尼龍論文

① 關於納米技術的論文。

淺談納米技術及其在機械工業中的應用
摘要：主要介紹了納米技術的內涵、主要內容及納米技術在微機械和包裝、食品機械工業中的應用，並研
究預測了納米技術在未來機械工業中的發展前景。
關鍵詞：納米技術；微機械；機械工業；發展前景
1納米技術的內涵
納米是長度單位，原稱「毫微米」，就是
10－9（10億分之一）米。納米科學與技術，有
時簡稱為納米技術，是研究結構尺寸在1~
100納米范圍內材料的性質和應用。納米
科技與眾多學科密切相關，它是一門體現
多學科交叉性質的前沿領域。若以研究對
象或工作性質來區分，納米科技包括三個
研究領域：納米材料、納米器件、納米尺度
的檢測與表徵。其中納米材料是納米科技
的基礎；納米器件的研製水平和應用程度
是人類是否進入納米科技時代的重要標
志；納米尺度的檢測與表徵是納米科技研
究必不可少的手段和理論與實驗的重要基
礎。納米科技的最終目的是以原子、分子為
起點，去設計製造具有特殊功能的產品。
2納米技術的主要內容
（1）納米材料包括制備和表徵。在納米
尺度下，物質中電子的放性（量子力學學性
質）和原子的相互作用將受到尺度大小的
影響，如能得到納米尺度的結構，就可能控
制材料的基本性質如熔點、磁性、電容甚至
顏色。而不改變物質的化學成份。
（2）納米動力學主要是微機械和微電
機，或總稱為微型電動機械繫統（MEMS），
用於有傳動機械的微型感測器和執行器、
光纖通訊系統，特種電子設備、醫療和診斷
儀器等。MEMS使用的是一種類似於集成
電器設計和製造的新工藝。特點是部件很
小，刻蝕的深度往往要求數十至數百微米，
而寬度誤差很小。這種工藝還可用於製作
三相電動機，用於超快速離心機或陀螺儀
等。在研究方面還要相應地檢測准原子尺
度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚
未真正進入納米尺度，但有很大的潛在科
學價值和經濟價值。
（3）納米生物學和納米葯物學，如在雲
母表面用納米微粒度的膠體金固定DNA
的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做
生物分子間相互作用的試驗，磷脂和脂肪
酸雙層平面生物膜，DNA的精細結構等。
有了納米技術，還可用自組裝方法在細胞
內放入零件或組件使構成新的材料。新的
葯物，即使是微米粒子的細粉，也大約有半
數不溶於水；但如粒子為納米尺度（即超微
粒子），則可溶於水。
（4）納米電子學包括基於量子效應的
納米電子器件、納米結構的光／電性質、納
米電子材料的表徵，以及原子操縱和原子
組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和
系統更小、更快、更冷。「更快」是指響應速
度要快。「更冷」是指單個器件的功耗要小。
但是「更小」並非沒有限度。
3納米技術在機械工業中的應用
3．1納米技術在微機械領域中的應用
隨著納米技術應用途徑的不斷拓寬，
微機械的開發在全世界方興未艾。例如，進
入人體的醫療機械和管道自動檢測裝置所
需的微型齒輪、電機、感測器和控制電路
等。製造這些具有特定功能的納米產品，其
技術路線可分為兩種：一是通過微加工和
固態技術，不斷將產品微型化；二是以原
子、分子為基本單元，根據人們的意願進行
設計和組裝，從而構築成具有特定功能的
產品。
3．1．1採用微加工技術製造納米機械
（1）微細加工。日本發那科公司開發的
能進行車、銑、磨和電火花加工的多功能微
型精密加工車床（FANUCROBO nano Ui
型），可實現5軸控制，數控系統最小設定
單位是1nm（10－3μm）。該機床設有編碼器
半閉環控制，還有激光全息式直線移動的
全閉環控制。編碼器與電機直聯，具有每周
6 400萬個脈沖的解析度，每個脈沖相當於
坐標軸移動0．2 nm，編碼器反饋單位為1／
3 nm，故跟蹤誤差在±1／3 nm以內。直線分
辨率為1 nm，跟蹤誤差在±3 nm以內。CNC
