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第一章 绪论 1

第一节 功能材料的发展和分类 1

一、功能材料的发展概况 1

二、功能材料的分类 2

三、功能材料的特点 6

第二节 新型功能材料及其研究进展 6

一、光电子信息材料 6

二、功能陶瓷材料 7

三、生物医用材料 9

四、能源材料 11

五、生态环境材料 12

六、智能材料 13

第三节 加快发展高技术新材料的建议 15

一、大力发展高技术新材料 15

二、加强科技创新能力 16

三、加速新材料研究成果向现实生产力的转化 16

四、加强国际交流和合作 17

参考文献 17

第二章 储氢材料 19

第一节 储氢方法及其材料特性 19

一、物理法储氢技术 20

二、化学法储氢技术 20

第二节 金属氢化物储氢原理 22

一、金属氢化物储氢原理 22

二、金属氢化物的结构 28

三、实用储氢金属氢化物的特性 29

第三节 储氢合金材料 30

一、稀土系储氢合金 31

二、钛系储氢合金 34

三、镁系储氢合金 36

第四节 储氢合金金属氢化物的应用 38

一、用于氢气的储存和运输 38

二、用于氢气的分离和提纯 39

三、用于合成化学中催化加氢与脱氢 39

四、用于储氢合金电极材料 40

五、氢化物热泵用于空调和采暖 42

参考文献 43

第三章 梯度功能材料 45

第一节 梯度功能材料及其特点 45

一、梯度功能材料概念的提出 45

二、梯度功能材料及其特点 46

第二节 梯度功能材料的设计 47

一、梯度功能材料的设计原理和流程 47

二、梯度功能材料的热应力模型 48

第三节 梯度功能材料的制备方法 50

一、化学气相沉积法(CVD) 51

二、物理蒸镀法(PVD) 51

三、等离子喷涂法(PS) 51

四、自蔓延高温合成法(SHS) 52

五、颗粒梯度排列法 53

第四节 梯度功能材料的特性评价 54

第五节 梯度功能材料的应用 54

一、航天工业超耐热材料 54

二、核反应堆材料 55

三、无机膜反应器材料 56

四、生物材料 56

五、电子材料 57

参考文献 57

第四章 形状记忆材料 59

第一节 形状记忆效应 59

一、形状记忆效应 59

二、形状记忆效应机理 60

第二节 形状记忆合金 63

一、Ti-Ni系形状记忆合金 64

二、铜基系形状记忆合金 66

三、铁基系形状记忆合金 67

第三节 形状记忆陶瓷 68

第四节 形状记忆聚合物 69

一、聚合物形状记忆机理 70

二、形状记忆聚合物的重要品种及其特性 71

三、形状记忆聚合物材料的生产方法 73

第五节 形状记忆材料的应用 75

一、形状记忆合金的应用 75

二、形状记忆聚合物的应用 77

参考文献 79

第五章 智能材料 80

第一节 智能材料的定义 80

一、智能材料定义 80

二、智能结构与系统 81

三、智能材料的分类 82

第二节 金属系智能材料 84

第三节 无机非金属系智能材料 86

一、智能陶瓷 86

二、电流变体 88

三、磁流变体 94

四、电致变色材料 96

第四节 高分子系智能材料 98

一、药物控制释放体系 99

二、智能凝胶 106

三、其他高分子系智能材料 114

四、智能材料的特殊合成技术 117

第五节 纳米技术与智能材料 124

第六节 智能材料的设计思路 125

一、仿生学 126

二、介观尺度 128

三、复合构造 129

参考文献 130

第六章 功能陶瓷材料 132

第一节 精细陶瓷的分类和特点 132

一、精细陶瓷的定义 132

二、精细陶瓷的分类 132

三、精细陶瓷的特点 133

第二节 精细陶瓷的制备方法 136

一、精细陶瓷的粉体制备 136

二、精细陶瓷的成型方法 145

三、烧结 155

第三节 功能陶瓷材料 159

一、电介质陶瓷 162

二、铁电陶瓷 172

三、压电陶瓷和热释电陶瓷 180

四、半导体陶瓷 184

参考文献 197

第七章 超导材料 199

第一节 超导材料的基本性质和特征 199

一、超导电性和超导体 199

二、超导体的基本物理性质 199

三、超导体的临界参数 200

四、两类超导体的基本特征 202

第二节 超导电性理论基础和微观机制 205

一、唯象理论 205

二、超导微观图像与机制 207

三、BCS超导微观理论 210

四、超导隧道效应 212

五、微观理论的局限性和超导材料研究的经验规律 216

第三节 超导材料的种类及其性能 217

一、常规超导体 217

二、高温超导体 223

三、非晶超导材料 229

四、复合超导材料 230

五、重费米子超导体 231

六、有机超导材料 231

第四节 超导材料的应用 232

一、低温超导材料的应用 232

二、高温超导材料的应用与进展 235

参考文献 239

第八章 磁性材料 240

第一节 材料的磁性 240

一、材料磁性的起因 240

二、磁场及其特征参量 241

三、磁性的分类 242

四、磁化曲线和磁滞回线 244

五、磁致伸缩 245

六、反复磁化损失 246

第二节 磁性材料的种类及其特性 246

一、软磁性材料 246

二、硬磁(永磁)性材料 253

三、半硬磁材料 260

四、矩磁性材料 260

五、旋磁材料 262

六、压磁材料 263

