先进功能材料

第一篇：先进功能材料

探析现代新型建筑材料的特点

文学院

汉语言文学（文秘方向）一班

曹璐 201001020662

摘 要：随着科学技术的发展，构成建筑的基本物质要素——建筑材料也在发展变化。长期以来，我国建材行业沿用了粗放型传统生产模式，对自然资源重开发、轻保护，对生态环境重利用、轻改善。新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料。现代新型建筑材料首先要具有时代性才能符合现代建筑的要求，是节约能源，降低能耗，保护生态环境的迫切要求，同时又对实现我国21世纪经济和社会的可持续性发展有着现实和深远的意义。

关键词：新型建筑材料 特点 环保 生态

建筑是时代的橱窗，构成建筑的基本物质要素——建筑材料，也就按着时代的脉搏而呈现出自己的价值。几千年来，建筑材料产品有了长足的进展，从最早的土坯发展到现在门类繁多，充满技术含量。各个历史时代都有代表各个时代风貌的建筑，也有与之相匹配的建筑材料。随着时代的变化，建筑物的风格、功能以及人们对它的要求都有很大的不同，因此新型的建筑材料也会相应的出现。

新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，从 1979—1998年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过20年的发展，我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程，在全国范围内形成了一个新兴的行业，成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前，全国新型建材企业星罗棋布，在市场需求的带动下，已经形成了全国范围的建材流通网；大部分国外产品我国已能生产，三星宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给；不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展，为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。但是，一种现代新型的建筑材料应该具备怎样的特性才能让人们感觉更舒适，才能适合时代的要求呢？只有充分考虑了以下这些因素才能让新型材料得到有效发展。

一、具有时代价值

一位日本学者在讲学时曾经说过，最好的建筑材料是土坯，他是在分析了各种现有建筑材料功能的优缺点之后，不无感慨地做出了这样的评论的。土坯是人类从筑巢而居时就开始利用普通的黏土做建筑材料，兼有保温、吸湿、透气等特性，更适合人体要求，人住在土坯房屋里比住在混凝土房屋里或者砖房里舒适得多，所以这位日本学者的话具有一定的道理。

但是，虽然土坯具有这样的优点，可还是遭到了人们的抛弃。因为现代建筑已经不能仅仅满足居住的功能了，现代建筑是人类技术进步的集合体。除了保温、吸湿、透气这些功能要求之外，还有高强、轻质、防水、防火、防腐、采光、吸音、装饰性以及利于快速装配化施工等等其他重要要求向建筑材料提出来。因此，现代新型建筑材料首先就必须具备时代价值，必须适合现代建筑的要求以及现代人类的审美。现代建筑材料以不同方式进行组合、复合后可以达到比土坯更好的性能，更加适用于现代化建筑的要求!玻璃作为一种建筑材料就因为其适合时代的要求而普遍存在了。纵观历史，建筑物的形式和内容都是在不断改变着的过去。

“我国的建筑材料工业，长期以来处于品种单调、技术落后的状态。其标志就是小块实心黏土烧结砖在我国各类墙体材料中仍然占居近95%的高比例。我国是个人口众多的，可耕地面积相对较少的国家，保护耕地关系到子孙后代。我国推出了建筑材料改革系统工程，主要目标之一就是如何尽量限制小块实心黏土砖的发展，加速采用及开发新型建筑材料并改造建筑物的功能。”中国描写一座宏伟建筑的用词是青砖碧瓦、合抱大柱、雕梁画栋等等。在西方，石砌的古建筑表现出凝重高贵的风格。尽管今天每当人们看到这些建筑时仍不免衷心赞美，深深为当时建筑大师们付出的难以想象的繁重劳动而赞叹、敬佩。但是，事情仅此而已。今天没有人会再想去建造那样的房屋了，因为它只适合观赏，而不完全适合现代建筑。

