯著變化的細小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=100厘米，1厘米=10000微米，1微米=1000納米，1納米=10埃），即100納米以下。因此，顆粒尺寸在1～100納米的微粒稱為超微粒材料，也是一種納米材料。

納米顆粒材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型的介觀系統(tǒng)，它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒（納米級）后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質(zhì)和大塊固體時相比將會有顯著的不同。

2.納米材料的發(fā)展史

1962年，久保提出超微顆粒的量子限域理論，推動了實驗物理學家對納米微粒的探索。第一個真正認識到納米粒子的性能并引用納米概念的是日本科學家。他們在20世紀70年代用蒸發(fā)法做了超微粒子，并發(fā)現(xiàn)，導電、導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后，失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導電、也不導熱。

1984年德國的H.Gleiter教授等合成了納米晶體Pd, Fe等。并且1987年美國阿貢國立實驗室Siegel博士制備出納米TiO2多晶陶瓷，呈現(xiàn)良好的韌性，在100多度高溫彎曲仍不裂。這一突破性進展造成第一次世界性納米熱潮，使其成為材料科學的一個分支。這使得納米材料飛速發(fā)展。1990年7月，第一屆國際納米科學技術(shù)會議在美國巴爾的摩舉辦《Nanotechnology》和《Nanobiology》兩種國際性專業(yè)期刊也在同年相繼問世。標志著納米科學技術(shù)的正式誕生。今天，納米科技的發(fā)展使費曼的預言已逐步成為現(xiàn)實。納米材料的奇特物性正對人們的生活和社會的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

納米材料的發(fā)展分為三個階段：第一個階段（在1990年以前）主要是在實驗室探索用各種手段制備各種材料的納米顆粒粉體，合成塊體（包括薄膜），研究評估表征的方法，探索納米材料不同于常規(guī)材料的特殊性能。對納米顆粒和納米塊體材料結(jié)構(gòu)的研究在80年代末期一度形成熱潮。研究的對象一般局限在單一材料和單相材料，國際上通常把這類納米材料稱納米晶或納米相材料。第二個階段（1994年以前）是人們關(guān)注的熱點是如何利用納米材料已挖掘出來的奇特物理、化學和力學性能，設(shè)計納米復合材料，通常采用納米微粒與納米微粒復合，納米微粒與常規(guī)塊體復合及發(fā)展復合材料的合成及物性的探索一度成為納米材料研究的主導方向。第三個階段（1994年以后）主要是納米組裝體系、人工組裝合成的納米結(jié)構(gòu)的材料體系越來越受到人們的關(guān)注，正在成為納米材料研究的新的熱點。

3.納米材料的五大效應

（1）體積效應

當納米粒子的尺寸與傳導電子的德布羅意波相當或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化性及熔點等都較普通粒子發(fā)生了很大的變化，這就是納米粒子的體積效應。

（2）表面效應

表面效應是指納米粒子表面原子與總原子數(shù)之比隨著粒徑的變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化。表9-2給出了納米粒子尺寸與表面原子數(shù)的關(guān)系。

（3）量子尺寸

粒子尺寸下降到一定值時，費米能級接近的電子能級由準連續(xù)能級變?yōu)榉至⒛芗壍默F(xiàn)象稱為量子尺寸效應。例如，導電的金屬在超微顆粒時可以變成絕緣體，磁矩的大小和顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會反常變化，光譜線會產(chǎn)生向短波長方向的移動，這就是量子尺寸效應的宏觀表現(xiàn)。因此，對超微顆粒在低溫條件下必須考慮量子效應，原有宏觀規(guī)律已不再成立。

（4）量子隧道

微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，例如微顆粒的磁化強度、量子相干器件的磁通量以及電荷等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢壘產(chǎn)生變化，故稱為宏觀的量子隧道效應。用此概念可定性解釋超細鎳微粒在低溫下保持超順磁性等。