裝置採用FANUC－16i，實現AInano輪廓控
制。並用FANUCSERVOMOTORαi伺服電
機裝上高解析度檢測裝置及αi系列伺服
放大器，實現了微細加工。
（2）微型機器人。在工業製造領域，微
型機器人可以適應精密微細操作，尤其在
電子元器件的製造方面。美國邁特公司的
研究人員最近設計出一種用於組裝納米制
造系統的微型機器人，這種機器人的長度
約為5mm。研究人員稱，假設能利用納米
製造技術使這種機器人的體積不斷縮小，
其最終的體積不會超過灰塵的微粒。日本
三菱公司也開發了一種微型工業機器人，
該機器人採用了5節閉式連桿機構，以實
現手臂的輕量化與高剛性，其動作速度及
精度完全可以趕上專用機器人。往復上下
方向25 mm，水平方向100 mm的拾取動
作，所需時間縮短到0．28 s。另外，通過采
用閉式連桿機構與高剛性減速機，實現了
比以往機器人高10％的位置重復精度
（±5 nm），可適用於精密微細操作。
我國在微型機器人的研製方面也取得
了可喜的成績。據媒體報道，由哈爾濱工業
大學研製的機器人，其操作精度達到了納
米級，可以應用於分子生物學基因操作，能
夠對細胞和染色體進行「手術」，並能在微
電子、精密加工等精度要求較高的領域一
顯身手。
（3）微型電機。美國俄亥俄州克利夫西
卡塞大學已建立了一所納米級微型電機實
驗室，專門研究納米技術及其超微機電系統。美國加利福尼亞大學伯克利分校研製
的微型電動機，小到只能在顯微鏡下才能
看得見。德國汽車零件製造商博士公司正
在研製納米技術感測器，這種感測器將為
人們提供關於汽車上每個零部件在三維空
間中運動的精確信息。當微型感測器探測
到速度驟減時，就會自動釋放安全氣囊。
3．1．2採用自組裝技術製造納米機械
（1）生物器件。以分子自組裝為基礎制
造的生物分子器件是一種完全拋棄以硅半
導體為基礎的電子器件。將一種蛋白質選
作生物晶元，利用蛋白質可製成各種生物
分子器件，如開關器件、邏輯電路、存儲器、
感測器以及蛋白質集成電路等。美國密歇
根韋思大學醫學院生物分子信息小組，利
用細菌視紫紅質（簡稱BR蛋白質）和發光
染料分子研製具有電子功能的蛋白質分子
集成膜，這是一種可使分子周圍的勢場得
到控制的新型邏輯元件。美國錫拉丘茲大
學也利用BR蛋白質研製模擬人腦聯想能
力的中心網路和聯想式存儲裝置。
（2）納米分子電動機。美國IBM公司
瑞士蘇黎士實驗室與瑞士巴塞爾大學的研
究人員發現DNA能夠被用來彎曲直徑不
及頭發絲的五十分之一的硅原子構成的
「懸臂」。上下彎曲，頂端則粘有單股DNA
鏈。DNA自然形成雙螺旋結構，雙鏈被分
開後，它們會力圖重新組合。當研究人員將
帶有單股DNA鏈的「懸臂」置於含有與之
對應的單股DNA鏈的溶液中，這兩個鏈就
會自動配對結合在一起，小「懸臂」在這種
力的作用下開始彎曲。研究人員利用這種
生物力學技術製造帶有納米級閥門的微型
膠囊（納米分子電動機）。通過控制這種驅
動力來控制閥門的開合，可以將精確劑量
的葯物傳送到身體的需要部位來達到治療
的目的。
3．2納米技術在包裝機械領域中的應用
採用納米材科技術對包裝機關鍵零部
件（如軸承、齒輪、彈簧等）進行金屬表面納
米粉塗層處理，可以提高設備的耐磨性、硬
度和壽命。
碳納米管還具有較高的機械強度和較
高的熱導率。由於具有非常大的長度—直
徑比，可以製造出任何復雜形狀的零件，是
復合材料理想的增強纖維。目前，用價格低
廉的納米塑料製成的齒輪、陶瓷軸承、納米
陶瓷蚊輥、電雕輥等印刷包裝機械零件已
走進企業，開始代替金屬材料。現代膠印機
上應用著很多感測器．如控制飛達紙堆的
自動升降、氣泵供氣時間檢測、合壓時間檢
測、空張檢測、墨量控制等。
納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的
強度及較強的韌性可用於製造刀具、包裝
和食品機械的密封環、軸承等以提高其耐
磨性和耐蝕性，也可用於製作輸送機械和
沸騰乾燥床關健部件的表面塗層。
3．3納米技術在食品機械領域中的應用
納米SiC、Si