七、磁记录介质和磁头材料 263

八、其他磁性材料 268

第三节 磁性材料的应用及发展 270

一、综述 270

二、磁性材料的应用 270

三、磁性材料在相关学科中的应用 274

四、磁性材料的研究与发展 275

参考文献 276

第九章 信息材料 277

第一节 半导体材料 277

一、晶态半导体 277

二、非晶态半导体 283

第二节 磁记录材料 289

一、磁记录技术与原理 290

二、磁记录材料 294

第三节 光存储材料 312

一、光存储材料的发展概况 312

二、只读存储光盘材料 314

三、一次写入光盘材料 315

四、可擦重写磁光光盘材料 317

五、可擦重写相变光盘材料 319

六、电子俘获光存储材料 321

七、持续光谱开孔及光子选通材料 322

八、光致色变材料 326

第四节 光导纤维 327

一、光导原理 327

二、光纤的种类 328

三、石英光纤 328

四、氟化物玻璃光纤 331

五、高聚物光纤 337

参考文献 341

第十章 光学功能材料 343

第一节 非线性光学材料 343

一、元机非线性光学晶体材料 343

二、有机非线性光学材料 356

第二节 红外光学材料 359

一、概述 359

二、透过材料 360

三、探测器材料 363

第三节 发光材料 369

一、概述 369

二、阴极射线发光材料 372

三、场致发光材料 381

四、发光二极管 386

五、X射线激发发光 391

六、核辐射的探测 393

七、等离子体发光 397

八、多光子上转换发光 398

第四节 固体激光材料 399

一、激光产生的原理 399

二、激光工作物质 401

三、半导体激光器 410

参考文献 415

第十一章 功能复合材料 416

第一节 概述 416

一、功能复合材料的出现 416

二、功能复合材料结构与性能的关系 417

三、应用前景 420

第二节 电学和电子功能复合材料 421

一、电接触复合材料 421

二、导电复合材料 422

三、压电复合材料 424

四、超导复合材料 429

第三节 吸声和吸波功能复合材料 429

一、吸声材料 429

二、吸波材料 432

第四节 光学功能复合材料 435

一、红外隐身复合材料 435

二、导光和透光复合材料 437

第五节 热学和力学功能复合材料 438

一、绝热复合材料 438

二、热强性和耐磨性复合材料 439

三、特殊热膨胀性能复合材料 440

第六节 磁功能复合材料 441

一、软磁粉末复合材料的种类 442

二、软磁粉末复合材料的磁性 443

三、软磁粉末复合材料的生产 445

四、影响烧结软磁材料正常功能的因素 447

五、应用烧结软磁材料的选材标准 448

第七节 纳米复合材料 449

一、概述 449

二、纳米复合涂层材料 450

三、高力学性能材料 450

四、光学材料 452

五、磁性材料 453

六、高介电材料 454

七、仿生材料 455

八、高分子基纳米复合材料 456

第八节 生物复合材料 457

一、强韧化羟基磷灰石生物复合材料 457

二、功能性活性羟基磷灰石生物复合材料 461

第九节 特种功能复合材料 463

第十节 增强复合材料 464

一、增强复合材料发展现状 464

二、增强复合材料的应用 467

参考文献 471

第十二章 分离材料 472

第一节 离子交换材料 472

一、离子交换材料的分类与发展 472

二、离子交换性能及影响因素 475

三、层状磷酸锆类无机离子交换材料的制备与应用 482

四、聚乙烯吡啶树脂的合成、改性与应用 484

第二节 分子筛 490

一、分子筛的分类与发展 490

二、磷酸铝系列分子筛 491

三、凝胶树脂系分子筛 499

第三节 分离膜及膜材料 509

一、概述 509

二、无机膜 512

三、高分子膜 520

参考文献 535

第十三章 医用生物材料 538

第一节 对医用生物材料性能的要求 539

一、具备生物适应(相容)性 539

二、具备效果显示功能 543

第二节 医用生物无机材料 544

一、生物金属材料 544

二、生物陶瓷材料 546

第三节 天然医用生物材料 559

一、肝素 560

二、胶原 564

三、甲壳素、壳聚糖及其衍生物 568

四、透明质酸和透明质酸钠 573

第四节 合成高分子医用生物材料 579

一、硅橡胶 579

二、聚乳酸及其共聚物 582

三、聚酸酐 588

四、聚对二氧六环酮 595

五、高分子药物 597

参考文献 599

第十四章 超强吸水高分子材料 601

第一节 超强吸水高分子材料的发展概况 601

一、国外发展状况 601

二、国内研究进展 603

第二节 超强吸水高分子材料的种类和特性 604

一、超强吸水高分子材料的分类 604

二、超强吸水高分子材料的结构和性能 604

第三节 超强吸水高分子材料的制备方法 607

一、淀粉系超强吸水材料的制备 607

二、纤维素超强吸水材料的制备 614

三、合成系超强吸水高分子材料的制备 617

第四节 超强吸水高分子材料的应用 638

一、在生理卫生方面的应用 638

二、在农业与园艺方面的应用 639

三、在沙漠治理及表土绿化方面的应用 640

四、在日用化工方面的应用 640

五、在医药方面的应用 640

六、其他方面 641

参考文献 641