二、绿色、环保

优良舒适的居住环境历来是人们孜孜以求的生活目标之一，丰富多彩的建材产品不仅使我们广厦万间的追求成为现实，更为人们从“居者有其屋”向“居者优其屋”的转变提供了坚实的物质基础。

然而，享受现代物质文明的同时，我们却不得不面临着一个严峻的事实：资源短缺，能源耗竭，环境恶化等问题正日益威胁着人类自身的生存和发展。而建筑材料作为能耗高，资源消耗大，污染严重的工业产业，在改善人居住环境的同时，对人类的环境污染负有不可推卸的责任。因而，如何减轻建筑材料的环境负荷，实现建筑材料的生态化，成为21世纪建材工业可持续发展的重要课题。

绿色建筑材料是指对人体及周边环境无害的健康型、环保型、安全型的建筑材料。与传统建筑材料相比绿色建材主要有以下特点：(1)生产原料尽可能少利用天然材料，尤其是不可再生材料。(2)低能耗的生产工艺和无污染的生产技术。(3)建筑产品生产过程不得添加使用甲醛、卤化物、芳香烃等，不得使用含汞及其化合物、镍、铬及其化合物的颜料和添加剂。

在日益发达的物质社会里，新型建筑材料的生态化考虑显得尤其重要。建筑材料所造成的环境污染建筑材料从原料采掘到生产使用直至废弃的全生命周期中造成大量的环境污染，在我国，每生产1吨普通硅酸盐水泥熟料要排放1吨的二氧化碳，0.74kg二氧化硫，130kg粉尘，建筑材料在生产和使用过程中还会产生噪声污染、水污染、玻璃幕墙的光污染、矿渣岩石的放射性污染、化学建材的化学污染、建筑物拆除后的建筑垃圾等多种环境问题。建筑材料与环境的协调性当然建筑材料与环境之间也有着某种程度的协调性。许多建筑材料本身就具有一定的环保性。例如抗菌建材、空气净化建材等。建筑材料也是消纳废弃物的大户，大部分固体废弃物都可用于建筑材料的生产中。例如粉煤灰、矿渣可作为水泥和混凝土的掺和料，煤矸石已普遍用于制作烧结砖，甚至于一些有毒可燃废弃物及垃圾可作为燃料用于煅烧。随利用建筑材料实现固体废弃物的再生资源化将成为环境保护的重要途径之一。

随着科学技术的发展、社会的进步，人类越来越追求舒适、美好的生活环境,各种社会基础设施的建设规模日趋庞大，建筑材料越来越显示出其重要地位。新型建筑材料发展也有了广阔的天空，只有掌握新型建筑材料的特点，才能有的放矢的研究、生产。

参考文献：

[1]郑迎朝，李富.新型建筑材料的商业发展前景.中国科技信息，2008，4.[2]叶萌.未来建筑材料展望.中华建设，2007，4.[3]丁大钧.砌体结构[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.[4]魏鸿汉.建筑材料[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.[5]唐岱新.砌体建筑的发展和应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.[6]涂逢祥.建筑节能大发展[J].砖瓦，2003，(12).

第二篇：先进功能材料复习资料汇总

1、说明功能材料与结构材料的区别并举例。

1)功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运功，结构材料则主要利用其力学和机械性能。

2)功能材料的聚集态和形态非常多样化，除了晶态外，还有气态、液态、液晶态、非晶态、混合态、等离子态等；除了三维体相材料外，还有二维、一维和零维材料；除了平衡态外，还有非平衡态。而结构材料的形态较为单一。

3)功能材料多以元件形式为最终产品，如纳米氧化锌薄膜用于特种气体敏感材料，制作传感器，如汽车司机酒精检测。而结构材料多以材料形式为最终产品，如钢材、铝合金用在汽车和飞机结构、大梁、门框上，起力学支撑和结构固定作用。

4)功能材料的制备技术涉及新工艺和新技术，如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、智能化、精细控制等。而结构材料的制备多涉及传统的方法，如轧制、铸造、烧结等。

