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功能复合材料(fùhécáiliào)是指除机械性能以外而提供其他物理性能的复合材料(fùhécáiliào),如导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸声、摩擦、吸波、屏蔽、阻燃、防热、隔热等功能复合材料(fùhécáiliào)。功能复合材料(fùhécáiliào)主要由功能体和基体组成,或由两种(或两种以上)功能体组成。在单一功能体的复合材料中,其功能性质虽然由功能体提供(tígōng),但基体不仅起到粘结和赋形作用,同时也会对复合材料整体的物理性能有影响。多元功能体的复合材料可以具有多种功能,同时还有可能由于产生(chǎnshēng)复合效应而出现新的功能。因此,多功能复合材料成为功能复合材料的发展方向。金属(jīnshǔ)基复合材料功能(gōngnéng)特性功能复合材料的主要(zhǔyào)类型功能特征(1)应用面宽根据需要可设计与制备出不同(bùtónɡ)功能的复合材料,以满足现代科学技术发展的需求。(2)研制周期短一种结构材料从研究到应用,一般需要10-15年左石,甚至更长,而功能复合材料的研制周期要短得多。(3)附加值高单位质量的价格与利润远远高于结构复合材料(4)小批量,多品种功能复合材料很少有大批量,但品种需求多。(5)适于特殊(tèshū)用途在不少场合,功能复合材料有着其他材料无法比拟的使用特性。功能复合(fùhé)材料的复合(fùhé)效应平均效应相乘效应平行效应诱导效应相补效应共振效应相抵效应系统效应功能复合材料的设计复合材料的最大特点在于它的可设计性。因此,在给定(ɡěidìnɡ)的性能要求、使用环境及经济条件限制的前提下,从材料的选择途径和工艺结构途径上进行设计。例如,利用线性效应的混合法则,通过合理铺设可以设计(shèjì)出某一温度区间膨胀系数为零或接近于零的构件。又如XY平面是压电,XZ平面呈电致发光性,通过铺层设计(shèjì)可以得到YZ平面压致发光的复合材料。另外,模仿生物体中的纤维和基体的合理分布,通过(tōngguò)数据库和计算机辅助设计可望设计出性能优良的仿生功能材料。磁性复合材料(fùhécáiliào)磁性复合材料(fùhécáiliào)(Magneticcompositematerials)是以高聚物或软金属为基体与磁性材料复合而成的一类材料。由于磁性材料(cíxìnɡcáiliào)有软磁和硬磁之分,因此也有相应的软磁和硬磁复合材料。此外,强磁性(铁磁性和亚铁磁性)细微颗粒涂覆在高聚物材料带上或金属盘上形成磁带或磁盘用于磁记录,也是一类非常重要的磁性复合材料,又如与液体混合形成磁流体等。永磁复合材料(fùhécáiliào)典型的永磁材料包括永磁铁氧体、铝镍钴以及稀土永磁材料。一般情况下,永磁材料的密度较高,脆而硬,不易加工(jiāgōng)成复杂的形状。但是,制成高聚物基或软金属基复合材料后,上述难加工(jiāgōng)的缺点可得到克服。永磁复合材料的功能组元是磁性粉末,高聚物和软金属起到粘结剂的作用。其中,高聚物使用较为普遍,常用的有环氧树脂(huányǎnɡshùzhī)、尼龙和橡胶等材料。永磁复合材料(fùhécáiliào)的制造方法常采用模压、注塑、挤压等工艺技术。对于软金属粘结工艺来说,由于它较为复杂,因此除磁体要求在较高温度下(>200℃)使用外,很少采用这种金属基复合磁体。很显然(xiǎnrán),与高密度的金属磁体或陶瓷磁体(铁氧体)相比,复合磁体的优良加工性能是以牺牲一部分磁性能为代价的。非磁性基体及非磁性相的比例直接(zhíjiē)影响到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度,它可用下述关系式来表达:其中,Mr为复合磁体的剩余磁化强度;Ms为磁性组元的饱和磁化强度;为复合磁体密度;o为磁性组元的理论密度;为复合物中的非磁性相的体积分数;f为铁磁性相在外磁场(cíchǎng)方向的取向度。由于复合(fùhé)永磁材料的易成形和良好加工性能,因此常用来制作薄壁的微型电机使用的环状定子,例如计算机主轴电机,钟表步进电机等。复合永磁材料的良好成型性,使其适用于制作体积小、形状复杂(fùzá)的永磁体。如汽车仪表用磁体,磁推轴承及各类蜂鸣器等。复合永磁材料的功能体可看作(kànzuò)是各类磁体粉末(如铁氧体、铝镍钴、Sm--Co、Nd--Fe--B等)制成的粘结磁体。也可以选用两种或两种以上的不同磁粉与高分子材料复合,以便得到更宽范围的实用性能。软磁复合材料电器元件的小型化,导致磁路中追求更高的驱动频率,为此应用的软磁材料,除在静态磁场下经常要求的高饱和磁化强度和高磁导率外,还要求它们具有(jùyǒu)低的交流损耗PL。通常较大尺寸的金属软磁材料,其相对磁导率r随驱动频率的增大而急速下降(xiàjiàng),