功能復(fù)合材料

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1、1 2 3 是 指 除 以 外 而提 供 的 復(fù) 合 材 料 ， 如 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 等功 能 復(fù) 合 材 料 。 4 主 要 由 和組 成 ， 或 由 兩 種 (或 兩 種 以 上 )功 能 體 組 成 。 5 在 中 ， 其 功 能性 質(zhì) 雖 然 由 功 能 體 提 供 ， 但 基 體 不 僅 起 到， 同 時(shí) 也 會(huì) 對(duì) 復(fù) 合 材 料有 影 響 。 6 可 以 具 有 多 種功 能 ， 同 時(shí) 還 有 可 能 由 于 而出 現(xiàn) 新 的 功 能 。 因 此 ， 成 為 功 能 復(fù) 合材 料 的 發(fā) 展 方 向 。 7 材 料 在 復(fù) 合 后 所 得 的 復(fù) 合 材

2、 料 ， 依 據(jù)其 產(chǎn) 生 ， 可 分 為 兩 大 類 ： 一 類 復(fù) 合 效 應(yīng) 為 ； 另 一 類 則 為 。 在 這 兩 類 復(fù) 合 效 應(yīng) 中 ， 又 可 以 顯 示 出不 同 的 特 征 。 8平 均 效 應(yīng) 相 乘 效 應(yīng)平 行 效 應(yīng) 誘 導(dǎo) 效 應(yīng)相 補(bǔ) 效 應(yīng) 共 振 效 應(yīng)相 抵 效 應(yīng) 系 統(tǒng) 效 應(yīng) 復(fù) 合 效 應(yīng)不 同 復(fù) 合 效 應(yīng) 的 類 別下 表 列 出 了 的 類 別 。 9 是 復(fù) 合 材 料 所 顯 示 的 一 種 復(fù) 合 效應(yīng) 。 它 可 以 表 示 為 ： ffmmc VPVPP 式 中 ， 為 材 料 性 能 ， 為 材 料 體 積含 量 ， 角 標(biāo)

3、 c、 m、 f分 別 表 示 復(fù) 合 材 料 、基 體 和 增 強(qiáng) 體 （ 或 功 能 體 ） 。 10 復(fù) 合 材 料 的 某 些 ， 例 如 電 導(dǎo) 、熱 導(dǎo) 、 密 度 和 彈 性 模 量 等 服 從 這一 規(guī) 律 。 例 如 ， 復(fù) 合 材 料 的 ， 若 用 混合 率 來 表 示 ， 則 為 ffmmc VEVEE 11 顯 示 這 一 效 應(yīng) 的 復(fù) 合 材 料 ， 它 的在 復(fù) 合 材 料 中 ， 均， 既 無 制 約 ， 也 無 補(bǔ) 償 。 12 對(duì) 于 （ 如 纖 維 ） 與結(jié) 合 很 弱 的 復(fù) 合 材 料 ， 所 顯 示 的 復(fù)合 效 應(yīng) ， 可 以 看 作 是 。 1

4、3 組 成 復(fù) 合 材 料 的 與 ， 在 性能 上 ， 從 而 提 高 了 綜 合 性 能 ， 則顯 示 出 。 14 對(duì) 于 與復(fù) 合 時(shí) ， 兩 相 間 若 能 得 到 適 宜 的 結(jié) 合而 形 成 的 復(fù) 合 材 料 ， 其 性 能 顯 示 為與 。 15 組 成 復(fù) 合 材 料 時(shí) ，若 組 分 間 性 能 ， 限 制 了 整 體性 能 提 高 ， 則 復(fù) 合 后 顯 示 出 。 16 例 如 ， 與組 成 的 復(fù) 合 材 料 ， 當(dāng) 兩 者 界面 結(jié) 合 很 強(qiáng) 時(shí) ， 復(fù) 合 材 料 整 體 顯 示為 。 17 在 中 ， 當(dāng) 玻 璃 纖 維 表面 選 用 適 宜 的 處 理 后

5、 ， 與組 成 的 復(fù) 合 材 料 ， 由 于 強(qiáng) 化 了 界 面 的 結(jié) 合 ，故 致 使 材 料 的 比 未 處 理 纖 維 組 成 的復(fù) 合 材 料 可 高 出 30-40%， 而 且也 明 顯 提 高 。 18 但 是 ， 這 種 同 時(shí) 卻 導(dǎo) 致了 復(fù) 合 材 料 。 因 此 ， 在 金 屬 基 、 陶 瓷 基 增 強(qiáng) 復(fù) 合 材料 中 ， 不 一 定 是 最 適 宜 的 。 19 和 常 常 是 共 同 存 在 的 。 顯 然 ， 是 希 望 得 到 的 ， 而要 盡 量 能 夠 避 免 。 所 有 這 些 ， 可 通 過 相 應(yīng) 復(fù) 合 材 料 的 設(shè) 計(jì)來 加 以 實(shí) 現(xiàn) 。

6、 20 兩 種 復(fù) 合 在 一 起 ，即 可 發(fā) 生 。 例 如 ， 把 具 有 的 材 料 與 具 有的 材 料 復(fù) 合 時(shí) ， 將 可 能 產(chǎn) 生 具 有的 復(fù) 合 材 料 。 21 因 此 ， 通 常 可 以 將 一 種 具 有X/Y和 另 一 種Y/Z復(fù) 合 起 來 ， 可 用 下 列 通 式 來 表 示 ， 即 ： ZXZYYX /./ 式 中 ， 、 、 分 別 表 示 各 種 物 理 性 能 。 上 式 ， 所 以 稱 之 為。 22 可 以 非 常 廣 泛 ， 已被 用 于 。 常 用 的 見 下 表 所 示 ： 23 相 性 質(zhì) 相 性 質(zhì) 復(fù) 合 后 的 乘 積 性 質(zhì)（