3
N4在較寬的波長范圍內
對紅外線有較強的吸收作用，可用作紅外
吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纖維。
納米Si
3
N4非晶塊具有從黃光到近紅外光
的選擇性吸收，也可用於特殊窗口材料，以
納米SiO
2
做成的光纖對600 nm以上波長
光的傳輸損耗小於10 dB／km，以納米SiO
2
和納米TiO
2
製成的微米級厚的多層干涉
膜，透光性好而反射紅外線能力強，與傳統
的鹵素燈相比，可節省15％的電能。
經研究證明，將30～40 nm的TiO
2
分
散到樹脂中製成薄膜，成為對400 nm波長
以下的光有強烈吸收能力的紫外線吸收材
料，可作為食品殺菌袋和保鮮袋最佳原料。
納米SiO
2
光催化降解有機物水處理
技術無二次污染，除凈度高，其優點是：①
具有很大的比表面積，可將有機物最大限
度地吸附在其表面；②具有更強的紫外線
吸收能力，因而具有更強的光催化降解能
力，可快速將吸附在其表面的有機物分解
掉。這為污水處理量較大的食品企業提供
了有力的技術支持。
介孔固體和介孔復合體是近年來納米
材料科學領域較引人注目的研究對象，由
於這種材料較高的孔隙率（孔洞尺寸為2～
50 nm）和較高的比表面，因而在吸附、過濾
和催化等方面有良好的應用前景。對純凈
水、軟飲料等膜過濾和殺菌設備又提供了
一個廣闊的發展空間。
橡膠和塑料是包裝和食品機械應用較
多的原材料。但通常的橡膠是靠加入炭黑
來提高其強度、耐磨性和抗老化性，製品為
黑色，不適宜用在食品機械上。納米材料的
問世使這一問題迎刃而解。新的納米改性
橡膠各項指標均有大幅度提高，尤其抗老
化性能提高3倍，使用壽命長達30年以
上，且色彩艷麗，保色效果優異。普通塑料
產量大、應用廣、價格低，但性能遜於工程
塑料，而工程塑料雖性能優越，但價格高，
限制了它在包裝和食品機械上的大范圍應
用。用納米材料對普通塑料聚丙烯進行改
性，達到工程塑料尼龍－6的性能指標，且
工藝性能好、成本低，可大量採用。
4納米技術在機械行業中的發展
前景
（1）機械及汽車工業的滑配原件如：軸
承、滑軌上應用納米陶瓷鍍膜能產生超底
的磨擦界面，大大減低磨損並能提高負載。
（2）塑膠流道的低粘應用：例如T型
模、拉絲模、套筒和熱膠道，可有效減少積
料碳化的產生幾率。
（3）射出成型時發生的粘模、包封短
射、鏡面霧化及拖痕均具有革命性的改善，
尤其是在滑塊及頂針上所展現的乾式潤
滑，更是任何金屬所無法表現的優異性。
（4）IC封裝膠、橡膠及發泡塑料由於
具有極高的粘著性，因此必須藉助大量脫
模劑來幫助脫模，納米陶瓷的荷葉效應可
減少脫模劑的使用及模具清理時間。
（5）納米陶瓷的低摩擦、低沾粘特性使
塑膠在模具內的流動性大幅提升，特別是
高精度模具例如薄光板、塑膠鏡片、汽車聚
光燈罩等模具應用後對產品的不良率上均
有明顯的改善。
5結語
綜上所述，納米技術是近十多年來逐
步發展起來的一門前沿性與綜合性交叉的
新學科，是現代科學和現代技術相結合的
產物，它的迅猛發展將引發21世紀新的工
業革命。美國商業通訊公司研究報告稱，未
來五年，用於橡膠產品和油墨生產的碳黑
填充料將繼續高居納米材料需求榜首。今
後幾年，全球納米材料的需求將以2．7％年
增長速度增長，到2010年將達到1 030萬
t，所以納米包裝具有較大的市場發展潛
力。過去，我國機械包裝工業的一些先進設
備、先進技術，大多是依靠進口。納米技術
的出現，將對我國機械包裝行業的技術創
新帶來新的發展機遇。相信在不遠的將來，
納米技術將廣泛應用於機械工業的各個領
域，它給機械工業帶來的變化將是巨大的。
參考文獻
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產業，2001（4）
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5楊大智．智能材料與智能系統［M］．天津：天津
大學出版社，2000

