问几种新型金属材料名称?

2025-03-06 23:12:24
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一、生物医学材料

金属类材料较早地应用于替代、增强和修复人体的器官和组织等,这类材料既要满足一定的强度、耐磨和耐疲劳等要求,还要具有生物功能性和生理相容性(如无毒、不引起人体组织的病变),并对人体内的各种体液具有足够的抗侵蚀能力。金属类生物医学材料,主要有不锈钢、钴铬合金和钛合金材料等。其中,不锈钢和钛合金的生理相容性最好。如人造心脏瓣膜、脊椎矫正棍、头盖骨(铂、钛、锆合金板)。另外,牙齿修复、矫正等就用到银锡合金、钴铬合金、镍铬合金等。

 

二、智能材料

智能材料是指在材料或结构中植入传感器、信号处理器、通信与控制器及执行器,使材料或结构具有自诊断、自适应,甚至损伤自愈合等智能功能与生命特征。如建筑、桥梁、水坝、电站、飞行器等的状态监测,振动、形状的自我调节,损伤的自我愈合等。一般而言,金属材料在使用过程中,一旦发生了疲劳损伤,就意味着被淘汰更换,没有类似生物体的自我预感和恢复功能。通过特殊处理,赋予其损伤预警功能,并能使损伤处得到修复,材料就具有了“智能”特征。如将硼微粒复合到铝合金中,合金破坏时会发射声波,用声发射器接受该信号,并立即发出预警。

 

三、低维功能材料

低维功能材料是相对于大块的三维材料而言的,可分为二维材料(薄膜材料)、一维材料(纤维材料)和零维材料(纳米材料)。

薄膜材料近年来发展很快(如金刚石薄膜),由于其特殊的物理、机械性能,潜在用途很广。由于资源及价格因素,其实际的应用受到很大的限制,但目前仅利用普通的设备就可以生产这种曾被视为极为稀缺的材料。随着熔融金属快淬技术、化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)技术及其他制备技术的开发和应用,薄膜材料得到迅速发展。在信息化时代,用于信息记录、存储方面的金属薄膜材料,近年来成为一个非常活跃的研究领域。例如,1985年问世的磁光盘,可读写、可反复擦录,是用磁性薄膜来存储光信息的器件。

大量的金属纤维材料用做复合材料(如玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维和光导纤维等)的增强剂和结构材料。近年来,随着陶瓷基和金属基材料的发展,人们开展了对金属晶须(即直径在微米级或更细的线状金属晶体)、氧化物晶须(如Al2O3)等的研制开发。

纳米材料属于零维材料,其晶粒尺寸一般小于100nm,可低至数个nm。他们的特点之一是表面及其发达,处于表面层的原子在所有原子中占有很高的比例,因此,具有许多极其特殊的性能。纳米金属粉末的电磁性发生很大变化,如原来是铁磁性的会变成顺磁性、在低温下呈绝缘性等;金属纳米颗粒对光的反射能力可以下降到1%而成为近似黑体,据此,人们开发了用于飞机等对电磁波吸收率高、反射率极低的隐性材料,使之能够躲避雷达的探测跟踪。纳米材料是极具应用潜力的新型材料。