7、） （ ） 壓 磁 效 應(yīng)壓 磁 效 應(yīng)壓 電 效 應(yīng)磁 致 伸 縮 效 應(yīng)光 導(dǎo) 效 應(yīng)閃 爍 效 應(yīng)熱 致 變 形 效 應(yīng) 磁 阻 效 應(yīng)磁 電 效 應(yīng)場(chǎng) 致 發(fā) 光 效 應(yīng)壓 阻 效 應(yīng)電 致 效 應(yīng)光 導(dǎo) 效 應(yīng)壓 敏 電 阻 效 應(yīng) 壓 敏 電 阻 效 應(yīng)壓 電 效 應(yīng)壓 力 發(fā) 光 效 應(yīng)磁 阻 效 應(yīng)光 致 伸 縮輻 射 誘 導(dǎo) 導(dǎo) 電熱 敏 電 阻 效 應(yīng) 24 在 一 定 條 件 下 ， 復(fù) 合 材 料 中 的可 以 使 的， 從 而 改 變 整 體 性 能 或 產(chǎn) 生 新 效 應(yīng) 。 這 種 已 在 很 多 實(shí) 驗(yàn) 中 發(fā) 現(xiàn) ， 同時(shí) 也 在 復(fù) 合 材 料 界 面 的

8、兩 側(cè) 發(fā) 現(xiàn) 。 25 例 如 ， 對(duì) 的誘 導(dǎo) 結(jié) 晶 或 的 晶 形 取 向 產(chǎn) 生 作 用 。 在 增 強(qiáng) 中 ， 由 于 碳纖 維 表 面 對(duì) 基 體 的 ， 致 使 界 面 上 的結(jié) 晶 狀 態(tài) 與 數(shù) 量 發(fā) 生 了 改 變 ， 如 出 現(xiàn)等 ， 這 種 效 應(yīng) 對(duì) 尼 龍 或 聚 丙 烯 起 著 特 殊 的作 用 。 26 兩 個(gè) 相 鄰 的 材 料 在 一 定 條 件 下 ， 會(huì) 產(chǎn) 生或 。 由 不 同 材 料 組 成 的 復(fù) 合 材 料 ， 其不 同 于 原 組 分 的 ， 當(dāng) 復(fù) 合 材 料 中某 一 部 位 的 時(shí) ， 復(fù) 合 材 料 的也 會(huì) 發(fā) 生 改 變 。 2

9、7 利 用 ， 可 以 根 據(jù) 外 來 的 工 作頻 率 ， 而 避 免 材 料在 工 作 時(shí) 引 起 的 破 壞 。 對(duì) 于 ， 同 樣 可 以 根 據(jù) 外 來 波長 的 頻 率 特 征 ， 調(diào) 整 復(fù) 合 頻 率 ， 達(dá) 到的 目 的 。 28 這 是 材 料 的 一 種 ， 至 目 前 為止 ， 這 一 效 應(yīng) 的 機(jī) 理 尚 不 很 清 楚 ， 但 在 實(shí)際 現(xiàn) 象 中 已 經(jīng) 發(fā) 現(xiàn) 這 種 效 應(yīng) 的 存 在 。 29 例 如 ， 大 于 原 來各 和 按 線 性 混 合 率 估 算 值 ，說 明 組 成 了 復(fù) 合 系 統(tǒng) 才 能 出 現(xiàn) 的 現(xiàn) 象 。 30 、 、 、 、 、

10、 、等 各 種 復(fù) 合 效 應(yīng) ， 都 是 復(fù) 合 材 料 科 學(xué) 所和 ， 這 也 是 ，特 別 是 功 能 型 復(fù) 合 材 料 的 。 31 復(fù) 合 材 料 的 最 大 特 點(diǎn) 在 于 它 的 。 因 此 ， 在 給 定 的 性 能 要 求 、 使 用 環(huán) 境 及經(jīng) 濟(jì) 條 件 限 制 的 前 提 下 ， 從和 上 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 。 32 例 如 ， 利 用 的 混 合 法 則 ， 通 過可 以 設(shè) 計(jì) 出 某 一 溫 度 區(qū) 間 膨 脹 系 數(shù)為 零 或 接 近 于 零 的 構(gòu) 件 。 又 如 XY平 面 是 ， XZ平 面 呈性 ， 通 過 鋪 層 設(shè) 計(jì) 可 以 得 到 YZ平 面

11、的 復(fù) 合 材 料 。 33 另 外 ， 模 仿 生 物 體 中 的 和 的合 理 分 布 ， 通 過 數(shù) 據(jù) 庫 和 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì)可 望 設(shè) 計(jì) 出 性 能 優(yōu) 良 的 。 34 磁 性 復(fù) 合 材 料 (Magnetic composite materials)是 以 為 基 體 與復(fù) 合 而 成 的 一 類 材 料 。 35 由 于 有 和 之 分 ， 因此 也 有 相 應(yīng) 的 軟 磁 和 硬 磁 復(fù) 合 材 料 。 此 外 ， 強(qiáng) 磁 性 (鐵 磁 性 和 亞 鐵 磁 性 )細(xì) 微顆 粒 涂 覆 在 或 形成 用 于 磁 記 錄 ， 也 是 一 類 非 常重 要 的 磁