2、说明一次功能材料与二次功能材料的区别并举例。

一次功能材料：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的作用。材料的这种功能称为一次功能。以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。如：1)力学功能：粘、润滑、超塑、高弹、防震性等。2)声功能：隔音、吸音性等。3)热功能：传热、隔热、吸热、蓄热性等。4)电功能：导电、超导性、绝缘、电阻等。5)磁功能：硬磁性(记录介质)、软磁性（磁头等）等。6)光功能：透光、反折射光、吸光、偏振光、聚光性等。7)化学功能：吸附、催化、生化反应、酶反应等。8)其他功能：如放射特性、电磁波特性等。

二次功能材料：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于不同形式时，材料起能量的转换部件作用，材料的这种功能称为二次功能或高次功能。如：1)光能→其他形式（如光合成、光分解、光致抗蚀、化学发光、感光、光致伸缩、光伏、光导电等）。2)电能→其他形式（如电磁、电热、热电、光电、场致发光、电化学、电光效应等）。3)磁能→其他形式（如光磁效应、热磁效应、磁冷冻（磁热）效应等）。4)机械→其他形式（如形状记忆、热弹性、机械化学、压电、电致伸缩、光压、声光、光弹性效应等）。

3、氢与其他元素形成的氢化物有几种键合类型？哪些键合的材料适合用作储氢？

氢与其他元素形成的氢化物大致有三种键合类型：

1)离子键型，氢与IA及IIA族元素间MH、MH2型，如LiH、MgH2等。稳定，呈白色粉末状，氢以H-存在。

2)金属键型，氢与过渡族元素间，稳定，呈黑色粉末。如TiH1.7、LaH3、TiH2、VH2、NbH2等。

3)共价键型，氢与硼及其附近元素间，如B2H6、AlH3、NH3、AsH3、SiH4、H2O，多是低沸点挥发性化合物，不能作储氢材料。

4、形状记忆合金与形状记忆聚合物机理有何区别？

形状记忆合金是通过马氏体相变而呈现形状记忆效应的。马氏体相变具有可逆性，将马氏体向高温相（奥氏体）的转变称为逆转变。形状记忆效应是热弹性马氏体相变产生的低温相在加热时向高温相进行可逆转变的结果。SMA有双程、全程形状记忆。

聚合物SME由其内部结构决定。SMP一般由保持形状的固定相和在某种温度下能可逆地发生软化-硬化的可逆相组成。固定相：交联结构、部分结晶结构或分子链的缠绕等。可逆相：能够产生结晶、熔融可逆变化的部分结晶相，或发生玻璃态与橡胶态可逆转变的相。SMP只有单程形状记忆。

5、材料磁性来源是什么？

物质的磁性来源于组成物质中原子的磁性。1)带电的粒子漂移或运动产生磁场； 2)电子的自旋；

3)电子的轨道运动：核外电子的运动相当于一个闭合电流，具有一定的轨道磁矩；

4)原子核的磁矩。

材料的磁性主要来源于电子的轨道磁矩和自旋磁矩。原子核的磁矩很小，只有电子的几千分之一，通常可以略去不计。

6、何谓顺磁性与抗磁性？

1)顺磁性是在磁场作用下，物质中相邻原子或离子的热无序磁矩在一定程度上与磁场强度方向一致的定向排列的现象。顺磁性是一种弱磁性。顺磁(性)物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩，因而具有原子或分子磁矩。但是原子(或分子)磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用)，因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列状态，原子磁矩互相抵消而无合磁矩。但是当受到外加磁场作用时，这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热骚动作用使其趋向混乱排列，因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量。

2)抗磁性是在受到外加磁场作用时，物质获得反抗外加磁场的磁化强度的现象。抗磁性是一些物质的原子中电子磁矩互相抵消，合磁矩为零。但是当受到外加磁场作用时，电子轨道运动会发生变化，而且在与外加磁场的相反方向产生很小的合磁矩。

