功能材料化学
发布时间：2022-11-10 13:13:47 来源：文档文库
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《功能材料化学》复习要点 一、
绪论
支撑21世纪人类文明大厦的四大支柱技术： 材料科学与技术、能源科学与技术、信息科学与技术、生物科学与技术。 功能材料：
功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。 功能材料特点：
1. 多学科交叉，知识密集。 2. 品种多，生产规模小，换代快，技术保密性强。
3. 资金和时间投入大，风险大。
4. 高产业、高技术、高性能、高产值、高效益。
二、
超导材料
超导体的三个临界参数：
临界温度(Tc：将材料的温度不断降低，直至电阻突然消失的温度称为超导体的临界温度。
临界磁场(Hc：对处于超导态的超导体施加一个磁场，当磁场强度高于一定值时，磁力线将穿入超导体，超导态被破坏，一般把可以破坏超导态的最小磁场强度称为临界磁场。 临界电流(Ic：产生临界磁场的电流，即超导态允许流动的最大电流。 超导体的基本物理性质：
零电阻效应：零电阻率是超导体的一重要的特性。当超导体的温度接近临界温度时，其电导率可视为无限大，因而可承载很大的电流，只要这个电流不超过临界电流Ic，超导体内电流的流动就可看成是无阻的，热损耗也可忽略不计。
迈斯纳效应：当金属在外磁场中冷却而从非超导态转变为超导态时，体内原有的磁力线立即被推出体外，磁感应强度恒等丁零，这种现象称为迈斯纳效应。迈斯纳效应又叫完全抗磁性。
同位素效应：超导体的临界转变温度和其同位素质量有关。同位素质量愈大，转变温度便愈低。
超导材料的分类和各自的特性差别：超导材料按磁化特性分为第一类超导体和第二类超导体。主要特性差别在于第一类超导体只有一个临界磁场Hc，而第二类超导体具有下临界磁场Hc1和上临界磁场Hc2，在Hc1与Hc2之间超导体处于超导态和正常态的混合状态。此外，超导材料还可按化学组成分为元素超导、合金超导以及化合物超导；按磁化温度分为高温超导和低温超导。
BCS理论：巴丁、库柏和施瑞弗在1957年发表的经典性的论文中提出了超导电性量子理论， 被称为BCS超导微观理论，用来描述低温超导电性的微观图像。 三、
贮氢材料
固态贮氢原理：
合金中的一个金属原子能和两、三个甚至更多的氢原子结合，生成稳定的金属氢化物，同时放出热量,将其稍稍加热，氢化物发生分解，吸收热量后，又可将吸收的氢气释放出来。用方程式表示为：
反应进行的方向取决于温度、压力和合金成分。
三种贮氢方式各自的优缺点： 气态贮氢：能量密度低，不安全 液态贮氢：能耗高，对储罐绝热性要求高
固态贮氢：体积储氢容量高，无需高压及隔热容器，安全性好，无爆炸危险，可得到高纯氢。
氢贮氢材料主要靠温度、压力和合金成分控制吸氢和放氢的过程。 化物的分类： 1.
离子型(盐类氢化物：ⅠA碱金属和ⅡA碱金属(除铍和镁电负性极低，氢化后把电子转移给氢原子，氢成为负离子H-，组成离子键型氢化物。如LiH、NaH、KH、RbH、CsH、CaH2、BaH2等
2.
金属型氢化物：氢与ⅢB~VB族的过渡金属形成氢化物时，氢的特性介于H-~H+之间，氢原子进入金属晶格形成间隙型化合物。
3.
边界氢化物：周期表中ⅠB、ⅡB族和部分ⅢA族铟、铊的氢化物，CuH2和InH2，但这类氢化物不稳定，无实用价值。
4.
共价型-分子型氢化物：ⅢA~ⅦA族元素具有高电负性，与氢共用电子，组成共价键，具有分子型晶格，生成共价型氢化物。
典型的贮氢合金：镁系合金、稀土系合金、钛系合金等。 四、
形状记忆合金
形状记忆效应：将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当的外界条件，材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。
形状记忆效应的三种形式： ①单程形状记忆效应：在低温相时将其任意变形，再加热时恢复为高温相形状， 而重新冷却时却不能恢复低温相时的形状。
②双程形状记忆效应：加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状，即通过温度升降自发可逆地反复恢复高低温相形状的现象，或称为可逆形状记忆效应。
③全程形状记忆效应：当加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的高温相形状的现象。只能在富镍的Ti- Ni合金中出现。2
吸氢，放热2y xMHxH2释氢，吸热yxMHyH马氏体相变：以晶格畸变为主的位移型无扩散相变统称为马氏体相变。 热弹性马氏体：马氏体一旦生成可以随着温度降低继续长大，当温度回升时，长大的马氏体又可以缩小，直至恢复到原来的母相状态，即马氏体随着温度的变化可以可逆地长大或缩 