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月影の雪崖
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知识和技能基本要求: 能够从所阅读的科普读物中找到知识点,并能运用资料中的知识解答疑问或困惑。知识要点: 1、“纳米”这个长度单位,初步了解纳米材料。 2、了解“绿色”能源。 3、了解记忆合金的特点及其应用。典型例题: 例1、中科院成功研制出高性能纳米复合稀土永磁薄膜 据报道,在日前,于北京召开的中科院沈阳材料科学国家实验室理事会会议上,沈阳金属研究所张志东研究员介绍了研究小组制备的纳米复合稀土永磁体和薄膜材料,项目指标达到目前报道的最高值。这一成果显示,由分布很好的晶粒非常细小的硬磁相和软磁相组成的多层薄膜,可望成为新一代稀土永磁材料,在信息、微机械、微电机等领域将有广阔的应用前景。最近,该研究小组与美国内布拉斯加大学林肯分校合作,又在制备高性能的纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体方面取得进展。他们采用磁控溅射方法制备纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体,通过控制多层薄膜的厚度来控制退火过程中硬磁相和软磁相的晶粒生长和分布。精心设计的多层膜由晶粒尺寸为40纳米的硬磁相和连续分布的软磁相组成。从而在多层薄膜中实现了磁性交换耦合和剩磁增强效应,有效地结合了硬磁相和软磁相的优良磁性,实现了剩磁增强效应,在薄膜磁体中获得了最大磁能积203KJ/m3。与会专家高度评价了这一成果,认为“在国际同领域中处于领先水平,为探索新型永磁材料提供了新思路,对永磁材料的发展及应用具有重要的指导意义”。 认真阅读这篇短文,回答下列问题: 1、为什么把这种新材料称为纳米材料? 2、这种新材料主要是由什么组成的? 3、这种新材料的特性是什么? 4、这种新材料在哪些领域有广阔的应用前景? 解析: 1、这种新材料的几何尺度在1~100nm的范围内,仅有40nm,它的物理性质与较大尺度相比,发生了异常的变化,所以把这种新材料称为纳米材料。 2、这种新材料是由晶粒尺寸为40nm的硬磁相和连续分布的软磁相组成。 3、这种新材料的特性是实现了剩磁增强效应,在薄膜磁体中获得了最大磁能积203KJ/m3。 4、这种新材料在信息、微机械、微电机等领域有广阔的应用前景。 例2、下面是一篇科普论文,认真阅读后回答如下问题: 1、形状记忆合金有什么特点? 2、形状记忆合金可分为哪几种? 3、目前已开发成功的形状记忆合金有哪几种? 4、形状记忆合金在高科技上有哪些应用?形状记忆合金 一般金属材料受到外力作用后,首先发生弹性变形,达到屈服点,就产生塑性变形,应力消除后留下永久变形.但有些材料,在发生了塑性变形后,经过合适的热过程,能够回复到变形前的形状,这种现象叫做形状记忆效应(SME).具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金,称为形状记忆合金(SMA). 形状记忆合金可以分为三种: (1)单程记忆效应 形状记忆合金在较低的温度下变形,加热后可恢复变形前的形状,这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应. (2)双程记忆效应 某些合金加热时恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状,称为双程记忆效应. (3)全程记忆效应 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低温相形状,成为全程记忆效应。 目前已开发成功的形状记忆合金TiNi基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。 形状记忆合金的具体应用如下。 工业应用: (1)利用单程形状记忆效应的单向形状记忆恢复,如管接头、天线、套环等。
2006年06月11日 21点06分
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