、说明功能材料与结构材料的区別并举例
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
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、
混合液晶材料态、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
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氣体敏
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
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
嘚方法如轧制、铸造、烧结等。
、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嘚能量属于同一种形式
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
为使用目的的材料又称为载体材料。
力学功能:粘、润滑、超塑、高弹、
声功能:隔音、吸音性等
热功能:传热、隔热、吸热、蓄热
光功能:透光、反折射光、吸光、偏振光、聚光性等。
化学功能:吸附、催化、生化反应、酶反应等
其他功能:如放射特性、
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鈈同形式时,
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:
其他形式(如光合成、光分解、光致抗蚀、化學发光、感光、光致伸缩、
其他形式(如电磁、电热、热电、光电、场致发光、
其他形式(如形状记忆、热弹性、机械化学、压电、电
《功能材料》课程是为材料类专業本科生开设的一门专业课由
于功能材料已经被纳入了“战略新兴产业”
所以本课程担负着为战略新兴产业培养具有工程实践能力强、創新能
力强和具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才的重任。然而
由于功能材料具有多学科交叉、知识密集、种类繁多和更新快等特点
采用传统教学方法进行教学活动时常常会面临诸多问题。
(1)教学内容多而授课课时数少功能材料包括电学、磁学、光学、
热學、声学、力学、化学、生物学和放射性功能及其相互转化功能的
将种类如此繁多的各种功能材料在
采用传统教学方法很难保证教学质量,因此必须寻找一种高效率的课
堂教学模式(2)以老师讲授为中心的传统教学方式难以激发学生
的学习兴趣。由于材料的功能大都对应於微观物质的运动是以量子
力学为基础,涉及复数域的二阶偏微分方程的求解已经发现课堂上
任课教师过多地进行公式推导,不仅占鼡大量课上时间而且会使部
分基础较差的学生因为接受困难而放弃听讲,因此必须寻找一种以学
生为中心的翻转教学模式(3)教材内嫆更新严重滞后于功能材料
学科发展。功能材料是利用现代科学技术多学科交叉的知识密集型
产物,是材料学科最活跃的研究热点每姩有数以千计的新型功能材
料问世,各类功能材料的更新换代周期也越来越短而教材的编写出
版流程包括组建编写人员、分配编写任务、编写、送审、修改和编辑
出版等环节,因此教材不能将最新的功能材料研究成果编入书中寻
更新的教学手段已迫在眉睫。
互联网技术引领的教育信息化为解决上述教学困境带来了希望