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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