② 關於高分子領域的論文，要有中英文對照的。

復合材料：是以來一種材源料為基體(Matrix)，另一種材料為增強體(reinforcement)組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

③ 求一篇關於尼龍從原料生產到成型加工的生產工藝，最好有生產工藝流程圖

聚醯胺（尼龍）注塑工藝

一、尼龍的分類及特性
分類：
1、根據二元胺和二元酸的碳原子數，由兩種單體合成的尼龍有：
46、66、610、612、613、1010、1313
2、根據單體所含的碳原子數命名有：
尼龍4、5、6、7、8、9、11、12、13
特性
1、尼龍有優良的韌性、自潤滑性、耐磨性、耐化學性、氣體透過性、及耐油性、無毒和容易著色等優點，所以尼龍在工業上得到廣泛應用。
二、尼龍的工藝特性
尼龍的流變特性
：尼龍大多數為結晶性樹脂，當溫度超過其熔點後，其熔體粘度較小，熔體流動性極好，應防止溢邊的發生。同時由於溶體冷凝速度快，應防止物料阻塞噴嘴、流道、澆口等引起製品不足現象。模具溢邊值0.03，而且熔體粘度對溫度和剪切力變化都比較敏感，但對溫度更加敏
感，降低熔體粘度先從料筒溫度入手。
尼龍的吸水與乾燥尼龍的吸水性較大，潮濕的尼龍在成型過程中，表現為粘度急劇下降並混有氣泡製品表面出現銀絲，所得製品機械強度下降，所以加工前材料必需乾燥。
部分尼龍注射水分允許含量：
樹脂名稱 尼龍6、66 尼龍11 尼龍610
允許含水量% 0.1 0.15 0.1-0.15

