第一篇:功能材料
2010-1011学年第2学期《功能材料》期末考试
超轻超宽带电磁波吸收材料研究动态
(海南大学材料与化工学院,材料科学与工程系)
摘 要:结合超宽带新体制雷达的研究动态及军事应用潜力,说明研制超轻超宽带吸波材料的必要性。并就多种新型吸收剂及雷达吸波材料的吸波性能,应用现状等方面做了介绍。关键词:超宽带雷达;新型吸波材料;研究进展
所谓雷达吸波材料(简称吸波材料)是指能够吸收衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料[1]。吸波材料在军事中起着无可比拟的作用。1991年在海湾战争中,美方F-117A隐形飞机在历时42天的战斗中执行任务1270架次,摧毁伊军95%的重要军事目标而无一架损毁。但是随着新体制雷达及反隐身技术研究的深入,迫切需要开发吸收强、频带宽、质量轻、厚度薄的新型吸波材料,以使我们在未来的战争中立于不败之地。
1新型雷达吸波材料分类
新型雷达吸波材料分类标准有很多。按吸波原理来分,吸波材料可分为吸波型和干涉型。按材料对电磁波的损耗机理来分,吸波材料可分为导电损耗型、介电损耗型和磁损耗型三类[2]。电损耗型吸波材料按成型工艺和承载能力,又可分为涂层、贴片、泡沫及结构吸波材料等[3] 按材料的成型工艺和承载能力来分,吸波材料可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波材料。
1.1涂层型吸波材料
一直以来,对于各种飞行器来说,可行且比较简单的隐身技术主要是在其表面涂上一层吸波层。吸波层的大体做法是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后,涂覆于目标表面形成吸波层。现实中对吸波涂层的要求是薄、轻、宽[4]。薄即厚度薄,轻即质量轻,宽即吸收频带宽。吸波涂层的作用是吸收入射的电磁波,并将电磁能转换成热能损耗掉。涂层型吸波材料可以分为下面几类: 1.1.1铁氧体吸波材料
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铁氧体吸波材料是研究较多而且比较成熟的吸波材料,它在高频下有较高的磁导率,电阻率也较大,电磁波易于进入并快速衰减,因此被广泛地应用在雷达吸波材料领域中。铁氧体吸波材料通常分为尖晶石型铁氧体与六角晶系铁氧体两种类型。国内对铁氧体吸波材料主要有安徽大学,武汉理工大学等。国外的技术要比国内好的多。例如日本Tohoku大学对通过控制BaFe12-xTi0.5Mn0.5)xO19取代量x 调整复数磁导率的大小,能够获得宽的吸收频带,并且混合两种铁氧体能够获得更宽的吸波频带。1.1.2空心微珠吸波材料
空心微珠按其形成的方式,可分为人造微珠和粉煤灰空心微珠。其具有颗粒微细、中空、质轻、耐温高、绝缘、化学性能稳定等特性,故其用途涉及到各个领域[6]。空心微珠的加入不仅会降低材料的密度,而且会提高材料的刚度、强度、绝缘性等。近年来,国外对空心微珠开展了较多研究,美国以3um左右玻璃球为载体,镀上以Ni,Al,W等为损耗层的10nm左右薄膜。当采用厚度为2nm的球形多层颗粒膜时,在8-18GHz频率范围厚度为2.5mm时,吸收率可达-20dB[7]。葛凯勇等利用化学镀镍对空心微珠表面进行镀镍改性,改性后的微珠表面均匀的附着金属镍,用其制备的吸波材料在16.6-18GHz波段吸收率小于-10dB,最大吸收率可达-13dB[8]。
1.1.3纳米吸波涂层材料
纳米材料是指材料组分的特征尺寸处于纳米量级(1 nm-100 nm)的材料[9]。纳米材料具有极好的吸波特性,同时具有宽频带、兼容性好、质量好和厚度薄等特点,其特殊结构引起的量子尺寸效应和隧道效应等,导致它产生许多不同于常规材料的特异性能。以及它的高透过率等诸多优点,很多国家都把纳米材料作为新一代吸波材料加以研究和探索。沈增民等用竖式炉浮游法制备的碳纳米管的外径为40-70nm,内径为7-10nm,长度为50-1000um,碳纳米管呈直线状,用化学镀方法在碳纳米管的表面镀上一层均匀的过渡金属镍。碳纳米管吸波涂层在厚度为0.97mm时,在8-18GHz,反射率<-10dB的频宽为3.0GHz,反射率<-5dB的频宽为4.7GHz。镀镍碳纳米管吸波涂层在厚度为0.97nm时,R<-10dB的频宽为2.23GHz,反射率<-5dB的频宽为4.6GHz[10]。1.1.4多晶纤维吸波材料
多晶纤维吸波材料是靠涡流耗损和磁滞损耗一起构成磁损耗,在外界交变电磁场的作用下,纤维内的自由电子产生振荡运动,产生振荡电流,将电磁波的能量转换为热能而损耗掉。它是一种质轻的磁性雷达波吸收剂,具有吸收强、频带宽、面密度低等特点,克服了大多数磁性吸收剂存在的严重缺点[11]。美国3M公司研制出的亚微米级多晶铁纤维吸波涂层在4-6GHz
[5]
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频带内的反射率低于-5dB,在6-0GHz频带内的反射率低于10dB,在10.5-3.5GHz频带内的反射率低于-20dB[12]。欧洲伽玛(GAMMA)公司研制出一种新型雷达波吸收涂层,采用多晶铁纤维作为吸收剂,这是一种轻质的磁性雷达波吸收剂,可在很宽的频带内实现高吸收效果,且质量减轻40%-60%。据报道,该技术已成功用于法国国家战略防御部队服役的导弹和载入飞行器[11]。
1.1.5手性吸波涂料
手性吸波材料是利用手性物质的旋光色散性吸收电磁波能量的。其具有吸波频率高、吸收频带宽的优点,并可通过调节旋波参量来改善吸波特性在提高吸收性能、扩展吸波带宽方面具有很大潜能[11]。俄罗斯Teriyaki(1995,1996)理论计算了含单圈螺旋体的手性复合体的电磁波反射衰减,0-12GHz最高达35dB,此后他在芬兰与semchenk(2001)一道从理论上报道了电磁波与人造手性体层叠结构吸波材料的相互作用,采用多圈金属螺旋线圈成同轴排列。国内GC.Sun(2000)实验证实,在Fe3O4聚苯胺复合体中加人手性体(3圈铜螺线圈)后,最小反射衰减分别为25dB(未加人时为17.8dB)。国内外的手性吸波实验研究大多采用石蜡、环氧树脂、聚苯胺等进行粘合,康青等人还在混凝土中引人手性吸波材料,其结果令人满意[13]。
1.1.6导电高聚物吸波涂料
导电高聚物是由具有共轭π-键的高聚物经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料,其导电机制一般认为是掺杂导电高聚物的载流子是孤子、极化子和双极化子等[8]。美国已研制出一种由导电高聚物复合成的雷达吸波材料。这种吸波材料具有光学透明特性,可以喷涂在飞机座舱盖、精确制导武器和巡航导弹的光学透明窗口上,以减弱目标的雷达回波。这种导电聚合物为聚苯胺混合物,可使材料导电性发生改变,从而提高其对雷达波的吸收能力[14]。
另外,可见光、红外及雷达兼容吸波材料,智能材料等新型的超轻超宽带电磁波吸收材料也是众多材料专家研究的方向。相信不久的将来,关于这方面的成绩就会展现在大家面前。
1.2其它类型的吸波材料
近几年,其他类型材料也在蓬勃发展。例如,而多孔层叠吸波材料[15]具有低体密度、宽吸波频段、强吸收性能等特点,既可应用于测试场背景处理材料,也可将其作为芯材料、武器材料等。夹层结构复合材料是一种典型的轻质、高强度、高刚度的新型材料,其有泡沫夹芯和蜂窝夹芯两种最重要的形式。在航空航人等领域中有着极其重要的应用价值[16]。
结构型吸波材料是一种新型的功能复合材料,它是在涂敷型吸波材料与先进复合材料的