（5）介電限域

納米粒子的介電限域效應較少不被注意到。實際樣品中，粒子被空氣﹑聚合物﹑玻璃和溶劑等介質(zhì)所包圍，而這些介質(zhì)的折射率通常比無機半導體低。光照射時，由于折射率不同產(chǎn)生了界面，鄰近納米半導體表面的區(qū)域﹑納米半導體表面甚至納米粒子內(nèi)部的場強比輻射光的光強增大了。這種局部的場強效應，對半導體納米粒子的光物理及非線性光學特性有直接的影響。對于無機-有機雜化材料以及用于多相反應體系中光催化材料，介電限域效應對反應過程和動力學有重要影響。

4.納米技術(shù)

納米技術(shù)的廣義范圍可包括納米材料技術(shù)及納米加工技術(shù)、納米測量技術(shù)、納米應用技術(shù)等方面。其中納米材料技術(shù)著重于納米功能性材料的生產(chǎn)（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測技術(shù)（化學組成、微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、物、化、電、磁、熱及光學等性能）。納米加工技術(shù)包含精密加工技術(shù)（能量束加工等）及掃描探針技術(shù)。目前，納米技術(shù)主要應用于“袖珍軍團“，微型環(huán)狀激光器，納米級微電子軟件，超微型計算機等方面。

5.納米結(jié)構(gòu)

納米結(jié)構(gòu)是以納米尺度的物質(zhì)單元為基礎(chǔ)按一定規(guī)律構(gòu)筑或營造的一種新體系。它包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系。對納米陣列體系的研究集中在由金屬納米微?；虬雽w納米微粒在一個絕緣的襯底上整齊排列所形成的二位體系上。而納米微粒與介孔固體組裝體系由于微粒本身的特性，以及與界面的基體耦合所產(chǎn)生的一些新的效應，也使其成為了研究熱點，按照其中支撐體的種類可將它劃分為無機介孔復合體和高分子介孔復合體兩大類，按支撐體的狀態(tài)又可將它劃分為有序介孔復合體和無序介孔復合體。在薄膜嵌鑲體系中，對納米顆粒膜的主要研究是基于體系的電學特性和磁學特性而展開的。

6.納米材料的制備

（1）惰性氣體下蒸發(fā)凝聚法。通常由具有清潔表面的、粒度為1-100nm的微粒經(jīng)高壓成形而成，納米陶瓷還需要燒結(jié)。國外用上述惰性氣體蒸發(fā)和真空原位加壓方法已研制成功多種納米固體材料，包括金屬和合金，陶瓷、離子晶體、非晶態(tài)和半導體等納米固體材料。我國也成功的利用此方法制成金屬、半導體、陶瓷等納米材料。

（2）化學方法：1水熱法，包括水熱沉淀、合成、分解和結(jié)晶法，適宜制備納米氧化物；2水解法，包括溶膠-凝膠法、溶劑揮發(fā)分解法、乳膠法和蒸發(fā)分離法等。

（3）綜合方法。結(jié)合物理氣相法和化學沉積法所形成的制備方法。其他一般還有球磨粉加工、噴射加工等方法。

6.納米材料的應用范圍

就目前而言，納米材料應用主要是天然納米材料，納米磁性材料，納米陶瓷材料，納米傳感器，納米傾斜功能材料，納米半導體材料，納米催化材料，納米計算機，納米碳管，醫(yī)

療應用，家電，環(huán)境保護，紡織工業(yè)，機械工業(yè)等方面。而被我們所了解的納米材料大概就有納米磁性材料，納米陶瓷，納米半導體材料了。

（1）納米磁性材料

在實際中應用的納米材料大多數(shù)都是人工制造的。納米磁性材料具有十分特別的磁學性質(zhì)，納米粒子尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)和矯頑力很高的特性，用它制成的磁記錄材料不僅音質(zhì)、圖像和信噪比好，而且記錄密度比γ-Fe2O3高幾十倍。超順磁的強磁性納米顆粒還可制成磁性液體，用于電聲器件、阻尼器件、旋轉(zhuǎn)密封及潤滑和選礦等領(lǐng)域。

（2）納米陶瓷材料

傳統(tǒng)的陶瓷材料中晶粒不易滑動，材料質(zhì)脆，燒結(jié)溫度高。納米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上運動，因此，納米陶瓷材料具有極高的強度和高韌性以及良好的延展性，這些特性使納米陶瓷材料可在常溫或次高溫下進行冷加工。如果在次高溫下將納米陶瓷顆粒加工成形，然后做表面退火處理，就可以使納米材料成為一種表面保持常規(guī)陶瓷材料的硬度和化學穩(wěn)定性，而內(nèi)部仍具有納米材料的延展性的高性能陶瓷。（3）納米半導體材料

