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书名 能感知的材料(智能材料与信息材料)/科普第一书
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作者 宋学军
出版社 吉林人民出版社
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简介
编辑推荐

宋学军主编的这本《能感知的材料(智能材料与信息材料)》是《科普第一书》系列丛书之一。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一。本书以通俗易懂的语言介绍了与智能材料与信息材料相关的科普知识,很值得青少年认真阅读。

内容推荐

智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。信息材料属于功能材料,是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能使用的材料。宋学军主编的这本《能感知的材料(智能材料与信息材料)》以通俗易懂的语言介绍了与智能材料与信息材料相关的科普知识,很值得青少年认真阅读。

目录

第一章 最聪明的材料:智能材料

 第一节 材料也能拥有智商

人类文明的标志:材料

让材料拥有智商

智能材料开启材料新纪元

 第二节 第四代材料:智能材料

探访智能材料

智能材料的演变

人类的一大利器

第二章 形形色色的智能材料

 第一节 最敏感的材料:压电材料

认识是压电材料

压电材料的演变

寻找我们身边的压电材料

压电材料何去何从

 第二节 会记忆的材料:形状记忆材料

最有趣的金属:记忆合金

记忆合金的原理

哪些合金会记忆

形状记忆聚合物

 第三节 纤维中的才子:智能纤维

伟大的智能纤维

不二之选:光纤传感器

强大的开关:纤维执行器

智能纤维大家庭

 第四节 纤维中的才子:智能纤维

工业新秀:电流变液

谁能左右电流变液

无处不在的电流变液

电流变液的姊妹:磁流变液

 第五节 会唱歌的桌子:磁致伸多智能材料

桌子会唱歌之谜

稀土超磁致伸缩材料

无所不能的磁致伸缩材料

 第六节 神奇的魔法:智能高分子材料

可食果冻:高分子凝胶

凝胶能响应不同的信号

智能高分子材料的未来

第三章 神通广大的信息材料

 第一节 走进信息材料

认识信息材料

信息材料的流变

信息材料大家族

我们身边的信息材料

 第二节 微电子信息材料

无处不在的半导体

哪些是半导体材料

穿针引线的集成电路

互连材料造就集成电路

 第三节 光电子信息材料

更优秀的光电子技术

半导体为什么也会发光

更上一层楼:集成光路

第四章 多种多样的信息材料

 第一节 信息传感材料

不能触碰的力敏传感材料

材料中的温度计:热敏传感材料

见光就变的光敏传感材料

不能“受气”的气敏传感材料

湿涨干缩的湿敏传感材料

最神奇的生物传感材料

 第二节 信息传输材料

通信电缆材料

超高频率的微波通信材料

我们手上的传输材料:GsM移动通信

 第三节 信息显示材料

阴极射线显示材料

显示材料的主角:液晶显示材料

显示材料新秀:等离子体显示材料

CRT的变种:场发射显示材料

电致发光显示材料

第五章 展望未来

 第一节 智能材料的新应用

智能材料在生物医学中的应用

智能材料在人造器官上的应用

 第二节 信息材料的发展趋势

微电子信息材料的发展趋势

信息技术的发展趋势

试读章节

3.利用物理与化学原理合成材料的阶段

20世纪初,随着物理、化学等科学的发展以及各种检测技术的出现,人类一方面从化学角度出发,开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法;另一方面从物理学角度出发,开始研究材料的物性,就是以凝聚态物理、晶体物理和固体物理等作为基础来说明材料组成、结构及性能之间的关系,并研究材料制备和使用材料的有关工艺性问题。由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用,从而出现了材料科学。在此基础上,人类开始了人工合成材料的新阶段。这一阶段以合成高分子材料的出现为开端,一直延续到现在,而且仍将延续下去。人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现,加上已有的金属材料和陶瓷材料(无机非金属材料),构成了现代材料的三大支柱。除合成高分子材料以外,人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。超导材料、半导体材料、光纤材料等都是这一阶段的杰出代表。