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基础上发展起来的,这种材料既具有复合材料的重量轻、强度高、刚性好等优点,又克服了涂敷型吸波材料的增重大,高速飞行时易脱落等缺点。由于它兼具承载与吸波两大功能,是当代吸波材料发展的主要方向[17]。美国比较注重这方面的研究,国内这方面的研究较少。其热门研究[18]主要有热塑性混杂纱吸波复合材料,多层结构型和多层夹芯结构型吸波复合材料,耐高温结构型吸波复合材料,C/C材料、智能结构型吸波复合材料等。其大部分已经用于实践中。超宽带雷达及反隐身技术研究现状
超宽带雷达(又称冲击雷达或无载波雷达),指工作带宽大于或等于其中心频率25%的雷达。具有高的距离分辨率、低截获概率、反隐身、抗干扰、抗反辐射导弹、强穿透力等常规雷达无法比拟的优点[19]。自上世纪50年代末开始发展至今,已有200多篇UWB论文在IEEE上发表,获得100多项专例[20]。由于商界的推动及而今的军事需求,超宽带雷达已趋于成熟。下面简单介绍几种新型超宽带雷达。
斯坦福研究所所研制的机载商用雷达,工作频段为200 MHz-400 MHz。还研究出了第一部VHF GPR SAR,工作频段为200 MHz-600 MHz,分辨率为1 m×1 m,带宽达200 MHz×2。美国ARL(Army Research Laboratory)为研究叶簇和地下埋藏目标的基本特性,解决地雷探测问题而研制的低频、宽波束、超宽带基地合成孔径雷达系统撑竿合成孔径雷达(BoomSAR)系统,其带宽宽达60 MHz-1.1 GHz,瞬时带宽1 GHz,距离分辨率小于0.3m[21,22]。
瑞典国防研究军事组织(FOA-Defense Research Establishment)研制出一种超宽带、宽波束机载雷达系统相干全无线电频段传感器(CARABAS)。他的第一代机载SAR传感器CARABASⅠ已于1992年投入使用。第二代CARABASⅡ于1996年10月进行了首次飞行试验,目前处于测试与定标阶段。其频率范围介于20-90 MHz(HF高端和VHF低端),信号带宽70 MHz,方位向分辨率1.5 m,离向分辨率3m[23]。1994年由美国密歇根环境研究学院升级的UHF UWB SAR,频率范围为215-900 MHz,信号带宽509 MHz,距离向分辨率为0.33 m,方位向分辨率为0.663m[24]。且早已用于海军军事活动中。
美国防御评估研究机构研制的DERA UWB SAR堪称世界带宽最宽、分辨率最高的雷达。其工作频段为200 MHz-3.2 GHz,瞬时带宽为3 G,分辨率为0.5 m×0.05 m(方位向可优于0.3 m)[25]。已经在科索沃地区进行了多次实际军事应用潜力巨大,在未来战争中的作用令人惊叹!
目前许多吸波材料研发技术己经比较成熟,如被称为“铁球”的APP-021吸波涂料、4
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Dallenbach层和Jaumann吸收体等
[26]
。随着隐身技术的发展,反隐身技术也在酝酿。隐身的物体在不同的观察角度,隐身能力是不同的,采用双基地、多基地雷达,即发射机和接收机异地配置,这样就可以接收到隐身物体偏转了的雷达回波,使目标暴露。还可以采用长波雷达,现存隐身技术一般是对付厘米雷达的,波长较长时,隐身性能减弱,因此长波雷达便显示了极大的优势。与此同时,高功率微波束武器由于其可以极易伤害隐身材料,因此也是反隐身技术发展的一个方向
[27]。
3.结束语
综上所述,吸波材料在军事领域中起着举足轻重的作用。虽然新型超轻超宽带电磁波吸收材料的研究已经在各个国家开展,但是目前,只是起步阶段。其在民用方面仅仅用于微波暗室里的测试[28]。现在应用的吸波材料仍存在频带窄、效率低、密度大等缺点,应用范围受到一定限制。在此领域的研究前景还是非常广阔。
参考文献
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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
第二篇:功能材料论文
《功能材料》课程论文
纳米材料及其应用
姓 名: 虎少奇 班 级:金材132班 学 号:***3
材料科学与工程学院
河南科技大学
纳米材料及其应用
摘 要:纳米材料由于其独特的效应,使得纳米材料具有不同于常规材料的特殊用途。近年来,随着科学技术尤其是纳米技术的发展,纳米材料已经从高精尖领域逐渐走到百姓的生活之中,它的科学价值及应用价值逐渐被发现和认识,纳米技术的研究得到了更多的关注。逐渐新兴起的的纳米材料进入人们的眼球,就需要我们对纳米材料进行更多的研究与发展,揭秘其中的奥秘之处,就像人们所认知的那样被大家熟知。为此,我们应该付出更多的努力。本文将带大家探索我们不太熟知的纳米材料的奥秘,关键词:纳米材料;效应;纳米技术;纳米结构;应用范围;
1.纳米材料
纳米级结构材料简称为纳米材料,广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义,纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状、团块状的天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间,并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下(注1米=100厘米,1厘米=10000微米,1微米=1000纳米,1纳米=10埃),即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。
纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。
2.纳米材料的发展史
1962年,久保提出超微颗粒的量子限域理论,推动了实验物理学家对纳米微粒的探索。第一个真正认识到纳米粒子的性能并引用纳米概念的是日本科学家。他们在20世纪70年代用蒸发法做了超微粒子,并发现,导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。
1984年德国的H.Gleiter教授等合成了纳米晶体Pd, Fe等。并且1987年美国阿贡国立实验室Siegel博士制备出纳米TiO2多晶陶瓷,呈现良好的韧性,在100多度高温弯曲仍不裂。这一突破性进展造成第一次世界性纳米热潮,使其成为材料科学的一个分支。这使得纳米材料飞速发展。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办《Nanotechnology》和《Nanobiology》两种国际性专业期刊也在同年相继问世。标志着纳米科学技术的正式诞生。今天,纳米科技的发展使费曼的预言已逐步成为现实。纳米材料的奇特物性正对人们的生活和社会的发展产生重要的影响。
纳米材料的发展分为三个阶段:第一个阶段(在1990年以前)主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜),研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。第二个阶段(1994年以前)是人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料,通常采用纳米微粒与纳米微粒复合,纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三个阶段(1994年以后)主要是纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,正在成为纳米材料研究的新的热点。