將硅、砷化鎵等半導體材料制成納米材料，具有許多優(yōu)異性能。例如，納米半導體中的量子隧道效應使某些半導體材料的電子輸運反常、導電率降低，電導熱系數(shù)也隨顆粒尺寸的減小而下降，甚至出現(xiàn)負值。這些特性在大規(guī)模集成電路器件、光電器件等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

利用半導體納米粒子可以制備出光電轉(zhuǎn)化效率高的、即使在陰雨天也能正常工作的新型太陽能電池。由于納米半導體粒子受光照射時產(chǎn)生的電子和空穴具有較強的還原和氧化能力，因而它能氧化有毒的無機物，降解大多數(shù)有機物，最終生成無毒、無味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半導體納米粒子利用太陽能催化分解無機物和有機物。

總之，納米材料存在我們生活中一切事物之中，只是我們沒有發(fā)現(xiàn)而已，就像鴿子大腦里的導航，生活的一些半導芯片，很多的精密儀器之中都可能存在納米材料。納米材料已經(jīng)在我們身邊大量事物中出現(xiàn)。它的應用前景非常廣闊，我們應該更深一步的研究納米材料，揭開其神秘的面紗。

參考文獻

1.丁秉鈞，《納米材料》，普通高等教育材料科學與工程專業(yè)規(guī)劃教材，2011-07-27；

2.原繼紅，黃楠，韓曉云，康傳紅，孫治堯，閆爾云，納米材料的應用，《綏化學院學報》2012年第1期 184-186, 3.王仁清，納米材料的應用，《中國科技信息》，2004年第22期 19,21，課程學習后的收獲與建議： 收獲：

自當學習了功能材料之后，我便從中更深一步了解到了材料的本質(zhì)，這對我們材料專業(yè)的學生來說無疑是最有幫助的，我們是學習材料的，就必須從材料的多個層面去了解，并且熟悉材料，這樣才可以更加熟悉的運用材料的特性，掌握材料的本質(zhì)。學習本課程之后，我們便可以從只知道材料的一些淺顯的的特性像更深一層的特性去了解掌握。例如導電陶瓷的原理，鐵電體，壓敏陶瓷，氣敏陶瓷等等這些我們聽過和沒有見識過的材料和材料方面的其他知識。就拿形狀記憶合金來說，我們能想到的是它會記憶自己的形態(tài)，就像之前學過的Ti合金一樣，但是，卻沒有了解它的基本原理，不知道合金的這種記憶效應是由合金的 “相變化”來實現(xiàn)的，隨著溫度的改變，合金的結(jié)構(gòu)從一相轉(zhuǎn)變到另一相。

總而言之，學習這門課程對我們來說還是收益頗多的，對我們今后的學習工作都將有頗為重要的作用。

建議：

總的來說對這門課程還是比較感興趣的，當初選這門課程就是沖著自己的興趣去的，龍老師對這門課程也是投入了大量的精力，講課也是相當認真負責；但是，由于課程內(nèi)容比較抽象，同學們的熱情并不是很高。要是實驗的內(nèi)容占大部分的比例，或許更容易去理解和感受，更有興趣去了解功能材料。希望在今后的學習中，老師可以帶領(lǐng)我們多去實驗室，在動手過程中幫我們指導學習。

第五篇：政黨功能

一、政黨的基本功能 1.利益綜合和表達

政黨接受個人和集團在社會生活中形成的, 并向政治系統(tǒng)表達各種利益、要求、意見和欲望, 把它們歸納成為在決策時便于處理的幾套可供選擇的方案?！霸诙嘣鐣邪焉鐣纤l(fā)生的種種利益予以呈明, 使之顯現(xiàn)于政策過程管道上的, 便屬于政黨的重要任務?！盵1]為此, 政黨必須建立信息網(wǎng), 準確接收公民和集團發(fā)出的信號。然后, 政黨對本黨的黨員或者所聯(lián)系的公民的利益要求、意見進行分析、綜合和過濾, 進而通過各種方式和渠道向政府表達。