尼龍PA66的乾燥
真空乾燥 熱風乾燥
溫度℃ 95-105 90-100
時間 h 6-8 4左右
結晶性 :
除透明尼龍外,尼龍大都為結晶高聚物,結晶度高,製品拉伸強度、耐磨性、硬度、潤滑性等項性能有所提高，熱膨脹系數和吸水性趨於下降，但對透明度以及抗沖擊性能有所不利。 模具溫度對結晶影響較大 ,模溫高結晶度高,模溫底結晶度底.
收縮率:
與其他結晶塑料相似，尼龍樹脂存在收縮率較大的問題,一般尼龍的收縮同結晶關系最大,當製品結晶度大時製品收縮也會加大 ,在 成型過程中降低模具溫度\加大注射壓力\降低料溫都會減小收縮,但製品內應力加大易變形.PA66收縮率1.5-2% 成型設備
尼龍成型時，主要注意防止「噴嘴的流延現象」，因此對尼龍料的加工一般選用自鎖式噴嘴。
製品與模具
1、製品的壁厚 尼龍的流長比為150-200之間，尼龍的製品壁厚不底於0.8mm一般在1-3.2mm之間選擇，而且製品的收縮與製品的壁厚有關，壁厚越厚收縮越大。
2、排氣 尼龍樹脂的溢邊值為0.03mm左右，所以排氣孔槽應控制在0.025以下。
3、模具溫度 製品壁薄難成型或要求結晶度高的模具加溫控制，要求製品有一定的柔韌性的一般採用冷水控溫。三、尼龍的成型工藝
料筒溫度 因尼龍是結晶型聚合物,所以熔點明顯,尼龍類樹脂在注塑時所選擇的料筒溫度同樹脂本身的性能、設備、製品的形狀因素有關。一般尼龍6的溶體溫度最低為225℃，尼龍66為260℃。*由於尼龍的熱穩定性較差，所以不宜高溫長時間在料筒中停留，以免引起物料變色發黃，同時由於尼龍的流動性較好，溫度超過其熔點後就流動迅速。
注射壓力 尼龍溶體的粘度低，流動性好，但是冷凝速度較快，在形狀復雜和壁厚較薄的製品上易出現不足問題，故還是需要較高的注射壓力。通常壓力過高，製品會出現溢邊問題；壓力過低，製品會產生波紋、氣泡、明顯的熔結痕或製品不足等缺陷，大多數尼龍品種的注射壓力不超過120MPA，一般在60-100MPA范圍內選取是滿足大部分製品的要求，只要製品不出現氣泡、凹痕等缺陷，一般不希望採用較高的保壓壓力，以免造成製品內應力增加。
注射速度 對尼龍而言，注塑速度以快為益，可以防止因冷卻速度過快而造成的波紋，充模不足問題。快的注射速度對製品的性能影響並不突出。
模具溫度 模具溫度對結晶度及成型收縮率有一定的影響，高模溫結晶度高、耐磨性、硬度、彈性模量增加、吸水性下降、製品的成型收縮率增加；低模溫結晶度低、韌性好、伸長率較高。
四、尼龍成型工藝參數表
項目 尼龍66 玻纖增強尼龍66
料筒溫度℃後部 240-285 290-300
中部 260-300 285-320
前部 260-300 285-320
噴嘴溫度℃ 260-280 280-285
模具溫度 ℃ 20- 90 80-85
注塑壓力 MPA 60-200 60-200
螺桿轉速 R/MIN 50-120 50-120 五、成型尼龍注意事項
1、再生料的使用最好不超過三次，以免引起製品變色或機械物理性能的急劇下降，應用量應控制在25%以下，過多會引起工藝條件的波動，再生料與新料混合必須進行乾燥。
2、 安全須知 尼龍類樹脂開機時應首先開啟噴嘴溫度，然後在給料筒加溫，當噴嘴阻塞時，切忌面對噴孔，以防料筒內的溶體因壓力聚集而突然釋放，發生危險。
3、 脫模劑的使用 使用少量的脫模劑有時對氣泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龍製品的脫模劑可選用硬脂酸鋅和白油等，也可以混合成糊狀使用，使用時必須量少而均勻，以免造成製品表面缺陷。
4、在停機時要清空螺桿,防止下次生產時,扭斷螺桿.六、尼龍製品後處理
製品的後處理 ： 尼龍製品的後處理是為了防止和消除製品中的殘留應力或因吸濕作用所引起的尺寸變化。後處理方法有熱處理法和調濕法兩種。1 .熱處理 常用方法在礦物油、甘油、液體石蠟等高沸點液體中，熱處理溫度應高於使用溫度10-20℃，處理時間視製品壁厚而異，厚度在3mm以下為10-15分鍾，厚度為3-6mm時間為15-30分鍾，經熱處理的製品應注意緩慢冷卻至室溫，以防止驟冷引起製品中應力重新生成。2.調濕處理 調濕處理主要是對使用環境濕度較大的製品而進行的，其辦法有兩種：一沸水調濕法，二醋酸鉀水溶液調濕法（醋酸鉀與水的比例為1.25:1,沸點121℃）,沸水調濕法簡便,只要將製品放置在濕度為65%的環境下,使其達到平衡吸濕量即可,但時間較長,而醋酸鉀水溶液調濕法的處理溫度為80-100醋酸鉀水溶液調濕法,處理時間主要取決製品壁厚,當壁厚為1.5mm時約2小時,3mm為8小時,6mm為16-18小時.七、尼龍製品常見缺陷與處理
*注-注塑壓力不穩定
一般這種情況同注塑機的射咀孔過小有關，因為射咀是同模具長期接觸的，模具溫度很低20-90 ℃，射咀溫度240-280 ℃，他們之間存在溫差難免會發生熱交換，當射咀的溫度降到尼龍的熔點以下時，射咀孔被凍結，在下次注射時得大的壓力沖開，造成壓力損失產生*注，但這時加大注塑壓力後，生產幾模後又會漲模。從現象看是注塑機注塑不穩定，其實是射咀孔過小，加大射咀孔這個現象就會消失。
PA POM ABS 這幾種材料會產生這種問題波浪形流痕
產生機理是膠料在模腔內流速過慢，凍結後的膠料沒有辦法貼緊模具。
解決方法：
1、提高注射速度
2、提高模具溫度
3、提高料筒溫度
4、適當增加射咀孔徑或澆口
銀絲
產生機理是塑化好的料中有氣體，在注射時氣體在模具表面被強行壓出，在製品表面出現白色的絲紋。
解決方法：
1、檢查是否原料潮濕或混入其他原料
2、檢查原料是否在料筒中分解（料筒溫
度過高，螺桿轉速過快）
3、檢查射咀孔是否過小
4、檢查是否模溫過低
5、模具排氣不良
6、澆口尺寸是否過小
7、背壓過低，再生料應用過多