3.纳米材料的五大效应
(1)体积效应
当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化,这就是纳米粒子的体积效应。
(2)表面效应
表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。表9-2给出了纳米粒子尺寸与表面原子数的关系。
(3)量子尺寸
粒子尺寸下降到一定值时,费米能级接近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。例如,导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体,磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关,比热亦会反常变化,光谱线会产生向短波长方向的移动,这就是量子尺寸效应的宏观表现。因此,对超微颗粒在低温条件下必须考虑量子效应,原有宏观规律已不再成立。
(4)量子隧道
微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。人们发现一些宏观量,例如微颗粒的磁化强度、量子相干器件的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统的势垒产生变化,故称为宏观的量子隧道效应。用此概念可定性解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等。
(5)介电限域
纳米粒子的介电限域效应较少不被注意到。实际样品中,粒子被空气﹑聚合物﹑玻璃和溶剂等介质所包围,而这些介质的折射率通常比无机半导体低。光照射时,由于折射率不同产生了界面,邻近纳米半导体表面的区域﹑纳米半导体表面甚至纳米粒子内部的场强比辐射光的光强增大了。这种局部的场强效应,对半导体纳米粒子的光物理及非线性光学特性有直接的影响。对于无机-有机杂化材料以及用于多相反应体系中光催化材料,介电限域效应对反应过程和动力学有重要影响。
4.纳米技术
纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产(超微粉、镀膜、纳米改性材料等),性能检测技术(化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能)。纳米加工技术包含精密加工技术(能量束加工等)及扫描探针技术。目前,纳米技术主要应用于“袖珍军团“,微型环状激光器,纳米级微电子软件,超微型计算机等方面。
5.纳米结构
纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造的一种新体系。它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。对纳米阵列体系的研究集中在由金属纳米微粒或半导体纳米微粒在一个绝缘的衬底上整齐排列所形成的二位体系上。而纳米微粒与介孔固体组装体系由于微粒本身的特性,以及与界面的基体耦合所产生的一些新的效应,也使其成为了研究热点,按照其中支撑体的种类可将它划分为无机介孔复合体和高分子介孔复合体两大类,按支撑体的状态又可将它划分为有序介孔复合体和无序介孔复合体。在薄膜嵌镶体系中,对纳米颗粒膜的主要研究是基于体系的电学特性和磁学特性而展开的。
6.纳米材料的制备
(1)惰性气体下蒸发凝聚法。通常由具有清洁表面的、粒度为1-100nm的微粒经高压成形而成,纳米陶瓷还需要烧结。国外用上述惰性气体蒸发和真空原位加压方法已研制成功多种纳米固体材料,包括金属和合金,陶瓷、离子晶体、非晶态和半导体等纳米固体材料。我国也成功的利用此方法制成金属、半导体、陶瓷等纳米材料。
(2)化学方法:1水热法,包括水热沉淀、合成、分解和结晶法,适宜制备纳米氧化物;2水解法,包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等。
(3)综合方法。结合物理气相法和化学沉积法所形成的制备方法。其他一般还有球磨粉加工、喷射加工等方法。
6.纳米材料的应用范围
就目前而言,纳米材料应用主要是天然纳米材料,纳米磁性材料,纳米陶瓷材料,纳米传感器,纳米倾斜功能材料,纳米半导体材料,纳米催化材料,纳米计算机,纳米碳管,医
疗应用,家电,环境保护,纺织工业,机械工业等方面。而被我们所了解的纳米材料大概就有纳米磁性材料,纳米陶瓷,纳米半导体材料了。
(1)纳米磁性材料
在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质,纳米粒子尺寸小,具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性,用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好,而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体,用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。
(2)纳米陶瓷材料
传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动,材料质脆,烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小,晶粒容易在其他晶粒上运动,因此,纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性,这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形,然后做表面退火处理,就可以使纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性,而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。(3)纳米半导体材料
将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料,具有许多优异性能。例如,纳米半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低,电导热系数也随颗粒尺寸的减小而下降,甚至出现负值。这些特性在大规模集成电路器件、光电器件等领域发挥重要的作用。
利用半导体纳米粒子可以制备出光电转化效率高的、即使在阴雨天也能正常工作的新型太阳能电池。由于纳米半导体粒子受光照射时产生的电子和空穴具有较强的还原和氧化能力,因而它能氧化有毒的无机物,降解大多数有机物,最终生成无毒、无味的二氧化碳、水等,所以,可以借助半导体纳米粒子利用太阳能催化分解无机物和有机物。
总之,纳米材料存在我们生活中一切事物之中,只是我们没有发现而已,就像鸽子大脑里的导航,生活的一些半导芯片,很多的精密仪器之中都可能存在纳米材料。纳米材料已经在我们身边大量事物中出现。它的应用前景非常广阔,我们应该更深一步的研究纳米材料,揭开其神秘的面纱。