政黨的利益綜合和表達是具有選擇性的, 并且也具有自利性。政黨作為特定的評價系統(tǒng)和具備固有的決策機構(gòu)的小型政治系統(tǒng), 對社會不斷表達出的利益進行取舍, 加以選擇, 并排出優(yōu)先順序。在利益綜合的過程中, 支持該政黨的主要集團利益理所當然地被放在優(yōu)先位置。2.精英形成和錄用

政黨向政治系統(tǒng)內(nèi)的各種職務和機構(gòu)(例如內(nèi)閣、議會、法院以及國有企業(yè)的領(lǐng)導職位等)輸送精英, 使之獲取政治職位。如果沒有在選舉中動員眾多的選民和把自己推舉到領(lǐng)導職位的組織, 就等于沒有成功的可能性。從這個意義上說, 政黨是權(quán)力渴望者不可忽視的通往權(quán)力的運載工具。政黨的這個功能, 是存在于世界政治中的各種政黨所具有的共同功能。伯恩斯等人指出, 政黨可以物色政治領(lǐng)導人。對許多美國人來說,地方政黨不僅是進身之階, 而且是活動的基地。由于政黨是在全國范圍內(nèi)組織起來的, 地方社團便有助于在地方社區(qū)與全國政府之間建立個人的和政治的聯(lián)系。政黨通過掌握授與職位的權(quán)力, 一直起著一種職業(yè)介紹所的作用, 在地方一級尤其如此。[2] 3.政治決策和協(xié)調(diào)

現(xiàn)代政治的顯著特征, 是隨著社會問題的復雜化,政治也不斷擴大化、精密化和專業(yè)化。“為了有效地處理遠遠超過每個決策者理解力的復雜的政治課題, 如果沒有保持議員之間的統(tǒng)一和秩序、集中專業(yè)知識和信息以及謀求充實審議內(nèi)容的組織, 作為最高決策機構(gòu)的議會則不僅難以實現(xiàn)迅速的運轉(zhuǎn), 而且會完全流于形式。議會把信息的收集和公開活動、政治調(diào)查活動、審議討論活動以及立法活動的命運委之于政黨?！?/p>

政黨發(fā)揮著潤滑劑作用, 促進行政部門和立法部門的關(guān)系協(xié)調(diào)。在英國的議會內(nèi)閣制下, 由議會選舉中獲取多數(shù)席位的政黨組閣, 行政部門與立法部門以政黨為媒介, 在人員[3]和政策上都緊密配合。在總統(tǒng)制下,政黨也有利于行政部門與立法部門的協(xié)調(diào)和配合。當議會內(nèi)多數(shù)派政黨與總統(tǒng)是同一政黨時, 那么以總統(tǒng)為首的行政部門與議會就很容易保持良好的協(xié)調(diào)關(guān)系。然而, 在總統(tǒng)制下往往會出現(xiàn)總統(tǒng)所在的政黨在議會中處于少數(shù)派的情況。但即使在這種情況下, 總統(tǒng)想獲得議會的支持和協(xié)調(diào), 通常也是能通過政黨來實現(xiàn)。因此, 政黨既是決策機構(gòu)的操作者和促進者, 又是潤滑劑。“政黨幫助組織政府機構(gòu), 并影響它們扶持起來擔任官職的男女。總統(tǒng)充當政黨領(lǐng)袖;國會按政黨的界線組成;甚至官僚們也應該聽從新的政黨領(lǐng)導。這樣, 政黨在一定程度上成為溝通權(quán)力分立的橋梁, 不讓憲法上的制約和平衡把政府弄得支離破碎。”[4]“政黨還有一種重大的職能: 就是把立法部門中同黨的議員團結(jié)起來, 使黨建研究黨政干部論壇 他們一致主張一種政策, 務求達到一種目的。”[5] 4.政治教育和動員