熔接痕
產生機理是在流動末端膠料溫度很低結合性較差壓力傳遞弱，這樣使兩股料流結合不緊密。
解決方法：
1、提高注射壓力、速度
2、提高模溫
3、提高料溫
4、改善模具
排氣
縮孔
產生機理是製品*注或縮水。
如果是*注用*注方法解決
如果是縮水用縮水的方法解決 焦斑
產生機理是注射時膠料高速佔領模腔當模腔內的氣體來不及排除時，這部分氣體被壓縮，氣體壓縮後升溫把製品燒焦
解決方法：
1、降低注塑速度或壓力
2、降低熔體溫度
3、改善模具排氣
4、減小合模力
5、增大射咀孔徑
脫模不良
1、模溫控制不當，使各部收縮不均造成包模力不均。
2、製品內注射殘余應力大，使其產生大的包模力致使脫模困難。
解決此問題的方法：
1、降低注射、保壓壓力；
2、降低注射、保壓時間
3、提高或降低料溫。
4、提高或降低模溫。
5、檢查模具拔模斜度翹曲變形
產生機理是製品內應力過大、製品收縮不均。
製品內應力過大：
1、降低注射壓力，降低注射時間，降低保壓壓力，降低保壓時間
2、提高料溫，提高模具溫度。
製品收縮不均：
1、降低料溫，降低模具溫度，提高冷卻時間。
2、提高注射壓力，提高注射時間，提高保壓壓力，提高保壓時間。
其他原因：1、澆口位置設定不合理
2、製品壁厚設置不合理
3、模具結構設置不合理噴嘴流涎
這個問題是在生產尼龍經常遇到的問題。
主要解決方法：
1、加大後抽膠。
2、降低料溫、降低噴嘴溫度。
3、原料乾燥不充分。
4、加彈弓射咀
塑化不良
1、背壓過低
2、料筒溫度過低
3、螺桿轉速過快
4、成型周期太短