7、超导材料的三个临界参数。

1)临界温度Tc：超导体从常导态转为超导态温度，是在外磁场、电流、应力和辐射等条件足够低时，电阻突然变为零的温度。

2)临界磁场Hc(T)：温度为T(T＜Tc)超导体，外磁场>Hc(T)时，超导电性消失，由超导态转为常导态, 电阻恢复。这种能够破坏超导所需最小磁场强度，叫做临界磁场Hc(T)。在临界温度Tc，临界磁场为零。

3)临界电流Ic(T)：温度为T(T＜Tc)超导体通过足够强电流，导电性消失。破坏超导电性最小电流就是超导态允许流动最大电流，称临界电流Ic(T)。

三者具有明显的相关性。只有当三个条件均满足超导材料本身的临界值时，才能发生超导现象。

8、如何理解超导材料的两个基本特性？

1)零电阻效应：温度降至Tc以下，超导体电阻突然变为零-----零电阻效应，也称为超导电性。

2)超导体的完全抗磁性（迈斯纳效应）：超导体在外磁场中磁力线无法穿透，超导体内磁通量为零。当温度低于Tc时，置于外磁场中超导体始终保持其内部磁场为零，磁力线被全部排斥在外。即便原处在磁场中正常态样品，温度下降变成超导体时，也会把磁场完全排出去，即超导体具有完全抗磁性-----迈斯纳效应，超导体另一个独立基本特性。

零电阻效应和迈斯纳效应相互独立又相互联系，单纯的零电阻不能保证具有迈斯纳效应，而迈斯纳效应存在必定满足零电阻效应。

9、半导体器件有哪四种基础结构？

1)金属半导体接触：可以用来做整流接触,具有单向导电性；也可以用来做欧姆接触,电流双向通过。

2)p-n结：p-n结最重要特性是整流。

3)异质结：两种不同半导体接触形成的结；是快速器件和光电器件的关键构成要素。

4)MOS结构：金属-氧化物-半导体结构——MOS结构；MOS结构作栅极，再用两个p-n结分别当作漏极和源极，就可以制作出MOS场效应晶体管(MOSFET)；目前集成电路中最重要的器件。

10、何谓本征半导体、p型及n型半导体？

本征半导体：完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。但实际半导体不能绝对的纯净，此类半导体称为杂质半导体。本征半导体一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲，完全纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体或I型半导体。主要常见代表有硅、锗这两种元素的单晶体结构。p型半导体：也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。在这样的材料中传导主要是由带正电的空穴引起的，因而在这种情况下电子是“少数载流子”。

n型半导体：也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。在N型半导体中，自由电子为多子，空穴为少子，主要靠自由电子导电，由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等，故N型半导体呈电中性。自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能就越强。

11、何谓施主、受主？

半导体内部如果有杂质原子最外层电子数少于4，比如3个，那么它核内正电子容易吸引外界的一个电子进入最外电子层，形成饱和状态，这个杂质原子因为得到电子被叫做受主；反之最外层有5个电子，则杂质原子容易失去一个电子成为自由电子，这个杂质原子叫施主。

12、P-N结的概念和原理？

采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。PN结具有单向导电性，是电子技术中许多器件所利用的特性，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。

原理：在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内自由电子为多子空穴几乎为零称为少子，而P型区内空穴为多子自由电子为少子，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。由于自由电子和空穴浓度差的原因，有一些电子从N型区向P型区扩散，也有一些电子要从P型区向N型区漂移。它们扩散的结果就使P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子，N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。开路中半导体中的离子不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近，形成了一个空间电荷区，空间电荷区的薄厚和掺杂物浓度有关。在空间电荷区形成后，由于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区形成了内电场，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。显然，这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反，阻止扩散。

另一方面，这个电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移，使P区的少数载流子电子向N区漂移，漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区所失去的空穴，从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子，这就使空间电荷减少，内电场减弱。因此，漂移运动的结果是使空间电荷区变窄，扩散运动加强。