各個國家的政黨通常都對本黨成員和公民進行政治教育, 從而強化黨員和公民對本黨的政治認同。“有的國家在中央機構(gòu)中設(shè)置專門的政治教育或政治宣傳機構(gòu), 開辦專門的政治教育學校, 開設(shè)各種政治教育的課程, 以訓練政黨成員和干部?！盵6]除了對本黨成員進行政治教育外, 政黨還通過選舉、政治辯論、集會、游行等政治活動把公民組織起來, 直接進入政治領(lǐng)域, 獲得政治知識,習得政治技巧, 啟發(fā)政治智慧?！罢h把公民引入政治領(lǐng)域。也就是說, 讓公民特別是新進入政治場所的人學習關(guān)于政治領(lǐng)域的一般見解、知識和意見。以往公民直接接觸政黨和議員的機會,除了政治組織化發(fā)達的國家以外, 一般是極受限制的。而在今天, 有宣傳媒介為政黨和公民提供接觸機會。通過選舉宣傳活動、日常宣傳活動、議會內(nèi)審議活動和議會外調(diào)整活動, 政黨已成為公民的政治信息源、黨派精神的培育者和行動指南的提供者, 作為政治信息發(fā)射基地的政黨, 向公民發(fā)出信息, 本來只不過是宣傳本黨的黨派思想、政治態(tài)度和意見?！盵7]

政黨的政治動員功能在社會主義政黨以及發(fā)展中國家的政黨中比較突出。社會主義政黨往往通過自己的附屬組織(如工會、青年團)來動員工人階級投身于革命和現(xiàn)代化建設(shè)中去。發(fā)展中國的政黨則通過動員和組織自己的黨員和支持者推翻現(xiàn)有政權(quán), 或者把他們動員起來投身于國家建設(shè)中去。新興國家執(zhí)政黨乃是領(lǐng)導國家的中堅, 改造社會以達到革命或建國理想的組織, 它匯集社會的精英, 以動員社會的人力、物力來支援政府行政部門為職責, 從事現(xiàn)代化的建設(shè)工作。[8]在美國, 政黨的動員功能則僅僅限于選舉活動,其政治動員行為是間歇性的。與發(fā)展中國家和社會主義國家的政黨相比, 美國政黨的政治動員功能要弱的多。5.控制和監(jiān)督政府

政黨與利益集團最大的不同就是政黨具有獨特的終極目的: 獲得、行使和維持政權(quán)。利益集團和政黨一樣也會參與政治, 影響政治過程。但是, 利益集團的目的只是在于影響政府的個別決策, 維護和實現(xiàn)本集團的共同利益。掌握政權(quán)并不是利益集團的目的所在。而政黨的存在則是為了組成政府和掌握立法過程的主導權(quán)。具體主要表現(xiàn)在, “完成組閣、控制行政省廳、分配職位(議會內(nèi)、政府內(nèi)、行政機關(guān)以及同政府有關(guān)的機關(guān)內(nèi)的職位)、準備和提出包括預算案在內(nèi)的各種法案、以及分配補助金等行政權(quán)管轄范圍內(nèi)的各種業(yè)務, 并控制實際立法過程(根據(jù)自己的評價系統(tǒng))?！盵9]當然, 在不同的政體、不同的政黨制度之下, 政黨控制政府的程序和方式是有所不同的。

除了控制政府和掌握政權(quán)之外, 政黨還負有監(jiān)督政府的政治功能。在兩黨制和多黨制的國家, 反對黨的主要功能就是批評政府的缺失、暴露政府的弱點。就是在威權(quán)一黨制的國家, 政府的領(lǐng)導人員雖然都是黨的領(lǐng)袖, 但黨與政府形成的雙元體系, 也發(fā)揮互相牽制的作用。[10]在兩黨制和多黨制的國家里, 反對黨對執(zhí)政黨政府的監(jiān)督主要通過兩種方式實現(xiàn)。一是體制內(nèi)政黨組織的監(jiān)督。反對黨通過議會、行政、司法機構(gòu)中的黨組織, 對執(zhí)政黨在政府中的政治決策過程施加影響。二是體制外政黨組織的監(jiān)督。政黨作為一個社會組織, 批評、揭露政府決策的過失和錯誤。政黨成為個體公民實現(xiàn)民主監(jiān)督的武器。