④ 寫出尼龍1006、尼龍6、丁苯橡膠、滌綸(聚對苯二甲酸乙二醇酯)的分子通式

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種有不少優異物理性能的熱塑性塑料,然而它還有很多缺點影響了其市場應用,如低的熱變形溫度、模量低、結晶速率慢。
與純PET相比,在PET基體中增添一些熱塑性塑料如PEN或少量蒙脫土(OMMT)進行制插層或共混,能夠明顯提高其氣體阻隔性、耐熱性、結晶速率、力學性能和阻燃等性能,得到的綜合性能優異的PET復合材料。因此,對PET納米復合材料的研究與開發很有必要,也是市場的研究熱點。本論文選擇了PET阻隔性能的研究,對PET進行了阻隔改性,選擇PET與PEN和PET與OMMT兩個體系分別進行共混,選擇性地加入PC和成核劑,按照一定的比例以及合適的工藝條件,並運用雙螺桿擠出機、造粒機、壓機製得PET復合材料薄膜。考察了PEN和O MMT的加入量對PET阻隔性的影響,確定了最佳工藝。
藉助掃描電子顯微鏡(SEM)觀察納米OMMT在PET基體中的分散效果,採用偏光顯微鏡(POM)、差示掃描量熱儀(DSC)、微機控制電子萬能試驗機、毛細管流變儀、旋轉流變儀、維卡軟化點測試儀分別研究了改性納米OMMT含量對復合膜的結晶性能、力學性能以及復合材料的流變性能和熱性能和阻隔性能的影響。
測試不同含量納米OMMT和PEN對復合膜的阻隔性以及加工性能的影響,研究復合膜的阻隔性能和加工性能,並進一步優化的加工工藝條件。結果表明,在PEN的體系中加入PEN可以明顯提高PET的阻隔性能,但是共混物的相容性會隨著PEN的增多而下降,這會導致共混物透明性的下降。在共混體系中加入PC則可以提高共混材料的韌性,成核劑則能夠加快結晶速度,形成細小緻密的球晶顆粒,進而提高製品的抗沖擊性、抗拉強度等物理機械性能以及提高製品的透明性。
綜合各項測試,當PET與PEN的份數為85和9.6,且加入5份的PC和0.4份成核劑的時候,可製得阻隔性能優良的PET共混材料。並且,此時的共混材料除了具有較好的阻隔性能以外,共混材料的相容性、韌性、透明型和加工性能均也均處於比較理想的狀態。在PET/OMMT的體系中加入OMMT可以明顯提高力學和耐熱性能,PET/OMMT復合膜的阻隔性能提高了3到4倍。通過維卡軟化點測試儀測試,確定了軟化溫度提高了40度,證明了OM MT起到了插層作用,並且提高了力學性能。隨著OMMT的加入量變大(0.1w%-0.5w%)通過偏光顯微鏡的測試顯示球晶的尺寸在變小,力學性能提高。通過實驗測試,在含有OMMT的PET復合膜中確實有插層的作用,也提高了阻隔和加工性能。

⑤ 尼龍對環境有什麼影響

聚醯胺俗稱尼龍（Nylon），英文名稱（簡稱PA），是分子主鏈上含有重復醯胺基團¢[NHCO]¢的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA，脂肪¢ 芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產量大，應用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數而定。

尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66，占絕對主導地位，其次是尼龍11，尼龍12，尼龍610，尼龍 612，另外還有尼龍 1010，尼龍46，尼龍7，尼龍9，尼龍13，新品種有尼龍6I，尼龍9T和特殊尼龍 MXD6（阻隔性樹脂）等，尼龍的改性品種數量繁多，如增強尼龍，單體澆鑄尼龍（MC尼龍），反應注射成型（RIM）尼龍， 芳香族尼龍，透明尼龍，高抗沖（超韌）尼龍，電鍍尼龍，導電尼龍，阻燃尼龍，尼龍與其他聚合物共混物和合金等，滿足不同特殊要求，廣泛用作金屬，木材等傳統材料代用品，作為各種結 構材料。

尼龍是最重要的工程塑料，產量在五大通用工程塑料中居首位。性能：尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結晶性樹脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬尼龍具有很高的機械強度，軟化點高，耐熱，磨擦系數低，耐磨損，自潤滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐鹼和一般溶劑，電絕緣性好，有自熄性，無毒，無臭，耐候性好，染色性差。缺點是吸水性大，影響尺寸穩定性和電性能，纖維增強可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。

尼龍中尼龍66的硬度、剛性最高，但韌性最差。各種尼龍按韌性大小排序為： PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12.