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1.丁秉钧,《纳米材料》,普通高等教育材料科学与工程专业规划教材,2011-07-27;
2.原继红,黄楠,韩晓云,康传红,孙治尧,闫尔云,纳米材料的应用,《绥化学院学报》2012年第1期 184-186, 3.王仁清,纳米材料的应用,《中国科技信息》,2004年第22期 19,21,课程学习后的收获与建议: 收获:
自当学习了功能材料之后,我便从中更深一步了解到了材料的本质,这对我们材料专业的学生来说无疑是最有帮助的,我们是学习材料的,就必须从材料的多个层面去了解,并且熟悉材料,这样才可以更加熟悉的运用材料的特性,掌握材料的本质。学习本课程之后,我们便可以从只知道材料的一些浅显的的特性像更深一层的特性去了解掌握。例如导电陶瓷的原理,铁电体,压敏陶瓷,气敏陶瓷等等这些我们听过和没有见识过的材料和材料方面的其他知识。就拿形状记忆合金来说,我们能想到的是它会记忆自己的形态,就像之前学过的Ti合金一样,但是,却没有了解它的基本原理,不知道合金的这种记忆效应是由合金的 “相变化”来实现的,随着温度的改变,合金的结构从一相转变到另一相。
总而言之,学习这门课程对我们来说还是收益颇多的,对我们今后的学习工作都将有颇为重要的作用。
建议:
总的来说对这门课程还是比较感兴趣的,当初选这门课程就是冲着自己的兴趣去的,龙老师对这门课程也是投入了大量的精力,讲课也是相当认真负责;但是,由于课程内容比较抽象,同学们的热情并不是很高。要是实验的内容占大部分的比例,或许更容易去理解和感受,更有兴趣去了解功能材料。希望在今后的学习中,老师可以带领我们多去实验室,在动手过程中帮我们指导学习。
第三篇:政党功能
一、政党的基本功能 1.利益综合和表达
政党接受个人和集团在社会生活中形成的, 并向政治系统表达各种利益、要求、意见和欲望, 把它们归纳成为在决策时便于处理的几套可供选择的方案。“在多元社会中把社会上所发生的种种利益予以呈明, 使之显现于政策过程管道上的, 便属于政党的重要任务。”[1]为此, 政党必须建立信息网, 准确接收公民和集团发出的信号。然后, 政党对本党的党员或者所联系的公民的利益要求、意见进行分析、综合和过滤, 进而通过各种方式和渠道向政府表达。
政党的利益综合和表达是具有选择性的, 并且也具有自利性。政党作为特定的评价系统和具备固有的决策机构的小型政治系统, 对社会不断表达出的利益进行取舍, 加以选择, 并排出优先顺序。在利益综合的过程中, 支持该政党的主要集团利益理所当然地被放在优先位置。2.精英形成和录用
政党向政治系统内的各种职务和机构(例如内阁、议会、法院以及国有企业的领导职位等)输送精英, 使之获取政治职位。如果没有在选举中动员众多的选民和把自己推举到领导职位的组织, 就等于没有成功的可能性。从这个意义上说, 政党是权力渴望者不可忽视的通往权力的运载工具。政党的这个功能, 是存在于世界政治中的各种政党所具有的共同功能。伯恩斯等人指出, 政党可以物色政治领导人。对许多美国人来说,地方政党不仅是进身之阶, 而且是活动的基地。由于政党是在全国范围内组织起来的, 地方社团便有助于在地方社区与全国政府之间建立个人的和政治的联系。政党通过掌握授与职位的权力, 一直起着一种职业介绍所的作用, 在地方一级尤其如此。[2] 3.政治决策和协调
现代政治的显著特征, 是随着社会问题的复杂化,政治也不断扩大化、精密化和专业化。“为了有效地处理远远超过每个决策者理解力的复杂的政治课题, 如果没有保持议员之间的统一和秩序、集中专业知识和信息以及谋求充实审议内容的组织, 作为最高决策机构的议会则不仅难以实现迅速的运转, 而且会完全流于形式。议会把信息的收集和公开活动、政治调查活动、审议讨论活动以及立法活动的命运委之于政党。”
政党发挥着润滑剂作用, 促进行政部门和立法部门的关系协调。在英国的议会内阁制下, 由议会选举中获取多数席位的政党组阁, 行政部门与立法部门以政党为媒介, 在人员[3]和政策上都紧密配合。在总统制下,政党也有利于行政部门与立法部门的协调和配合。当议会内多数派政党与总统是同一政党时, 那么以总统为首的行政部门与议会就很容易保持良好的协调关系。然而, 在总统制下往往会出现总统所在的政党在议会中处于少数派的情况。但即使在这种情况下, 总统想获得议会的支持和协调, 通常也是能通过政党来实现。因此, 政党既是决策机构的操作者和促进者, 又是润滑剂。“政党帮助组织政府机构, 并影响它们扶持起来担任官职的男女。总统充当政党领袖;国会按政党的界线组成;甚至官僚们也应该听从新的政党领导。这样, 政党在一定程度上成为沟通权力分立的桥梁, 不让宪法上的制约和平衡把政府弄得支离破碎。”[4]“政党还有一种重大的职能: 就是把立法部门中同党的议员团结起来, 使党建研究党政干部论坛 他们一致主张一种政策, 务求达到一种目的。”[5] 4.政治教育和动员
各个国家的政党通常都对本党成员和公民进行政治教育, 从而强化党员和公民对本党的政治认同。“有的国家在中央机构中设置专门的政治教育或政治宣传机构, 开办专门的政治教育学校, 开设各种政治教育的课程, 以训练政党成员和干部。”[6]除了对本党成员进行政治教育外, 政党还通过选举、政治辩论、集会、游行等政治活动把公民组织起来, 直接进入政治领域, 获得政治知识,习得政治技巧, 启发政治智慧。“政党把公民引入政治领域。也就是说, 让公民特别是新进入政治场所的人学习关于政治领域的一般见解、知识和意见。以往公民直接接触政党和议员的机会,除了政治组织化发达的国家以外, 一般是极受限制的。而在今天, 有宣传媒介为政党和公民提供接触机会。通过选举宣传活动、日常宣传活动、议会内审议活动和议会外调整活动, 政党已成为公民的政治信息源、党派精神的培育者和行动指南的提供者, 作为政治信息发射基地的政党, 向公民发出信息, 本来只不过是宣传本党的党派思想、政治态度和意见。”[7]
政党的政治动员功能在社会主义政党以及发展中国家的政党中比较突出。社会主义政党往往通过自己的附属组织(如工会、青年团)来动员工人阶级投身于革命和现代化建设中去。发展中国的政党则通过动员和组织自己的党员和支持者推翻现有政权, 或者把他们动员起来投身于国家建设中去。新兴国家执政党乃是领导国家的中坚, 改造社会以达到革命或建国理想的组织, 它汇集社会的精英, 以动员社会的人力、物力来支援政府行政部门为职责, 从事现代化的建设工作。[8]在美国, 政党的动员功能则仅仅限于选举活动,其政治动员行为是间歇性的。与发展中国家和社会主义国家的政党相比, 美国政党的政治动员功能要弱的多。5.控制和监督政府
政党与利益集团最大的不同就是政党具有独特的终极目的: 获得、行使和维持政权。利益集团和政党一样也会参与政治, 影响政治过程。但是, 利益集团的目的只是在于影响政府的个别决策, 维护和实现本集团的共同利益。掌握政权并不是利益集团的目的所在。而政党的存在则是为了组成政府和掌握立法过程的主导权。具体主要表现在, “完成组阁、控制行政省厅、分配职位(议会内、政府内、行政机关以及同政府有关的机关内的职位)、准备和提出包括预算案在内的各种法案、以及分配补助金等行政权管辖范围内的各种业务, 并控制实际立法过程(根据自己的评价系统)。”[9]当然, 在不同的政体、不同的政党制度之下, 政党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权之外, 政党还负有监督政府的政治功能。在两党制和多党制的国家, 反对党的主要功能就是批评政府的缺失、暴露政府的弱点。就是在威权一党制的国家, 政府的领导人员虽然都是党的领袖, 但党与政府形成的双元体系, 也发挥互相牵制的作用。[10]在两党制和多党制的国家里, 反对党对执政党政府的监督主要通过两种方式实现。一是体制内政党组织的监督。反对党通过议会、行政、司法机构中的党组织, 对执政党在政府中的政治决策过程施加影响。二是体制外政党组织的监督。政党作为一个社会组织, 批评、揭露政府决策的过失和错误。政党成为个体公民实现民主监督的武器。