12、性 復(fù) 合 材 料 ， 又 如 與 液 體 混 合 形成 等 。 36 典 型 的 永 磁 材 料 包 括 、以 及 材 料 。 37 一 般 情 況 下 ， 永 磁 材 料 的 ， 不 易 加 工 成 復(fù) 雜 的 形 狀 。 但 是 ， 制 成 或 復(fù) 合材 料 后 ， 上 述 可 得 到 克 服 。 38 永 磁 復(fù) 合 材 料 的 是 ，高 聚 物 和 軟 金 屬 起 到 的 作 用 。 其 中 ， 使 用 較 為 普 遍 ， 常 用 的有 環(huán) 氧 樹 脂 、 尼 龍 和 橡 膠 等 材 料 。 39 永 磁 復(fù) 合 材 料 的 常 采 用 、 等 工 藝 技 術(shù) 。 對(duì) 于 來 說 由

13、 于 它 較 為復(fù) 雜 ， 因 此 除 磁 體 要 求 在 較 高 溫 度 下 ( 200 )使 用 外 ， 很 少 采 用 這 種 金 屬 基 復(fù) 合 磁 體 。 40 很 顯 然 ， 與 高 密 度 的 金 屬 磁 體 或 陶瓷 磁 體 (鐵 氧 體 )相 比 ，是 以 為 代 價(jià)的 。 41 及 直 接 影響 到 材 料 的 及 ，它 可 用 下 述 關(guān) 系 式 來 表 達(dá) ： fMM sr 320 )1()( 42 其 中 ， Mr為 復(fù) 合 磁 體 的 剩 余 磁 化 強(qiáng) 度 ； Ms為 磁性 組 元 的 飽 和 磁 化 強(qiáng) 度 ； 為 復(fù) 合 磁 體 密 度 ； o為磁 性 組 元

14、 的 理 論 密 度 ； 為 復(fù) 合 物 中 的 非 磁 性 相 的體 積 分 數(shù) ； f為 鐵 磁 性 相 在 外 磁 場(chǎng) 方 向 的 取 向 度 。 fMM sr 320 )1()( 43 由 于 的 和， 因 此 常 用 來 制 作 薄 壁 的 微 型 電 機(jī)使 用 的 ， 例 如 計(jì) 算 機(jī) 主 軸 電 機(jī) ，鐘 表 步 進(jìn) 電 機(jī) 等 。 44 復(fù) 合 永 磁 材 料 的 ， 使 其 適 用于 制 作 、 。 如 汽 車儀 表 用 磁 體 ， 磁 推 軸 承 及 各 類 蜂 鳴 器 等 。 45 復(fù) 合 永 磁 材 料 的 可 看 作 是 各 類（ 如 鐵 氧 體 、 鋁 鎳 鈷 、

15、 Sm-Co、Nd-Fe-B等 ） 制 成 的 。 也 可 以 選 用 兩 種 或 兩 種 以 上 的與 復(fù) 合 ， 以 便 得 到 更 寬 范 圍的 實(shí) 用 性 能 。 46 電 器 元 件 的 小 型 化 ， 導(dǎo) 致 磁 路 中 追 求， 為 此 應(yīng) 用 的 ， 除 在靜 態(tài) 磁 場(chǎng) 下 經(jīng) 常 要 求 的 和外 ， 還 要 求 它 們 具 有 。 47 通 常 ， 其 r 隨 的 增 大 而 急 速 下 降 ，如 下 圖 所 示 ： 48Fe-Si-Al粉 末 顆 粒 復(fù) 合 體 相 對(duì) 磁 導(dǎo) 率 隨 驅(qū) 動(dòng) 頻 率 的 變 化 49 如 果 把 （ 例 如 Fe-Si-A1合 金 ）

16、， 表 面 被 極 薄 的 A12O3層 或 高 聚 物， 然 后 熱 壓 或 模 壓 固 化 成， 則 50 從 圖 A、 B、 D曲 線 看 出 ， 它 的 r值 在 相 當(dāng) 寬 的 驅(qū)動(dòng) 頻 率 范 圍 內(nèi) ， 從而 保 持 在 一 個(gè) 。 51 這 種 復(fù) 合 軟 磁 材 料 的 r值 可由 下 式 描 述 : )2/()( ccr dd 式 中 d、 c和 分 別 表 示 金 屬 粒 子 尺 寸 、塊 狀 金 屬 相 的 磁 導(dǎo) 率 和 包 覆 層 厚 度 。 52 顯 然 ， 選 擇 合 適 的 和即 可 獲 得 所 需 的 r值 ，這 對(duì) 是 十 分 重 要 的 。 53 由 于

17、 ， 這 類 材 料 的比 其 母 體 合 金 高 得 多 (高 1011倍 )， 因 此 在 交變 磁 場(chǎng) 下 具 有 。 下 圖 顯 示 了 在 1MHz高 頻 下 ， 復(fù) 合 材 料與 D的 關(guān) 系 。 54 磁損耗PL /kW.m -3 磁 粉 粒 度 / um 從 圖 中 可 看出 ， 。 因 此 ， 可 以通 過 來調(diào) 節(jié) 損 耗 L值 。 55 記 錄 聲 音 和 圖 像 ， 然 后 將 其 讀 出 (再 生 )的 過 程 ， 如 下 圖 所 示 。 56 音 光 電 氣信 號(hào) 磁 性信 號(hào) 作 為 磁性 保 留磁 頭 記 錄 材 料磁 記 錄 再 生 的 原 理 示 意 圖 5