二、政黨的派生功能 1.政治發(fā)展功能

亨廷頓為面向政治發(fā)展的政治理論做出了突出貢獻, 他認為政黨的許多功能推進了第三世界的政治發(fā)展。首先, 政黨的政治動員功能有利于政治參與的擴大。其次, 政黨的秩序供給功能有利于政治現(xiàn)代化過程中的政治穩(wěn)定。通過使領(lǐng)導權(quán)更替和吸收新集團進入政治體系的程序規(guī)范化, 政黨就為穩(wěn)定和有秩序的變革打下基礎(chǔ), 使動蕩無由發(fā)生。[11]再次, 政黨的權(quán)威替代功能有利于政治權(quán)威化, 為政治發(fā)展提供新的政治認同。最后, 政黨的政制創(chuàng)設(shè)功能有利于現(xiàn)代政治體制的建立。正如他所言, “許多不同類型的集團--宗教的、民族主義的、階級的--都能把新的參與者帶入政治, 但是只有共產(chǎn)黨人才一貫表現(xiàn)出有能力去組織和規(guī)劃這種參與, 并由此而創(chuàng)立一套新的政治制度。[12] 2.政治穩(wěn)定功能

首先, 政黨是一定階級或階層的利益代表者, 可以把所屬集團的公民利益綜合并且向政府表達。政黨在利益綜合和利益表達的過程中, 可以有利于公民的不滿情緒、沖突和矛盾有序地正常釋放。政黨的利益綜合和表達, 是要受到政黨的組織紀律制約的, 它是有序地組織化表達。相對于原子化的公民表達而言, 它更加有利于整個政治秩序的穩(wěn)定。其次, 政黨對自身集團利益綜合的過程也是調(diào)和這個集團的分散化的公民之間不同利益要求的過程。政黨通過對集團公民的利益調(diào)和, 可以過濾掉一部分公民的利益要求、不滿情緒等, 這樣可以減輕社會對政府形成的要求壓力, 從而有利于社會的穩(wěn)定。再次, 在兩黨制或多黨制國家, 可以政黨輪替來修復和調(diào)整政府政策, 避免政府因為政策過于極端而導致的政治動蕩。當然, 政黨的政治穩(wěn)定功能是有條件限制的, 是有限度的。在西方國家, 憲政民主發(fā)展的相當完善, 法治程度很高, 公民文化也相當成熟, 為競爭性政黨制度提供了良好的政治土壤。在憲法和法律框架的制約下, 政黨競爭可以有序地進行, 為社會帶來政治穩(wěn)定。但是在一些發(fā)展中國家, 憲政民主往往還沒有建立起來, 法治程度很低, 臣民文化盛行。在這么一個幾乎沒有政治寬容的社會里, 那么競爭性政黨制度往往會放大政治沖突和矛盾, 政黨斗爭也非常殘酷。3.政治斗爭功能

西方早期政黨是內(nèi)力形成的, 是議會內(nèi)政治斗爭的結(jié)果。在英國資產(chǎn)階級革命期間, 議會內(nèi)代表不同利益的政治派別圍繞是否剝奪國王查理二世的弟弟、天主教徒詹姆士的王位繼承權(quán)問題而互相展開斗爭。以莎夫茨伯里為首的政府反對派議員, 要求剝奪詹姆士的王位繼承權(quán)。這一派就是“輝格黨”的雛形。以丹比為首的政府派議員則支持詹姆士繼承王位。他們就構(gòu)成了“托利黨”。美國早期的聯(lián)邦黨和反聯(lián)邦黨, 是圍繞1787 年憲法制定問題展開斗爭的過程中形成的。以漢密爾頓為首的聯(lián)邦黨人主張建立一個強有力的聯(lián)邦政府, 主張批準聯(lián)邦憲法。以杰斐遜為首的民主派則反對中央集權(quán), 主張在聯(lián)邦憲法草案中寫上保障人民權(quán)利的“人權(quán)法案”條款。從 1791 年至 1792 年, 杰斐遜和麥迪遜初步建立了民主共和黨。法國早期政黨來源于法國大革命期間的各種政治派別對于法國政體的爭論。1789 年法國大革命爆發(fā)后, 與王室和特權(quán)階級有密切聯(lián)系的斐揚派主張君主立憲。而雅各賓俱樂部的吉倫特派和山岳黨人則主張廢除君主制, 實行共和國。歐洲的社會主義政黨以及發(fā)展中國國家一些政黨也是服務于政治斗爭而產(chǎn)生的, 如德國社會民主黨、中國共產(chǎn)黨和國民黨等。這些政黨最初都屬于體制外政黨, 相對于體制內(nèi)政黨來講他們掌握的政治、經(jīng)濟、文化資源要少得多?！八麄兯芤蕾嚨淖疃嗟木褪撬麄冏约?。在與政府黨競爭中, 加強組織, 通常是它能夠有效而持續(xù)動員政黨的支持者從而戰(zhàn)勝自身弱點的唯一可行的道路?！庇纱丝梢? 建立起強有力的政黨組織是政府反對派進行政治斗爭最有力的武器。正如米歇爾斯所言, “組織能夠使其成員的付出最小化, 最節(jié)省精力,它是弱者對抗強者的武器?！?/p>