二、政党的派生功能 1.政治发展功能
亨廷顿为面向政治发展的政治理论做出了突出贡献, 他认为政党的许多功能推进了第三世界的政治发展。首先, 政党的政治动员功能有利于政治参与的扩大。其次, 政党的秩序供给功能有利于政治现代化过程中的政治稳定。通过使领导权更替和吸收新集团进入政治体系的程序规范化, 政党就为稳定和有秩序的变革打下基础, 使动荡无由发生。[11]再次, 政党的权威替代功能有利于政治权威化, 为政治发展提供新的政治认同。最后, 政党的政制创设功能有利于现代政治体制的建立。正如他所言, “许多不同类型的集团--宗教的、民族主义的、阶级的--都能把新的参与者带入政治, 但是只有共产党人才一贯表现出有能力去组织和规划这种参与, 并由此而创立一套新的政治制度。[12] 2.政治稳定功能
首先, 政党是一定阶级或阶层的利益代表者, 可以把所属集团的公民利益综合并且向政府表达。政党在利益综合和利益表达的过程中, 可以有利于公民的不满情绪、冲突和矛盾有序地正常释放。政党的利益综合和表达, 是要受到政党的组织纪律制约的, 它是有序地组织化表达。相对于原子化的公民表达而言, 它更加有利于整个政治秩序的稳定。其次, 政党对自身集团利益综合的过程也是调和这个集团的分散化的公民之间不同利益要求的过程。政党通过对集团公民的利益调和, 可以过滤掉一部分公民的利益要求、不满情绪等, 这样可以减轻社会对政府形成的要求压力, 从而有利于社会的稳定。再次, 在两党制或多党制国家, 可以政党轮替来修复和调整政府政策, 避免政府因为政策过于极端而导致的政治动荡。当然, 政党的政治稳定功能是有条件限制的, 是有限度的。在西方国家, 宪政民主发展的相当完善, 法治程度很高, 公民文化也相当成熟, 为竞争性政党制度提供了良好的政治土壤。在宪法和法律框架的制约下, 政党竞争可以有序地进行, 为社会带来政治稳定。但是在一些发展中国家, 宪政民主往往还没有建立起来, 法治程度很低, 臣民文化盛行。在这么一个几乎没有政治宽容的社会里, 那么竞争性政党制度往往会放大政治冲突和矛盾, 政党斗争也非常残酷。3.政治斗争功能
西方早期政党是内力形成的, 是议会内政治斗争的结果。在英国资产阶级革命期间, 议会内代表不同利益的政治派别围绕是否剥夺国王查理二世的弟弟、天主教徒詹姆士的王位继承权问题而互相展开斗争。以莎夫茨伯里为首的政府反对派议员, 要求剥夺詹姆士的王位继承权。这一派就是“辉格党”的雏形。以丹比为首的政府派议员则支持詹姆士继承王位。他们就构成了“托利党”。美国早期的联邦党和反联邦党, 是围绕1787 年宪法制定问题展开斗争的过程中形成的。以汉密尔顿为首的联邦党人主张建立一个强有力的联邦政府, 主张批准联邦宪法。以杰斐逊为首的民主派则反对中央集权, 主张在联邦宪法草案中写上保障人民权利的“人权法案”条款。从 1791 年至 1792 年, 杰斐逊和麦迪逊初步建立了民主共和党。法国早期政党来源于法国大革命期间的各种政治派别对于法国政体的争论。1789 年法国大革命爆发后, 与王室和特权阶级有密切联系的斐扬派主张君主立宪。而雅各宾俱乐部的吉伦特派和山岳党人则主张废除君主制, 实行共和国。欧洲的社会主义政党以及发展中国国家一些政党也是服务于政治斗争而产生的, 如德国社会民主党、中国共产党和国民党等。这些政党最初都属于体制外政党, 相对于体制内政党来讲他们掌握的政治、经济、文化资源要少得多。“他们所能依赖的最多的就是他们自己。在与政府党竞争中, 加强组织, 通常是它能够有效而持续动员政党的支持者从而战胜自身弱点的唯一可行的道路。”由此可见, 建立起强有力的政党组织是政府反对派进行政治斗争最有力的武器。正如米歇尔斯所言, “组织能够使其成员的付出最小化, 最节省精力,它是弱者对抗强者的武器。”
4.政治联结功能
政党是处于公民与政府之间的政治组织, 它在公民与政府之间构成一座桥梁。“几乎所有政党似乎都表现为两种功能的结合, 即: 一方面政党向社会作出反应;另一方面由政党对社会施以控制。”[13]政党的很多具体功能, 都可以看作是政党联结功能的范畴。萨托利认为, 政党履行三个功能: 表达、引导和沟通。[14]其实,这三个功能是政党的政治中介功能的不同表现方式。据 Kay Lawson 的研究, 政党的政治联结功能主要有三种: 参与联结: 政党充当公民参与政府的机构;政策-反馈联结: 政党作为确保政府官员对不同投票者的意见作出反馈的机构;酬劳联结: 政党主要是充当选票换取支持的通道;直接联结: 政党被政府用于帮助其维持对一些目标的强制性控制。
政党不仅仅构成了公民与政府之间的政治联结,而且它也是公民与其他社会组织之间的中介。政党组织中的个体公民可以通过政党与其他社会组织发生联系。政党的政治联结功能是现代国家尤其是现代民主国家所必需的。在现代国家里, 政党的政治联结功能可以有效地防止个体公民的原子化和碎片化, 可以把个体公民有序地整合起来。在现代民主国家里, 政党的联结功能是议会政治的重要补充。在议会政治中, 民主的实现公民的意志和利益表达是通过议会实现的。而议员又存在着一定的任期, 故在其任期里有可能会出现议员不反映民意的危险。政党的联结则不存在议员任期的限制, 它可以随时对政府的政策产生影响, 左右政府的决策, 从而实现公民对政府的控制。[参考文献] [1][8][10]彭怀恩: 《台湾政党政治》, 风云论坛出版社 1994 年版, 第 4~6 页。[2] [4][美]伯恩斯等: 《美国式民主》, 中国社会科学出版社 1993 年版, 第 352~355 页。
[3][7][9]冈泽宪芙:《政党》,经济日报出版社, 第 6、8 页。
[5][英] 詹姆斯?布赖斯:《现代民治政体》(上卷),吉林人民出版社2001年版, 第114~116 页。
[6] 施雪华:《政党政治》,三联书店 1993 年版, 第178 页。
[11][12][美]塞缪尔?P?亨廷顿:《变化社会中的政治秩序》,三联书店 1989 年版, 第 374、307 页。
[13]《布莱克维尔政治学百科全书》,中国政法大学出版社 1992 年版,第 520~522 页。
[14][意]萨托利:《最新政党与政党制度》,韦伯文化国际出版有限公司 2003 年版, 第 65 页。
(作者系武汉大学政治与公共管理学院博士生)
第四篇:263企业邮箱功能(推荐)
263企业邮局功能
1、邮箱接收传真功能
传真邮件是263企业邮局为用户免费提供的虚拟传真机的功能,开通邮箱后,点击开通“传真功能”,系统会随机分配该邮箱专属电话传真号,联系方只需按习惯给该号码发送传真,传真件将以邮件附件形式投递到用户的信箱中,这个功能的好处是:
a,出差在外身边没有传真机的时,只要可以上网,就随时可以接收查看传真; b,一些传真件需要保密的,传到邮箱就可以实现保密并永久保存备份; c,可以为公司节省传真纸,避免资源浪费。
2、首家推出1G超大附件发送功能,客户均可接收!