18、7 由 麥 克 風(fēng) 及 攝 像 機(jī) 將 變 成， 再 由 磁 頭 變 成 ， 從 而 固 定 在上 。 讀 出 時(shí) ， 與 記 錄 過 程 相 反 ， 使 聲 音 和圖 像 再 生 。 58 理 想 的 要 盡 可 能 地 ，能 ， 再 生 時(shí) 。 在 考 慮 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 、 、， 大 致 有 兩 方 面 的 考 慮 ， 一 是， 二 是。 59 作 為 記 錄 介 質(zhì) 的 ， 主 要 性 能指 標(biāo) 是 和 的 大 小 。 這 兩 個(gè) 性 能 指 標(biāo) 不 僅 受的 影 啊 ， 也 受 的 影 響 。 60 下 表 列 出 了 目 前 使 用 的 的 磁特 性 。磁 性 材 料 Mr/T H

19、c/A.m-1-Fe2O3 (14001800)*10-4 (15.9231.83)*103Co- -Fe2O3 (14001800)*10-4 (47.7571.62)*103金 屬 Fe (23002900)*10-4 (111.41127.33)*103Co-Ni 合 金 (1100012000)*10-4 (55.7159.69)*103各 種 磁 性 粉 末 的 特 性 表 中 的 排 列 是 排 列 的 。 61 從 表 中 可 看 出 ， 每 一 次 材 料 的 重 大 改 進(jìn) 都 使產(chǎn) 生 一 次 質(zhì) 的 飛 躍 ， 與 此 同 時(shí) ， 也 使獲 得 一 次 大 的 提 高 。

20、 磁 性 材 料 Mr/T Hc/A.m-1-Fe2O3 (14001800)*10-4 (15.9231.83)*103Co- -Fe2O3 (14001800)*10-4 (47.7571.62)*103金 屬 Fe (23002900)*10-4 (111.41127.33)*103Co-Ni 合 金 (1100012000)*10-4 (55.7159.69)*103 62 在 現(xiàn) 有 材 料 基 礎(chǔ) 上 ， 為 了， 就 應(yīng) 考 慮 的 優(yōu) 化 。 63 一 般 對(duì) 于 ， 先 制 造 以 適當(dāng) 高 分 子 為 粘 結(jié) 劑 的 涂 料 ， 然 后 把 該 涂 料用 適 當(dāng) 的 方 法

21、 進(jìn) 行 涂 敷 、 干 燥 ， 制 造 出 如下 圖 所 示 的 一 種 ， 這 就 是。 顯 然 ， 它 屬 于 。 64記 錄 磁 帶 的 結(jié) 構(gòu) 65 到 目 前 為 止 ， 為采 取 了 下 面 一 些 措 施 ：(1)提 高 磁 性 層 中 ；(2)盡 可 能 ；(3) ， 防 止 磁 損 失 。 66 上 面 這 些 都 是 能 夠 提 高 磁 帶 記 錄 密 度 的措 施 。 但 是 ， 這 些 改 進(jìn) 都 是 ， 超 過一 定 極 限 值 會(huì) 導(dǎo) 致 一 些 出 現(xiàn) 。 因 此 ， 為 了 ， 就 需要 有 ， 即 要 創(chuàng) 造 出的 新 功 能 。 67 目 前 ， 研 究

22、者 對(duì) 此 進(jìn) 行 兩 種 嘗 試 。 一 、 嘗 試 把 現(xiàn) 在 變 成。 二 、 不 是 用 涂 敷 磁 性 粉 末 和 粘 結(jié) 劑混 合 成 的 涂 料 的 方 法 來 制 造 ， 而是 依 靠 的 方 法 ，來 制 造 磁 帶 。 68 把 變 成 的 嘗 試 是 采用 ，厚 度 為 0.4um， ， 厚 度 為 2.5um。 這 樣 ， 再 生 用。 69 另 一 方 面 ， 因 為 和 是低 頻 ， 在 磁 性 層 深 部 才 變 弱 。 所 以 適 當(dāng) 地 搭配 及 可 得 到 比 只 使用 一 種 磁 性 材 料 的 磁 性 層 更 高 的 輸 出 功 率 。 這 樣 ， ，

23、可獲 得 。 然 而 這 種 給 涂 敷 技 術(shù) 提 出 更 高的 要 求 ， 不 是 常 規(guī) 涂 敷 方 法 能 實(shí) 現(xiàn) 的 。 70 是 基 于 將 來 需 記 錄 信號(hào) 的 波 長 可 能 向 短 波 長 方 向 發(fā) 展 的 角 度 出 發(fā) 而設(shè) 計(jì) 和 構(gòu) 思 的 。 由 于 波 及 的 深 度 淺 ， 考 慮 到厚 度 損 失 的 問 題 ， 那 么 是最 理 想 的 。 要 制 造 這 樣 的 超 薄 膜 ，是 適 合 的 。 71 此 外 ， 具 有 較 好 的 性 能 ， 本身 就 可 以 。 各 種 磁 性 粉 末 的 特性 如 下 表 所 示磁 性 材 料 Mr/T Hc/

24、A.m-1-Fe2O3 (14001800)*10-4 (15.9231.83)*103Co- -Fe2O3 (14001800)*10-4 (47.7571.62)*103金 屬 Fe (23002900)*10 -4 (111.41127.33)*103Co-Ni 合 金 (1100012000)*10-4 (55.7159.69)*103 72 由 表 中 可 見 ， 的 是 Co-Ni合 金 ，如 果 鍍 成 薄 膜 ， 幾 乎 接近 100 。 無 論 是 ， 還 是 都對(duì) 有 好 處 。 磁 性 材 料 Mr/T Hc/A.m-1-Fe2O3 (14001800)*10-4 (15