从这一阶段开始,人们不再是单纯地采用天然矿石和原料,经过简单的煅烧或冶炼来制造材料,而是利用一系列物理与化学原理、现象来创造新的材料,并且人们可以在对以往材料组成、结构及性能之间关系的研究基础上,根据需要进行材料设计。使用的原料本身可能是天然原料,也可能是合成原料,而材料合成及其制造方法更是多种多样。

4.材料的复合化阶段

20世纪50年代,金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来。随后又出现了玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及最近出现的抗菌材料,都是复合材料的典型实例。它们都是为了适应高新技术的发展以及提高人类文明程度而产生的。到这一阶段,人类已经可以利用新的物理、化学方法,根据实际需要设计性能独特的材料了。

现代复合材料最根本的思想不是要使两种材料的性能变成3+3=6,而是要想办法使它们变成3×3=9,乃至更大。

严格地说,复合材料并不只限于两类材料的复合,只要由两种或两种以上不同物质以不同方式组成的材料都可以称为复合材料。

5.材料的智能化阶段

自然界中的材料往往都具有自适应、自诊断和自修复的功能。如所有的动物或植物都能在没有受到绝对破坏的情况下进行自诊断和自修复。人工材料目前还不能做到这一点。但是近二三四十年研制出的一些材料已经具备了其中的部分功能,这就是目前最引人注目的智能材料,如形状记忆合金、光致变色玻璃等。尽管近十余年来,智能材料的研究取得了重大进展,但是离理想智能材料的目标还相距甚远,而且严格来讲,目前研制成功的智能材料还只是一种智能结构。  材料科学的发展趋势主要集中在以下几方面:超纯化(从天然材料到合成材料),量子化(从宏观控制到微观和介观控制),复合化(从单一到复合),智能化(从被动到主动)及可设计化(从经验到理论)。当前,高技术新材料的发展日新月异,材料科学的内涵也日益丰富。P3-5

序言

科学技术是第一生产力。放眼古今中外,人类社会的每一次进步,都伴随着科学技术的进步。尤其是现代科技的突飞猛进,为社会生产力发展和人类的文明开辟了更为广阔的空间,有力地推动了经济和社会的发展。

科学技术作为人类文明的标志。它的普及,不但为人类提供了广播、电视、电影、录像、网络等传播思想文化的新手段,而且使精神文明建设有了新的栽体。同时,它对于丰富人们的精神生活,更新人们的思想观念,破除迷信等具有重要意义。

而青少年作为祖国未来的主人,现在正处于最具可塑性的时期,因此,让青少年朋友们在这一时期了解一些成长中必备的科学知识和原理更是十分必要的,这关乎他们今后的健康成长。本丛书编写的宗旨就在于:让青少年学生在成长中学科学、懂科学、用科学,激发青少年的求知欲,破解在成长中遇到的种种难题,让青少年尽早接触到一些必需的自然科学知识、经济知识、心理学知识等诸多方面。为他们提供人生导航,科学指点等,让他们在轻松阅读中叩开绚烂人生的大门,对于培养青少年的探索钻研精神必将有很大的帮助。

现在,科学技术已经渗透在生活中的每个领域,从衣食住行,到军事航天。现代科学技术的进步和普及,对于丰富人们的精神生活,更新人们的思想观念,破除迷信等具有重要意义。世界本来就是充满了未知的,而好奇心正是推动世界前进的重要力量之一。因为有许多个究竟,所以这个世界很美丽。生动有趣和充满挑战探索的问题可以提高我们的创新思维和探索精神,激发我们的潜能和学习兴趣,让我们在成长的路上一往直前!

全套书的作者队伍庞大,从而保证了本丛书的科学性、严谨性、权威性。本书融技术性、知识性和趣味性于一体,向广大读者展示了一个丰富多彩的科普天地。使读者全面、系统、及时、准确地了解世界的现状及未来发展。总之,本书用一种通俗易懂的语言,来解释种种科学现象和理论的知识,从而达到普及科学知识的目的。阅读本书不但可以拓宽视野、启迪心智、树立志向,而且对青少年健康成长起到积极向上的引导作用。愿我们携起手来,一起朝着明天,出发!

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更新时间:2025/4/30 9:14:18