为满足客户的需求,263全国首家向客户提供超大邮件服务,允许客户发送最大1G的超大邮件,且无论对方邮箱容量大小,均可接收并下载超大附件。在263企业邮局全新推出的系列产品中,每一个最终用户都可以方便地发送超大邮件,并可将超大附件空间作为临时的网络硬盘保存备份重要文件或者中转文件。
3、业内率先推出企业G邮局,单用户邮箱容量263G
263作为业内第一家打破按M为单位的邮箱容量,统一提供单用户容量为263G,到现在,263网络通信针对企业实际需要,立足用户商务必要性需求,263一直是业内提供专业邮局服务的领跑者,通过多年来不断创新、不断完善的自主研发、263构建出支持超过亿级用户的邮件系统平台,使得企业邮箱的服务具备全新的理念和突破性的功能,为广大用户提供了高稳定性,高安全性,高可靠性的电信级专业电子邮箱服务。
4、南北多线路互联互通保障,海外邮件发送畅通保证
由于国内南北电信分拆后的网络环境因素,很多企业邮局客户都曾被南北电信互通的难题所困扰。邮件服务商的机房放在网通,使用电信接入的客户可能就登录缓慢,反之亦然。
263投入极高成本,直接将网通,电信,铁通,教育网等机房主干线路通过专线宽带接入263机房,同时对线宽采用60%峰值自动调整能力,确保263企业邮箱客户不会受到进出口线宽拥挤堵塞的困扰。
由于国际线路的不稳定,及国内邮件经常被海外邮件服务器屏蔽现状,导致向国外发信失败的事例时有发生。
263为解决海外发信故障问题,在美国达州和香港专门架设了多台海外转发服务器,在海外服务器和国内之间的传输上,采取TLS加密措施,从而规避国际出口错误问题,以及国内和国际之间的网络拥塞;不断优化国际访问路径,成为中国唯一一家入选“国际反垃圾防病毒联盟白名单”的网络通信服务商,确保了263企业邮局客户与海外联络的畅通无阻。
5、自主智能反垃圾网关,打造纯净绿色安全邮
作为企业邮局行业的领导者,263网络通信于2004年开始承担国家863项目技术:《多特征智能反垃圾邮件系统和标准研究及实现》。该项目于2005年11月通过了国家863计划专家组验收,并获得A级肯定。成为国家863计划E唯一“多特征智能反垃圾邮件系统”网关提供商。
263企业邮件采用三重净化、五重过滤,垃圾邮件过滤率≥99.6%.独家研发图片特征码识别技术专一针对以图片为载体的木马病毒及垃圾图片侵袭,防范邮件危险。
263企业邮局在邮箱内设有垃圾邮件举报功能,及时响应用户的垃圾邮件举报,用户个性定制反垃圾。
防范过滤垃圾邮件的同时,263企业邮箱更关注邮件误判给用户带来的烦恼,独家创造性开发出“不明文件夹”功能,保证了邮件误判率不高于万分之一,极大为用户节约了宝贵时间与精力,提高了整体运行效率。
263反垃圾邮件网关技术喜获国家专利(2009年6月底)相关链接地址如下:
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6、邮局后台统一设置邮件监控,跟踪邮件防范机密泄露
具体功能包括:
指定要复制的域内邮箱名称指定复制到哪个域内邮箱
指定复制收件或发件指定复制全部邮件或者根据过滤条件复制邮件
该功能价值所在:企业不再担心公司业务资料和核心机密外流。因为它可以帮您监测部门主管,部门主管又可以监测部门员工,层层保护,安全无漏洞;还可作为统一域内邮件保存备份功能,高效防范域内重要邮件丢失。
7、企业管理结构同步到邮箱分级别分部门管理,实现集团化,层级次便捷管理
为了满足集团规模化,专职化便捷管理,263立足企业结构层级特点,设计开发了邮箱后台分部门设置与部门管理员设置,支持两级分部门,三级域管理员,将企业组织架构融合到企业邮局管理平台,实现了企业组织管理与信息交互办公的同步整合,为集团型,规模型,分散型企业组织的信息化运营提供了无缝办公全方位解决方案。
8、系统邮件支持五日备份重要邮件怎么删都可寻回
263全面提供新版邮局用户所有发送/接收的邮件,为每一个用户提供为时5天的邮件自动备份保证。
9、强大的多功能后台管理,协同商务办公提高企业运营整合管理
A.邮箱多用户名(别名)设置B.批量添加用户 C.多变的花园功能(域内外权限设置)D.便捷实用的邮件列表 E.邮箱检测高级管理 F.域地址本管理G.域页面个性化及域签名管理I.域内黑、白名单···
10、书面签订服务等级协议,服务品质签约保障
做为一家专营网络通信---邮局服务的提供商,263有信心为客户提供专业的,高品质的,不间断的邮件服务。
263在全国邮件服务商中率先向客户提供《企业邮局服务品质保障协议
(SLA)》,263主动做出这样的承诺,既是对自身服务体系和品质的实力保证,也是定位企业需要,持续提供更高品质更高水平的专业通信服务。
11、7*24全方位客户即时服务支持保障机制
7*24全国客服(电话/邮件/即时途径),区域客服中心,代理商技术工程师三位一体及时,快速,互补的服务支撑。
12、多语言版本支持(中简,中繁,英文,日文,韩文)
根据市场的反馈,各种行业各种背景客户的要求,也为了适应263网络通信市场的进一步拓展和细节深入,操作界面语言特别独家支持五种语言版本:中文简体,中文繁体,英文,日文,韩文。并且免费为客户提供每种语言的登陆界面代码,关怀客户使用细致入微。
13、263EM融合通信,致力于为企业用户提供简单易用、多种通信方式整合的全方位体验-----新
通过邮件、即时通讯、CC电话等服务的无缝融合,使用户可以随时随地收发邮件、与企业联系人在线沟通,加深各种人际关系,协同办公,提高工作效率;用户可以通过客户端查看联系人的在线状态,及时收到新邮件到达通知,使用多种增值服务,如论坛、白板、企业文件柜等;
最重要的是强大的管理功能,使企业能主动管理员工的通信行为——这些功能都体现着融合、易管理的设计理念。
14、263手机移动畅邮-----手机网http://wap.263.net及请见------最新
用户无需为服务订制终端设备,也不必考虑后期的升级维护投入,只需将软件与智能手机捆绑,即可实现邮件推送。这使得商务人士无论外出、不便于上网甚至无法上网,均能够随时自由的收发电子邮件。
第五篇:新型功能材料
先进功能陶瓷材料
摘要:本文概述了先进功能陶瓷材料的基本分类和优良性能,并对研究现状做了陈述和对未来先进功能陶瓷材料的发展做了展望.关键词: 先进功能陶瓷材料;分类;优良性能;发展概况;展望
Advanced ceramic materials