25、.9231.83)*103Co- -Fe2O3 (14001800)*10-4 (47.7571.62)*103金 屬 Fe (23002900)*10-4 (111.41127.33)*103Co-Ni 合 金 (1100012000)*10-4 (55.7159.69)*103 73 是 強(qiáng) 磁 性 (鐵 磁 性 和 亞 鐵 磁 性 )細(xì)微 顆 粒 與 一 種 液 體 均 勻 混 合 而 成 的 。 它 既 具 有 強(qiáng) 磁 性 材 料 的 ， 又具 有 。 74 由 強(qiáng) 磁 性 (磁粉 )、 (基 液 )和 (表 面活 性 劑 )組 成 。 75 為 了 防 止 磁 粉 沉 淀 和 凝 聚

26、 ， 使 磁 性 液體 穩(wěn) 定 ， 必 須 選 擇 適 當(dāng) 的 、物 性 參 量 和 用 量 以 及 物 性 參 量 ， 使磁 粉 磁 偶 極 矩 間 作 用 力 和 熱 作 用 力 的， 以 利 于 磁 性 液 體 穩(wěn) 定 。 76 組 成 中 的 采 用 金 屬 或 非 金 屬 強(qiáng) 磁材 料 ， 通 過 、 、 等 方 法 制 成 ， 粒 徑 約 1 100 nm的 單 疇 顆 粒 。 77 的 種 類 很 多 ， 常 根 據(jù) 用途 選 用 。 目 前 多 采 用 ， 主要 有 以 下 六 種 。 78 (1)一 種 常 用 和 經(jīng) 濟(jì) 的 基 液 ， 可 在 較 寬 范圍 內(nèi) 調(diào) 節(jié) p

27、H值 ； 但 容 易 蒸 發(fā) ， 適 于 制 備 在選 礦 和 磁 印 刷 等 方 面 應(yīng) 用 的 。 79 (2) 類 和 類 蒸 氣 壓 低 ， 粘 滯 性 適 當(dāng) ， 潤 滑 性 好 ，適 于 制 備 在 真 空 密 封 和 阻 尼 系 統(tǒng) 中 應(yīng) 用 的磁 性 液 體 。 80 (3) 類 粘 度 較 低 ， 電 阻 率 和 介 電 常 數(shù) 較 高 ，適 于 制 備 在 要 求 電 絕 緣 好 、 粘 滯 性 低 的情 況 下 應(yīng) 用 的 磁 性 液 體 。 81 (4) 類 適 用 溫 度 范 圍 寬 ， 對(duì) 氯 氣 等 穩(wěn) 定 性 高 ，不 溶 于 其 他 液 體 ， 適 于 制

28、備 在 溫 度 變 化 大和 有 氯 氣 的 惡 劣 條 件 下 應(yīng) 用 的 磁 性 液 體 。 82 (5) 類 蒸 氣 壓 低 ， 抗 輻 射 性 好 ， 適 于 制 備在 高 真 空 或 輻 照 環(huán) 境 中 應(yīng) 用 的 磁 性 液 體 。 83 (6) 和導(dǎo) 熱 性 和 導(dǎo) 電 性 高 ， 適 于 制 備 在 需 要高 傳 熱 或 導(dǎo) 電 的 情 況 下 應(yīng) 用 的 磁 性 液 體 。 84 使 磁 粉 表 面 吸 附 一 層 長 鏈分 子 ， 構(gòu) 成 ， 并 使 磁 粉 在 磁 場(chǎng)和 電 場(chǎng) 作 用 下 。 85 因 此 ， 要 求 一 端， 另 一 端 ； 另 外 ， 還 要 求 分

29、 子 鏈 ， 以獲 得 有 效 的 防 凝 聚 作 用 。 86 主 要 有 陰 離 子 分 散 劑 、 陽 離子 分 散 劑 、 兩 性 分 散 劑 和 中 性 (非 離 子 )分 散 劑 。 一 般 約 為 磁 粉 重 量的 5 10 。 87 根 據(jù) 組 成 、 特 性 和 應(yīng) 用 要 求 ， 磁 性 液 體可 分 為 三 類 。 88 以 非 金 屬 磁 粉 (目 前 主 要 為 Fe3O4磁 粉 )與 非 金 屬 基 液 均 勻 混 合 成 的 ， 是目 前 應(yīng) 用 最 多 的 一 類 。 89 以 鐵 (Fe)、 鈷 (Co)或 其 合 金 磁 粉 與 非 金屬 基 液 均 勻 混

30、 合 成 的 ， 其 磁 化 強(qiáng) 度高 ， 磁 性 強(qiáng) 。 目 前 尚 處 干 研 究 階 段 。 90 以 金 屬 磁 粉 和 金 屬 基 液 均 勾 混 合 成 的。 其 磁 性 、 導(dǎo) 熱 性 和 導(dǎo) 電 性 好 ， 適 于制 造 一 些 特 殊 裝 置 如 。 目 前 多處 于 研 究 階 段 ， 應(yīng) 用 較 少 。 91 與 相 比 具 有以 下 四 個(gè) 方 面 的 特 點(diǎn) : 92 (1) 。 能 長 期 保 持 均 勻 狀態(tài) ， 在 磁 場(chǎng) 和 重 力 場(chǎng) 中 不 會(huì) 發(fā) 生 凝 聚 和 成團(tuán) 現(xiàn) 象 。 (2) 。 可 由 外 加 磁 場(chǎng) 控 制其 粘 度 ， 并 使 粘 度

