超塑性材料的应用与形成条件

除前面介绍的新材料外，现在还有导电功能材料、超塑性材料、磁性材料、电子信息材料、智能材料、能源转化与储存材料、敏感器件材料、声学与光学材料和生物医学材料等新材料。新型材料的出现将不断满足人类生产和生活的特殊需要，尤其是在高新技术领域，这些新材料正发挥着十分重要的地位。

(1)导电功能材料。它是指那些具有导电特性的物质，包括电阻材料、电热与电光材料、导电与超导材料、半导体材料、介电材料、离子导体和导电高分子材料等。

(2)超塑性材料。长期以来，人们一直希望能够很容易地对高强度材料进行塑性加工成形，成形以后又能像钢铁一样坚固耐用。随着超塑性合金的出现，这种想象已成为现实。

1920年，德国人罗森汉在锌－铝－铜三元共晶合金的研究中，发现这种合金经冷轧后具有暂时的高塑性。超塑性锌合金的形成条件为，温度250℃～270℃，压力0.39～1.37MPa。超塑性锌合金具有成形加工温度低、成形性和耐腐蚀性好等优点。所以除了制作各种复杂形状的容器外，还广泛用作建筑材料。

1928年英国物理学家森金斯下了一个定义:凡金属在适当的温度下变得像软糖一样柔软，而且其应变速度为10mm/s时，产生300%以上的伸长率，均属超塑性现象。

在通常情况下，金属的伸长率不超过90%，而超塑性材料的最大伸长率可高达1000%～2000%，个别的甚至达到6000%。金属只有在特定条件下才显示出超塑性。在一定的变形温度范围内进行低速加工时可能出现超塑性。产生超塑性的合金，晶粒一般为微细晶粒，这种超塑性叫作微晶超塑性。

自20世纪70年代初，全世界都在寻找新的超塑性金属，到目前已发现了170多种合金材料具有超塑性。

(3)磁性材料。它是指那些具有强磁性的材料。早期的磁性材料是指软铁、硅钢片、铁氧体等。随着新材料的发展，出现了非晶态软磁材料、纳米晶软磁材料、稀土永磁材料等一系列高性能磁性材料，广泛应用于计算机、声像记录、电工产品、机械制造等行业。(www.xing528.com)

(4)电子信息材料。它是指那些用于集成电路的半导体材料、电子元器件材料、人工晶体材料以及通信技术中所用的光导纤维等。它是新材料领域中最重要的组成部分，已成为推动信息产业增长的主要动力。

(5)智能材料。它是指能够根据所处环境的变化，使自身功能处于最佳状态的材料，如形状记忆材料、电流变体材料、电致变色材料、微孔材料等都可列入智能材料。不同的智能材料系统依靠不同的机制来完成智能功能，如形状记忆材料是利用材料受热、光等的作用发生相变，导致形状变化；电致变色材料是利用一些氧化物在电场作用下与金属发生离子交换，从而改变吸收波波长范围。

(6)能源转化与储存材料。地球上可再生的能源主要指太阳能、风能、地热能、潮汐能等，这些能源在大多数情况下不能直接使用，也不能储存，因此，必须将它们转换成可以使用的能源形式，或将之用适当的方式储存起来，再加以利用。能源转化与储存材料就是围绕可再生能源的利用这一目标而发展起来的新材料，如太阳能转换材料(光电转换材料)、热电转换材料、储氢材料(镁基储氢材料)等。

(7)阻尼材料。随着工业和交通运输业的飞速发展，噪声污染对人类的危害越来越大。因此，将噪声降低到无害的程度，是环境保护的一项重要任务。噪声与振动可以通过吸声、隔音、消声、阻尼减振技术等措施治理。阻尼减振技术中所用的材料称为阻尼材料或减振材料。阻尼材料分为金属基阻尼材料(烧结多孔铸铁、泡沫铝合金等)和非金属基阻尼材料(橡胶系、沥青系、塑料系等)两大类。

(8)光学材料。根据光同材料相互作用时产生的不同的物理效应可将光学材料分为光介质材料和光功能材料两大类。光介质材料是指传输光线的材料，这些材料以折射、反射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相，使光线按照预定的要求传输，也可以吸收或透过一定波长的光线而改变光线的光谱成分，如光学玻璃、光学塑料、光导纤维和光学晶体等；光功能材料是指在电、声、磁、热、压力等外场作用下，其光学性质能发生变化，或者在光的作用下其结构和性能能发生变化的材料。利用这些变化，可以实现能量的探测和转换，如激光材料、电光材料、声光材料、非线性光学材料、显示材料和光信息存储材料等。

(9)生物医学材料。它是指用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断、治疗、替换修复或诱导再生的天然或人工合成的特殊功能材料，或称生物材料。生物医学材料是当代科学技术发展的重要领域之一，已被许多国家列为高技术材料发展计划。生物医学材料按材料的物质属性来分，可分为医用金属材料(不锈钢、钛合金等)、生物陶瓷(Al2O3陶瓷、ZrO2陶瓷、磷酸盐陶瓷等)、医用高分子材料(硅橡胶、聚四氟乙烯等)和复合材料四类。