Abstract: This paper provides an overview of advanced ceramic materials the basic classification and excellent performance, and the research situation on the statement and the future of advanced ceramic materials is prospected.Key words: advanced ceramic materials;classification;excellent performance;development situation;Prospect
1.功能陶瓷材料的简要介绍
功能陶瓷材料对电、磁、光、热、化学、生物等现象或物理量有很强反应,或能使上述某些现象或量值发生相互转化的一种陶瓷材料。功能陶瓷是一类颇具灵性的材料,它们或能感知光线,或能区分气味,或能储存信息……因此,说它们多才多能一点都不过分【1-3】.它们在电、磁、声、光、热等方面具备的许多优异性能令其他材料难以企及,有的功能陶瓷材料还是一材多能呢!而这些性质的实现往往取决于其内部的电子状态或原子核结构,又称电子陶瓷。已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有广泛应用。
超导陶瓷材料就是功能陶瓷的杰出代表。1987年美国科学家发现钇钡铜氧陶瓷在98K时具有超导性能,为超导材料的实用化开辟了道路,成为人类超导研究历程的重要里程碑【2】。压电陶瓷在力的作用下表面就会带电,反之若给它通电它就会发生机械变形。电容器陶瓷能储存大量的电能,目前全世界每年生产的陶瓷电容器达百亿支,在计算机中完成记忆功能。而敏感陶瓷的电性能随湿、热、光、力等外界条件的变化而产生敏感效应:热敏陶瓷可感知微小的湿度变化,用于测温、控温;而气敏陶瓷制成的气敏元件能对易燃、易爆、有毒、有害气体进行监测、控制、报警和空气调节;而用光敏陶瓷制成的电阻器可用作光电控制,进行自动送料、自动曝光、和自动记数。磁性陶瓷是部分重要的信息记录材料。还有半导体陶瓷、绝缘陶瓷、介电陶瓷、发光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推进剂陶瓷、太阳能光转换陶瓷、贮能陶瓷、陶瓷固体电池、阻尼陶瓷、生物技术陶瓷、催化陶瓷、特种功能薄膜等,在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用【3】。
2.先进功能陶瓷材料的发展
先进功能陶瓷是包括具有电,礠,光,声,热,力学等不同性能极其交叉偶合效应的压电,磁电,热电,光电等能量互换的功能材料,主要分类有电子陶瓷,磁性陶瓷,敏感陶瓷,光电陶瓷,生物陶瓷,快离子导体和高温超导陶瓷材料等【4】。目前,残叶规模最大的功能陶瓷是新型元期间用的信息功能陶瓷或电子陶瓷,约占60%-80%的份额,主要包括:电介质陶瓷(电绝缘陶瓷和电容器陶瓷),铁电陶瓷,压电陶瓷,微博陶瓷,半导体敏感陶瓷和磁性陶瓷等。
3.先进功能陶瓷材料的基本分类
3.1压电陶瓷
主要是以锆钛酸铅为主,应用于超声换能器,压电谐振器,滤波器,微位移器和压电驱动器等【4-5】。近年来,作为环境友好性材料,无铅压电陶瓷的研发和应用的到普遍重视。3.2电容器陶瓷
陶瓷电容器是电子技术中使用量醉倒的电容器,其成分主要有金红石,钛酸钡等。其结构有圆片式高压陶瓷,晶界层电容器和多层陶瓷电容器【5】。3.3 装置陶瓷
主要包括用于电子技术,微电子技术和光电子技术中,起绝缘作用的高压电瓷,陶瓷理念,基片及多层陶瓷封装材料等,有滑石瓷,莫来石,刚玉磁等【6】。随着高温和低温供热陶瓷技术的快速发展,陶瓷和玻璃陶瓷基板材料的需求昨年增加。3.4微波介质陶瓷
主要为钛酸盐,锌酸盐基的陶瓷和玻璃陶瓷。是一种高频,低能耗,温度稳定型电介质材料,已经广泛应用于滤波器,移相器,微波电容等现代微波通讯的关键材料。
3.5 半导体陶瓷
主要组成有钛酸钡,钛酸镁等,主要用于热敏,电敏,光敏,气敏等敏感元件和传感器中【7】。
3.6 磁性陶瓷
是制造各种磁性与电感器件的基础材料,包括软磁铁氧体,永磁材料以及纳米微晶软磁合金等,其中主要是锰锌铁氧体,镍锌铁氧体等。3.7 压电晶体
应用于以声表面波器件为主的各类高频器件,主要有石英晶体,四硼酸锂和新型雅典单晶等【8】。另外,驰豫型贴点压电单晶陶瓷等,已经在医用超声成像方面取得突破性进展和应用。3.8功能陶瓷薄膜
随着集成铁电学的深入研究,铁电陶瓷薄膜与微电子工艺的兼容,利用其贴典型,美国已成功研制了非挥发性铁电随机存储器,并且已批量生产。微小型话和集成化的不断发展,才来与器件的融合,分立和集成器件的界限越来越模糊,这使得传统的材料分类变得困难【8-10】。
3.9其他功能陶瓷
除了上述得到广泛应用的功能陶瓷外,还有很多很有发展潜能和应用前景的陶瓷材料,例如远红外陶瓷,压电复合材料,磁电复合材料,透明导电材料,快粒子导体陶瓷,生物医用陶瓷,高温超导陶瓷以及核反应堆陶瓷等【9】。
4.先进功能陶瓷材料的应用领域
高性能先进功能陶瓷材料具有电、光、磁、半导、化学等多方面的功能特性,从而在广泛的应用领域中占有重要地位,并有广阔的开拓前景。
(1)电学、电子功能材料 该领域中有各种类型的材料,例如:绝缘材料、压电材料、半导体材料、离子传导材料等,现将典型的材料列举如下:氧化铝、钛酸钡、钛锆酸铅、氧化锌系陶瓷等。
(2)磁学功能材料 铁氧体就是在这种功能的材料,铁氧体有软质和硬质之分。在软质铁氧体中,有尖晶石型和石榴石型;在硬质铁氧体中,有磁铅酸盐型【11】。
(3)光学功能材料 透光陶瓷有氧化铝、氧化镁、氧化钇;透光压电陶瓷(光电陶瓷)已知有PLZT【12】。
(4)化学功能材料 这一领域的材料中,作为敏感元件的有:气敏元件、湿敏元件和催化剂;作为氧化物有的:氧化锡、氧化锌、复合氧化物等,应用很广。(5)热功能材料 作为红外线辐射材料的有氧化锆、氧化钛。可用作热源。(6)生物体功能材料 应用在人工牙齿、人工骨、人工关节等等。以下是几种常用的先进功能陶瓷的大概分类和应用领域:
(一)电性陶瓷——可分别归纳为几大类
1.介质材料。许多陶瓷材料具有高的介电常数,称为介质材料。按其结构与性能,可分为以下几类。
(1)绝缘陶瓷。其典型代表有al2o3、aln及beo等。al2o3陶瓷已广泛用作半导体集成电路的基片与高性能的封装材料。aln具有更高的导热系数,有利于在日益增长集成度条件下热量的散失,是继al2o3之后,下一代的基片材料。beo同样具有高的导热系数,但由于铍的毒性,而且价格昂贵,限制了它的应用。