31、對(duì) 磁 場(chǎng) 表 現(xiàn) 各 向 異 性 。 93 (3) 。 無 磁 滯 回 線 現(xiàn) 象 ，即 剩 磁 和 矯 頑 力 都 為 零 ； (4) 。 即 可 用 外 加 磁 場(chǎng)改 變 磁 性 液 體 的 。 94 由 于 兼 有 和， 因 而 在 電 子 、 電 機(jī) 、 儀 表 、 石油 化 工 和 科 學(xué) 研 究 中 得 到 應(yīng) 用 。 95 如 用 于 運(yùn) 動(dòng) 部 件 的 阻 尼 、 潤 滑 和 密 封 ，不 同 密 度 物 體 的 分 選 和 分 離 ， 失 重 狀 態(tài) 下 用的 磁 性 燃 料 和 磁 性 筆 ， 磁 控 印 刷 ， 磁 控 染 色 ，由 磁 性 液 體 作 為 工 作 物

32、質(zhì) 的 陀 螺 、 聲 換 能 器 、磁 流 體 電 機(jī) 和 磁 芯 等 。 96 作 為 沒 有 明 確 的 數(shù)值 來 劃 分 導(dǎo) 體 、 半 導(dǎo) 體 和 絕 緣 體 。 97 兩 種 或 兩 種 以 上 的 金 屬 形 成 的 復(fù) 合材 料 顯 然 是 ； 相 反 ， 兩 種 或 兩 種 以 上 的 絕 緣 體 形成 的 復(fù) 合 材 料 。 98 但 是 ， 復(fù) 合 材 料 中 如 果 含 有 和， 那 么 它 的 或 是 極 端 或是 一 些 中 間 值 ， 這 取 決 于 導(dǎo) 體 和 絕 緣 體 的、 和 。 99 將 混 入 ， 高 分 子聚 合 物 的 電 阻 率 就 會(huì) 發(fā) 生

33、變 化 ， 然 而 這 個(gè) 變化 并 非 依 據(jù) ， 而 是 當(dāng)c時(shí) ， 金 屬 填 充 聚 合 物 發(fā) 生一 個(gè) 如 下 圖 所 示 的 突 然 轉(zhuǎn) 換 ， 由 絕 緣 體 變 成導(dǎo) 電 體 。 100苯 乙 烯 丙 烯 腈 共 聚 物 中 Al粉 和 Fe粉 的 體 積 分 數(shù) 和 電 阻 率 的 關(guān) 系 電阻率對(duì)數(shù) / .cm 金 屬 的 體 積 分 數(shù)AlFe 101 這 一 稱 之 為 復(fù) 合 材 料 的 “” 值 。 與 的 尺 寸 、 分 布 、形 狀 以 及 制 造 工 藝 有 很 大 關(guān) 系 。 例 如 寬 粒 分 布 的 鋁 粉 末 的 臨 界 體 積 分 數(shù) 為0.4，

34、而 窄 顆 粒 分 布 的 粉 末 臨 界 體 積 分 數(shù) 為 0.2。 102 很 多 研 究 表 明 ， 一 些 當(dāng) 承受 電 壓 時(shí) ， 會(huì) 變 成 材 料 。 如 果 沒 有 大 的 電 流 通 過 ， 則 樣品 仍 保 持 ， 爾 后 再 恢 復(fù) 到 樣 品 的絕 緣 狀 態(tài) 。 103 不 僅 與有 關(guān) ， 與 也 有 密 切 關(guān) 系 ， 從 而顯 現(xiàn) 出 正 溫 度 效 應(yīng) 和 負(fù) 溫 度 效 應(yīng) 。 104 在 一 溫 度 范 圍 內(nèi) ， 復(fù) 合 材 料 的 電 阻 隨著 溫 度 的 升 高 而 升 高 ( )。 當(dāng) 超 過 某 一 溫 度 時(shí) ， 其 電 阻 值 又 隨 溫度

35、 的 升 高 而 下 降 ( )。 105 由 于 電 阻 的的 存 在 ， 使 復(fù) 合 材 料 成 為 一 種 。 因 此 ， 可 用 于 制 備 各 種 。 106 解 決 電 磁 干 擾 、 射 頻 干 擾 和 信 息 防 竊的 復(fù) 合 材 料 稱 為 。 107 由 于 依 賴 于， 因 此 ， 利 用 具 有 一 定 導(dǎo) 電 性的 復(fù) 合 材 料 可 滿 足 電 磁 屏 蔽 的 需 要 。 108 以 為 基 體 ， 填 充 可構(gòu) 成 適 合 用 于 電 磁 屏 蔽 的 復(fù) 合 材 料 。 由 于 電 磁 屏 蔽 的 復(fù) 合 材 料 具 有 性 能 好 、成 本 低 、 成 型 工

36、藝 簡(jiǎn) 單 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 因 此 成 為 國際 上 電 子 材 料 研 究 的 熱 點(diǎn) 。 109 有 兩 種 類 型 。 (1)填 充 導(dǎo) 電 體 的 形 式 ； 其 中 ， 填 料 形成 的 是 提 供 屏 蔽 功 能 的 基 本 要 素 。 110 這 種 通 常 由 絕 緣 性 良好 的 (如 ABS、 PC、 PP、 PE、PVC、 PBT、 PA及 它 們 的 改 性 和 共 混 的 樹 脂 )和 (如 炭 黑 、 鋁 片 粉 、 金 屬 纖 維 及表 面 金 屬 化 的 有 機(jī) 和 無 機(jī) 纖 維 )及復(fù) 合 而 成 ， 其 屏 蔽 效 果 為 40 60dB。 111鋁 片