最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。PN结的内电场方向由N区指向P区。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。

13、储氢材料的机制？

分为以下三个部分：

1、金属与氢气生成金属氢化物反应

氢与其他元素反应生成的氢化物有三种键合方式：1)离子键型，氢与IA及IIA族元素间MH、MH2型，如LiH、MgH2等。稳定，呈白色粉末状，氢以H—存在。2)金属键型，氢与过渡族元素间，稳定，呈黑色粉末。如TiH1.7、LaH3、TiH2、VH2、NbH2等。3)共价键型，氢与硼及其附近元素间，如B2H6、AlH3、NH3、AsH3、SiH4、H2O，多是低沸点挥发性化合物，不能作储氢材料。

2、金属氢化物的能量储存、转换

金属氢化物能量储存、转换的原理：金属吸氢→氢化物，对氢化物加热，把它置于比其平衡压低的氢压力环境中，放氢，其反应式如下：

吸氢放热22M(固)H2(气,p)MHn(固)Hn放氢吸热nM---金属，MHn---金属氢化物，p---氢压力，---焓变.实际，上式反应过程具有化学能(氢)、热能(反应热)、机械能(平衡氢气压力)的储存和相互转换功能。注：储氢材料最佳特性是在实际使用温度、压力范围内，以适当速度，可逆地进行氢储藏、释放。

经验法则：“储氢合金是氢的吸收元素和氢的非吸收元素所形成的合金”。合金氢化物性质介于其组元纯金属的氢化物的性质之间。

经验法则并非绝对正确。即并非所有氢吸收元素和氢非吸收元素合金，都具储氢功能。总之，氢化物作为储氢条件：氢吸、放反应是否可逆。氢在金属合金中吸收和释放可由相平衡关系描述。

3、金属氢化物的相平衡和热力学

金属-氢系的相平衡由温度T、压力p和组成成分c三个状态参数控制。金属间化合物中，放热型组分起到吸储氢作用；吸热型组分起到调整储氢材料氢分解压适度。另，金属间化合物生成热对氢化物生成焓有较大影响

14、什么是磁性材料、软磁性材料和硬磁性材料？

磁性材料：通常所说的磁性材料是指强磁性物质，是古老而用途十分广泛的功能材料。而通常认为，磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料。

软磁材料：较弱的磁场下易于磁化，也易于退磁的材料。其特点是磁导率大，剩磁较小，矫顽力小(<100A/m)，滞损耗低，磁滞回线呈细长条形。典型材料：Fe、硅钢、MnZn、LiZn铁氧体、NiZn、NiCuZn 铁氧体、MnFe2O4、NiFe2O4。应用：适用于交变磁场场合，如发电机和电动机定子和转子；变压器，电感器，电抗器，继电器和镇流器铁芯；磁记录磁头与介质；磁屏蔽；电磁铁的铁芯。

硬磁性材料：磁化后不易退磁，能长期保留磁性的铁氧体材料。也称永磁材料或恒磁材料。其特点是磁滞回线包围面积大，矫顽力大(Hc >104 A/m)。剩磁较大。典型材料：硬磁铁氧体(CoFeO4与Fe3O4烧结)、FeCoV、NdFeB合金等。应用 ：产生强磁场，利用磁极与磁极相互作用，磁场对载电流导体作用做功，或实现能量，信息转换。

第三篇：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

2010-1011学年第2学期《功能材料》期末考试

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]