4.政治聯(lián)結(jié)功能

政黨是處于公民與政府之間的政治組織, 它在公民與政府之間構(gòu)成一座橋梁?！皫缀跛姓h似乎都表現(xiàn)為兩種功能的結(jié)合, 即: 一方面政黨向社會作出反應;另一方面由政黨對社會施以控制。”[13]政黨的很多具體功能, 都可以看作是政黨聯(lián)結(jié)功能的范疇。薩托利認為, 政黨履行三個功能: 表達、引導和溝通。[14]其實,這三個功能是政黨的政治中介功能的不同表現(xiàn)方式。據(jù) Kay Lawson 的研究, 政黨的政治聯(lián)結(jié)功能主要有三種: 參與聯(lián)結(jié): 政黨充當公民參與政府的機構(gòu);政策-反饋聯(lián)結(jié): 政黨作為確保政府官員對不同投票者的意見作出反饋的機構(gòu);酬勞聯(lián)結(jié): 政黨主要是充當選票換取支持的通道;直接聯(lián)結(jié): 政黨被政府用于幫助其維持對一些目標的強制性控制。

政黨不僅僅構(gòu)成了公民與政府之間的政治聯(lián)結(jié),而且它也是公民與其他社會組織之間的中介。政黨組織中的個體公民可以通過政黨與其他社會組織發(fā)生聯(lián)系。政黨的政治聯(lián)結(jié)功能是現(xiàn)代國家尤其是現(xiàn)代民主國家所必需的。在現(xiàn)代國家里, 政黨的政治聯(lián)結(jié)功能可以有效地防止個體公民的原子化和碎片化, 可以把個體公民有序地整合起來。在現(xiàn)代民主國家里, 政黨的聯(lián)結(jié)功能是議會政治的重要補充。在議會政治中, 民主的實現(xiàn)公民的意志和利益表達是通過議會實現(xiàn)的。而議員又存在著一定的任期, 故在其任期里有可能會出現(xiàn)議員不反映民意的危險。政黨的聯(lián)結(jié)則不存在議員任期的限制, 它可以隨時對政府的政策產(chǎn)生影響, 左右政府的決策, 從而實現(xiàn)公民對政府的控制。[參考文獻] [1][8][10]彭懷恩: 《臺灣政黨政治》, 風云論壇出版社 1994 年版, 第 4～6 頁。[2] [4][美]伯恩斯等: 《美國式民主》, 中國社會科學出版社 1993 年版, 第 352～355 頁。

[3][7][9]岡澤憲芙:《政黨》,經(jīng)濟日報出版社, 第 6、8 頁。

[5][英] 詹姆斯?布賴斯:《現(xiàn)代民治政體》(上卷),吉林人民出版社2001年版, 第114～116 頁。

[6] 施雪華:《政黨政治》,三聯(lián)書店 1993 年版, 第178 頁。

[11][12][美]塞繆爾?P?亨廷頓:《變化社會中的政治秩序》,三聯(lián)書店 1989 年版, 第 374、307 頁。

[13]《布萊克維爾政治學百科全書》,中國政法大學出版社 1992 年版,第 520～522 頁。

[14][意]薩托利:《最新政黨與政黨制度》,韋伯文化國際出版有限公司 2003 年版, 第 65 頁。

(作者系武漢大學政治與公共管理學院博士生)