37、在 聚 合 物 中 體 積 分 數(shù) 與 屏 蔽 效 率 關(guān) 系體 積 分 數(shù) 屏蔽效率 /dB與，有 關(guān) ， 由 圖 中可 看 出 ， 合 適 的 填 料體 積 分 數(shù) 可 獲 得 好 的屏 蔽 效 率 ， 很 多 研 究發(fā) 現(xiàn)有 最 好 的 屏 蔽 效 果 。 112鋁 纖 維 帶 的 體 積 分 數(shù) 、 長 徑 比 與 屏 蔽 效 率 的 關(guān) 系體 積 分 數(shù) 屏蔽效率 /dB 圖 中 表 明與 也 有密 切 關(guān) 系 ， 填 料 長 徑 比越 大 ， 屏 蔽 性 也 越 大 ，從 另 一 角 度 看 ， 長 徑 比也 影 響 著 最 佳 體 積 填 充量 。 通 常 長 徑 比 越 大 ，

38、最 佳 體 積 填 充 分 數(shù) 越 低 。 113 多 用 于 電 子 設(shè) 備 的 屏 蔽 ，由 于 近 代 電 子 設(shè) 備 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 多 采 用 電 視 顯示 方 式 ， 如 計(jì) 算 機(jī) 終 端 顯 示 器 、 監(jiān) 視 器 、 儀表 的 圖 顯 和 數(shù) 顯 ， 都 要 求 既 ， 又 能的 材 料 。 從 這 個(gè) 角 度 上 看 ， 復(fù) 合 材 料中 為 是 理 想 的 。 114 (2)用 與制 成 織 物 可 作 電 磁 波 反 射 體 。 這 種 主 要 用 于 無 線 通 信天 線 的 ， 但 也 可 作 計(jì) 算 機(jī) 、復(fù) 印 機(jī) 、 傳 真 機(jī) 等 電 子 設(shè) 備 的 。

39、 115 是 指 材 料 ，它 廣 泛 應(yīng) 用 于 換 能 器 ， 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 能 與 電 能之 間 的 相 互 轉(zhuǎn) 換 。 116 可 以 分 為 下 面 五 類 ：(1) ， 如 石 英 、 磷 酸 等 ；(2) ， 如 鋯 鈦 酸 鉛 (PZT)、 鈦 酸 鉛 等 ；(3) ， 如 聚 氯 乙 烯 等 ；(4) ， 如 PZT/聚 合 物 等 ；(5) ， 如 TiSrO3等 。 117 是 將 和按 一 定 連 通 方 式 ， 一 定 的 體 積 /重 量 ，及 一 定 的 空 間 分 布 制 作 而 成 ， 它 可 以 成 倍地 。 118 以 PZT/聚 合 物 為 例 ， 其

40、 dh gb值 提 高 l3倍(dh為 壓 電 體 的 電 荷 系 數(shù) ； gb為 壓 電 體 的 電 壓系 數(shù) )。 此 外 ， 復(fù) 合 材 料 使 ， 以 及也 大 為 改 善 。 119 為 了 從 本 質(zhì) 上 極 大 地， 將 進(jìn) 一 步 復(fù) 合 向發(fā) 展 ， 可 望 獲 得 更 為 優(yōu) 異 的壓 電 復(fù) 合 材 料 。 120 例 如 ： 鋯 鈦 酸 鉛 (PZT)和 聚 合 物 (P)， 即 PZT P； 鈦 酸 鉛 (PT)和 聚 合 物 (P)， 即 PT P； 兩 大 。 121 這 兩 大 復(fù) 合 材 料 各 有 優(yōu) 缺 點(diǎn) ： 其 中 ， 中 的 PZT壓 電 活 性 大

41、 ，但 其 各 向 異 性 較 小 ； 中 PT的 壓 電 活 性 小 ， 但 其 各 向異 性 大 。 122 當(dāng) 實(shí) 現(xiàn) 三 相 復(fù) 合 ， 即 PZT PT P， 勢(shì)必 會(huì) 體 現(xiàn) 出 兩 相 系 統(tǒng) 所 沒 有 的 性 能 ， 這 一 方向 是 目 前 的 發(fā) 展 方 向 。 123 下 面 的 關(guān) 系 圖 說 明 了 這 一 方 向 的 發(fā) 展PZT P PTPZT/ P PT/ PPZT+P/ P 124 被 譽(yù) 為 第 三 代 電 子 技 術(shù) 的 核 心 ，它 在 導(dǎo) 彈 與 航 天 器 跟 蹤 、 制 導(dǎo) 、 通 信 與 防 御以 及 激 光 武 器 電 源 上 都 具 有 廣

42、 泛 的 應(yīng) 用 潛 力 ，可 用 于 高 性 能 高 速 計(jì) 算 機(jī) ， 遠(yuǎn) 紅 外 探 測(cè) 器 ，光 通 信 ， (遠(yuǎn) )紅 外 成 像 以 及 磁 懸 浮 列 車 等 。 125 然 而 ， 超 導(dǎo)材 料 ， 雖 有 一 定 抵 抗 壓 縮 變 形 的 能力 ， 但 其 ， ， 使得 超 導(dǎo) 體 大 規(guī) 模 實(shí) 用 受 到 了 限 制 。 126 用 增 強(qiáng) 通 過 擴(kuò) 散 粘結(jié) 法 (成 型 壓 力 為 4MPa， 150170 ， 保 溫15min)將 包 覆 于 其 中 ， 從而 獲 得 良 好 的 力 學(xué) 性 能 、 電 性 能 和 熱 性 能 的復(fù) 合 材 料 。 127 試