2010-1011学年第2学期《功能材料》期末考试

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

［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ 巩晓阳,董企铭.吸波材料的研究现状与进展[J].河南科技大学学报(自然科学版),2003,(2)：1.李玉娇;冯永宝;丘泰;吸波材料基体的应用与研究现状[J].电子元件与材料,2011,(04):79-83.崔玉理;贺鸿珠;吸波材料的研究现状及趋势[J].上海建材,2011,(01):20-23.康永;吸波材料研究进展[J].江苏陶瓷,2011,(01):1-5.Ota,H.Kimura，M.Sato,R，Okayama，K.Kondo，S.Homma，M.Broadban microwave absorber using-type hexagonal ferrite[J].Proceedings of 1999 International Symposium lectromagnetic Compatibility.Seattle.1999:590-593.［6］ 葛凯勇,王群,毛倩瑾,等.空心微珠表面改性及其吸波特性[J].功能材料与器件学报,2003,9(1):67-70.［7］ SUZUKI M.Synthesis of silicon carbon-silicon nitride composite ultra fine particles using a CO2 laser [J].Am Ceram Soc, 1993, 76(5):195-199.［8］ ［9］ 哈恩华,黄大庆,丁鹤雁,.新型轻质雷达吸波材料的应用研究及进展[J].材料工程,2006,(3).李海燕;张世珍;桂林;孙春龙;新型纳米吸波材料研究进展[J].现代涂料与涂装,2010,(07):25-27.［10］ 沈增民,赵东林.镀镍碳纳米管的微波吸收性能研究[J].新型碳材料,2001,16(1):1-4.［11］ 于仁光,乔小晶,张同来,苗艳玲,任慧.新型雷达波吸收材料研究进展[J].兵器材料科学与工 5

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程,2004,(2)：3.［12］ 李尚生,姜永华.隐身技术的发展及其对导引头技术的挑战[J].飞航导弹,2000(4): 16-19.［13］ 康青,姜双斌,赵明凯.手性吸波混凝土电磁屏蔽性能实验研究[J].后勤工程学院学报,2005,(2)：1.［14］ 徐生求,段永法.新型吸波材料的研究现状与展望[J].空军雷达学院学报,2001,(1):3.［15］ 刘孝会;周光华;周学梅;魏文政;多孔层叠宽频吸波材料研究[J].功能材料,2010,(S2):292-295.［16］ 赵宏杰;嵇培军;胡本慧;赵亮;蜂窝夹层复合材料的吸波性能[J].宇航材料工艺,2010,(02):72-73.［17］ 梁兵,.结构型吸波材料研究[J].航空材料学报,1993,(4)：1.［18］ 黄科;冯斌;邓京兰;结构型吸波复合材料研究进展[J].高科技纤维与应用,2010,(06):54-58.［19］ 王党卫,王少刚,关鑫璞,马兴义,粟毅,.超宽带雷达及目标识别技术研究进展[J].空军雷达学院学报,2007,(3)：1.［20］ 李海英,杨汝良.超宽带雷达的发展、现状及应用[J].遥感技术与应用,2001,(3)：1-2.［21］ Wong D, Ressler M, Ton Teal.UWB SAR Calibration of Mine Imaging[J].SPIE, 1999,3704:57-65.［22］ Carin L, Geng N, McCluure M.Ultra-Wideband Synthetic Aperture Radar for Mine Field Detection[M].Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetic 4, Edited by Hyman etal, Kluge Academic, Plenum Punishers, New York, 1999.［23］ 李海英,杨汝良.超宽带雷达的发展、现状及应用[J].遥感技术与应用,2001,(3)：2.［24］ Goodman R, Tambala S, Carrara W.Issues in Ultra-Wideband , Widebeam SAR Image Formation[C].IEEE International Radar Conference, 1995:470-485.［25］ 李海英,杨汝良.超宽带雷达的发展、现状及应用[J].遥感技术与应用,2001,(3)：3.［26］ 郭小芳;王长征;吴世洋;吸波材料的研究现状与发展趋势[J].甘肃冶金,2010,(04):47-50.［27］ 杨世荣.反雷达隐身和雷达反隐身的物理原理[J].工科物理,1995,(3)：3-4.［28］ 康永;吸波材料研究进展[J].现代技术陶瓷,2010,(03):35-40.2010-1011学年第2学期《功能材料》期末考试

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。

参考文献

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。

第五篇：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)