(2)铁电陶瓷。这是一大类功能陶瓷,具有铁电性,以ba-tio3、srtio3等为代表,有宽广的应用性,其中电容性陶瓷的产量及销售额占有最大的比重。
(3)压电陶瓷。铁电陶瓷经过极化处理,在大多数情况下可使其电畴转向、排列,从而具有压电性,以钛酸钡、锆钛酸铅等为其主要代表。用它们制成的器件,在水声、电声、超声、滤波、引燃、引爆等方面,有甚为广泛的应用【13】。最近,微位移器的发展,压电陶瓷及电致伸缩陶瓷发挥了很大作用。著名的huber望远镜在外层空间的位置的微小而精确的调整,就是用这种微位移器实现的。2.半导陶瓷——不少类无机物质具有半导性,被利用为在不同环境下的敏感材料,发展成为传感器。
(1)湿敏材料、器件。
(2)温度敏感材料与器件——典型的有被广泛使用的ptc、ntc器件。
(3)气氛敏感材料与器件。
(4)变阻器(varister)——sic、zno等。吸收高电压、脉冲电流,作为避雷器等。
3.离子导体。其中以掺杂cao或y2o3的四方稳定zro2作为氧离子导体,以及β”al2o3和nasicon作为钠离子导体最有代表性。前者作为在各种环境下,包括高温窑炉、烟道气、汽车尾气和钢水中测定氧的浓度等,已发展成相应的器件,获得广泛的应用。在近年来发展中的氧化物燃料电池(sofc),氧离子导体是整个系统中构成传导氧离子的电介质部件,起到核心的作用。而钠离子导体材料则是多年来引起材料界与电化学界重视的钠-硫电池的关键材料。
(二)磁性陶瓷
1.软磁材料。以铁氧体为代表的软磁材料,人们经过多年的工作,开发了几代材料,为磁记录介质的应用与发展做出贡献。它的优点之一,是更适于在高频下使用。
2.硬磁材料。另外一大类铁氧体陶瓷构成铁磁体材料,也适用于高频,同样获得广泛的应用。
(三)光性陶瓷
陶瓷材料做到透明,从而可利用其光性,是陶瓷材料制备科学的一大进步。其关键是要在烧结致密化过程中,排除其中几乎所有的闭口气孔。否则,由于存在着许多与可见光波长相似的气孔,射入光因强烈的散射作用,不能透过,使陶瓷材料失透。
1.透明氧化铝。一般al2o3陶瓷是不透明的,利用其耐高温、高硬度、耐磨损,高强度以及电绝缘等特性。但当人们掌握了在制备al2o3陶瓷时,排除其中的全部气孔,即成为透明氧化铝。现在的水平,已可制出透过95%可见光的管子,用做高压钠蒸气灯。在灯管内,温度可达1400℃,同时钠蒸气有强烈的腐蚀作用,透明氧化铝成为理想的灯管材料,现已是一巨大的产业。
2.透明mgo、zns等。是红外及特殊的窗口材料。在工业、高温实验室及国防上均有重要应用【13】。
3.透明掺镧的锆钛酸铅(plzt)陶瓷,是一种有广泛应用价值的功能陶瓷。由于可制备得到透明的材料,在光阀、光调制、光存储、显示等领域获得应用,成为光信息处理技术中的重要材料和器件。
(四)化学陶瓷即利用其化学及电化学性能的一类材料。
1.气敏材料与器件,如zno、fe2o3、sno2等。已用于气氛检测器、漏气报警及自动换气风扇等。
2.催化剂载体及催化剂——沸石、氧化铝、尖晶石以及相应的纳米材料是很好或已获得广泛应用的催化剂载体,有些经过修饰就具有很好的催化剂功能。
3.电极材料。用于诸多的电解工业,主要是碳化物、硼化物等。
(五)热性陶瓷
主要利用陶瓷,特别是涂层材料在适当的高温下具有高效率的红外辐射特性。例如以 zro2及 tio2为基的涂层,在食品、化工、医药等许多行业中获得应用。
5.先进功能陶瓷材料的发展现状
先进功能陶瓷材料已经发展成为多晶体,单晶,薄膜,多层膜,复合材料等多种材料形态的大家族,功能效应的多样性,成分和结构的复杂性和应用的广泛性,使得先进功能陶瓷材料科学发展成为一门新兴的的交叉学科,设计固体物理,晶体化学,固体力学,电子器件与信息工程科学等多学科领域【14】,具有丰富的科学内涵,目前,先进功能陶瓷已经成为新一代电子元器件残叶的关键材料,是促进信息技术重大创新的源泉和先导,是技术创新和高科技发展十分活跃的研究领域,其地位仅次于集成电路,是当今世界竞争最激烈,发展最迅速的基础性和战略性的产业。同时也是衡量一个国家综合实力和国际竞争力的重要标志之一。先进功能陶瓷以每年15%的高速度增长,大约五年年产量增加一倍,信息功能陶瓷材料及其制品的用量逐年增加,因此先进功能陶瓷材料对电子信息产业及集成电路产业发展有着非常重要的作用【15】。
6.先进功能陶瓷材料的发展前景和展望
功能陶瓷的不断开发.对科学技术的发展起了巨大促进作用.功能陶瓷的应用领域也随之更为广泛.目前主要用于电、磁、光、声、热和化学等信息的检羽、转换、传输、处理和存储等,并已在电子信息、集成电路、计算机、能源工程、超声换能人工智能、生物工程等众多近代科技领域显示出广阔的应用前景。根据功能陶瓷组成结构的易词性和可控性,可以制备超高绝缘性、绝缘性、半导 性、导电性和超导电性陶瓷;根据能量转换和耦合特性,可以制备压电、光电、热电、磁电和铁电等陶瓷;根据其对外场条件的敏感效应,可制备热敏气敏、湿敏、压敏、磁敏和光敏等敏感陶瓷【16】。高温超导氧化物陶瓷的发现,能陶瓷的研究形成了全球性的热点,高温超导陶瓷的研究开发,为未来的技术革命带来新的曙光。本世纪90年代开始的纳米功能陶瓷的研究,表明人们已开始深入到介于宏观与原子尺度的纳米层次来研究功能陶瓷的性能与结构,以期进一步开拓功能陶新的应用领域无论从应用的广度。还是市场占有率来看,在当前及以后相当一段时间内。功能陶瓷在现代陶瓷中仍将占据主导地位。因此,功能陶瓷今后在性能方面会向着高教能、高可靠性、低损耗、多功能、超高功能以及智能化方向发展【17】。在设备技术方面向着多层、多相乃至超微细结构的调控与复合、低温活化烧结、立体布线、超细超纯、薄膜技术等方向发展,在材料及应用的主要研究方向应包括智能化敏感陶瓷及其传感器;具有高转换率、高可靠性、低损耗、大功率的压电陶瓷及其换能器;超高速大容量超导计算机用光纤陶瓷材料;多层封装立体布线用的高导热低介电常数陶瓷基板材料;量大面广、低烧、高比容、用定性的多层陶瓷电容器材料等。现代工业技术的快速提高,极大地促进了陶瓷工业的发展 陶瓷产品的应用也日益扩大,因此我们可以相信现代陶瓷必将给我们的生活带来巨大的变化,渗透到我们生活的各个方面。参考文献: 【1】 张金升张银燕编著.陶瓷材料显微结构与性能.北京:化学工业出版社2007 【2】 张玉龙, 马建平编著.实用陶瓷材料手册.北京: 化学工业出版社2006 【3】 李荣久编编著.陶瓷金属复合材料.北京: 冶金工业出版社2006
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