43、驗(yàn) 發(fā) 現(xiàn) ， 隨 著 增 加 ，碳 纖 維 錫 釔 氧 鋇 銅 復(fù) 合 材 料 的 隨著 不 斷 提 高 。 由 于 基 本 承 擔(dān) 了 全 部 的 ，所 以 在 斷 裂 點(diǎn) 之 前 ， 碳 纖 維 錫 材 料一 直 都 保 持 超 導(dǎo) 性 能 。 也 常 用 于 超 導(dǎo) 復(fù) 合 材 料 的包 覆 材 料 。 128 由 于 的 飛 速 發(fā) 展 和 多 種 探 測(cè) 器 的綜 合 使 用 ， 使 得 也 必 須 朝 著方 向 發(fā) 展 。 原 來 的 金 屬 、 陶 瓷 、 半 導(dǎo) 體 、 高 分 子 隱 身材 料 很 難 適 應(yīng) 這 一 要 求 ， 因 此就 顯 得 格 外 重 要 。 129

44、 (1)降 低 目 標(biāo) 自 身 發(fā) 出 的 或 反 射 外 來的 信 號(hào) 強(qiáng) 度 ； (2)減 小 目 標(biāo) 與 環(huán) 境 的 ， 使其 低 于 探 測(cè) 器 的 門 檻 值 ； (3)使 目 標(biāo) 與 環(huán) 境 反 差 ， 造成 目 標(biāo) 幾 何 形 狀 識(shí) 別 上 的 困 難 。 130 按 照 電 磁 波 吸 收 劑 的 使 用 ，可 分 為 和 兩 類 ， 它 們 都 是以 樹 脂 為 基 體 的 復(fù) 合 材 料 。 131 能 使 與 它 有 盡 可 能接 近 的 反 射 、 透 過 、 吸 收 電 磁 波 和 聲 波 特性 的 一 類 無 機(jī) 涂 層 ， 又 稱 為 。 132 隱 身 涂 層

45、 種 類 很 多 ， 有 隱身 涂 層 、 隱 身 涂 層 ， 以 及、 、 等 偵 察 隱 身 涂 層 ，還 有 涂 層 等 。 133 多 采 用 。 由 、 、 和等 組 成 。 134 可 以 是 有 機(jī) 樹 脂 ， 也 可 以 是無 機(jī) 膠 粘 劑 。 是 調(diào) 節(jié) 涂 層 與 電 磁 波 、 聲 波 相互 作 用 特 性 的 關(guān) 鍵 性 粉 末 狀 原 料 。 135 金 屬 、 半 導(dǎo) 體 、 陶 瓷 等 不 同 類 型 的 粉 末 可以 作 為 ， 由 于 它 們 在 能 帶 結(jié) 構(gòu) 上 的 差別 ， 可 針 對(duì) 不 同 的 探 測(cè) 裝 置 進(jìn) 行 隱 身 。 由 于 不 斷 提

46、 高 ， 也 向 具有 多 功 能 的 多 層 涂 層 及 多 層 復(fù) 合 膜 方 向 發(fā) 展 。 136 由 于 存 在 重 量 、 厚 度 、粘 接 力 等 問 題 ， 在 使 用 范 圍 上 受 到 了 一 定限 制 ； 因 此 兼 具 和 雙 重 功 能 的應(yīng) 運(yùn) 而 生 。 137 在 材 料 中 傳 播 的 是 復(fù)合 材 料 吸 波 的 關(guān) 鍵 。 實(shí) 際 上 振 幅 不 同 的 波 來 往 傳 播 ， 包 括折 射 和 散 射 。 最 后 使能 得 到 衰 減 ， 達(dá) 到 吸 收 的 目 的 。 138 此 外 ， 在 設(shè) 計(jì) 中 ， 使 復(fù) 合 材 料盡 量 ， 就 會(huì)使 表

47、面 反 射 小 ， 從 而 達(dá) 到 隱 身 作 用 。 139 作 為 兼 具 和 雙 重 功 能 的 材 料的 設(shè) 計(jì) ， 主 要 有 和 復(fù) 合 材 料兩 大 類 。 所 謂 是 基 體 為 高 聚 物 ， 增 強(qiáng) 體是 不 同 類 型 纖 維 材 料 。 140 例 如 ， 選 擇 酚 醛 材 脂 為 基 體 ， 選 擇 碳 纖維 、 玻 璃 纖 維 、 芳 綸 等 為 增 強(qiáng) 體 ， 選 擇 合 適的 混 雜 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) ， 界 面 盡 量 增 多 ， 這 種 復(fù) 合材 料 不 僅 有 較 好 的 ， 同 時(shí) 也 只 有 良好 的 。 141 是 一 種 外 形上 類 似 于 泡 沫 塑 料 的 ， 對(duì)電 磁 波 有 極 好 的 吸 收 效 果 。 如 采 用 多 層 結(jié) 構(gòu) ， 頻 率 為 8 12GHz時(shí) ，吸 收 性 能 達(dá) 到 15dB。 142 5.1 抗 x射 線 輻 射 復(fù) 合 材 料 ； （ 用 于 抵 抗 x射 線輻 射 造 成 對(duì) 材 料 結(jié) 構(gòu) 的 破 壞 效 應(yīng) 的 一 類 復(fù) 合 材 料 ） 。5.2 仿 生 復(fù) 合 材 料 ；5.3 摩 擦 功 能 復(fù) 合 材 料 ； （ 具 有 低 摩 擦 系 數(shù) 或 高摩 擦 系 數(shù) 的 復(fù) 合 材 料 ）5.4 透 光 復(fù) 合 材 料 ；5.5 熱 性 能 復(fù) 合 材 料 。