尼龍的燃燒性為UL94v-2級，氧指數為24-28，尼龍的分解溫度＞299℃，在449~499℃時會發生自燃。尼龍的熔體流動性好，故製品壁厚可小到1mm

人們對尼龍並不陌生．在日常生活中尼龍製品比比皆是，但是知道它歷史的人就很少了。尼龍是世界上首先研製出的一種合成纖維。

本世紀初，企業界搞基礎科學研究還被認為是一種不可思議的事情。1926年美國最大的工業公司－杜邦公司的的董事斯蒂恩（Charles M. A. Stine，l882～1954)出於對基礎科學的興趣，建議該公司開展有關發現新的科學事實的基礎研究。1927年該公司決定每年支付25萬美元作為研究費用，並開始聘請化學研究人員，到1928年杜邦公司在特拉華州威爾明頓的總部所在地成立了基礎化學研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯（Wallace H. Carothers,1896～1937)博士受聘擔任該所有機化學部的負責人。

卡羅瑟斯1896年4月27出生於美國洛瓦的伯靈頓。他開始受教育的是在得梅因公立學校，1914年從北方中學畢業。卡羅瑟斯的父親在得梅因商學院任教，後來擔任過該院的副院長。受他父親的影響卡羅瑟斯18歲時進入該院學習會計，他對這一專業並不感興趣，倒是很喜歡化學等自然科學，因此，一年以後轉入一所規模較小的學院學習化學。1920年獲理學學士學位。1921年在 伊利諾伊大學取得碩士學位，後來在南邊柯他大學任教，講授分析化學和物理化學。1023年又回到伊利諾伊大學攻讀有機化學專業的哲學博士學位。 在導師羅傑·亞當斯(Roger Adams,1889－1971）教授的指導下,完成了關於鉑黑催化氫化的論文，初步顯露了他的才華，獲得博士學位後隨即留校工作。1926年到哈佛大學教授有機化學。由於卡羅瑟斯性格內向，他認為搞科學研究更能發揮自己的聰明才智，於是1928年受聘來到了杜邦公司。

卡羅瑟斯來到杜邦公司的時候，正值國際上對德國有機化學家斯陶丁格(Hermann Staudinger,1881～1965) 提出的高分子理論展開了激烈的爭論，卡羅瑟斯贊揚並支持斯陶丁格的觀點，決心通過實驗來證實這一理論的正確性，因此他把對高分子的探索作為有機化學部的主要研究方向。一開始卡羅瑟斯選擇了二元醇與二元羧酸的反應，想通過這一被人熟知的反應來了解有機分子的結構及其性質間的關系。在進行縮聚反應的實驗中，得到了分子量約為5000的聚酯分子。為了進一步提高聚合度，卡羅瑟斯改進了高真空蒸餾器並嚴格控制反應的配比，使反應進行得很完全，在不到兩年的時間里使聚合物的分子量達到10000～20000。

1930年卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合製取聚酯，在實驗中卡羅瑟斯的同事希爾在從反應器中取出熔融的聚酯時發現了一種有趣的現象：這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來，而且這種纖維狀的細絲即使冷卻後還能繼續拉伸，拉伸長度可以達到原來的幾倍，經過冷拉伸後纖維的強度和彈性大大增加。這種從未有過的現象使他們預感到這種特性可能具有重大的應用價值，有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。他們隨後又對一系列的聚酯化合物進行了深入的研究。由於當時所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔點低（<100℃）、易溶解在有機溶劑中等缺點，卡羅瑟斯因此得出了聚酯不具備製取合成纖維的錯誤結論，最終放棄了對聚酯的研究。順便指出，就在卡羅瑟斯放棄了這一研究以後，英國的溫費爾德T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取這些研究成果的基礎上，改用芳香族羧酸(對苯二甲酸)與二元醇進行縮聚反應，1940年合成了聚酯纖維-滌綸，這對卡羅瑟斯不能不說是一件很遺憾的事情。

為了合成出高熔點口高性能的聚合物，卡羅瑟斯和他的同事們將注意力轉到二元胺與二元羧酸的縮聚反應上，幾年的時間里卡羅瑟斯和他的同事們從二元胺和二元酸的不同聚合反應中制備出了多種聚醯胺，然而這此物質的性能並不太理想。1935年初卡羅瑟斯決定用戊二胺和癸二酸合成聚醯胺（即聚醯胺510），實驗結果表明，這種聚醯胺拉制的纖維其強度和彈性超過了蠶絲，而且不易吸水，很難溶，不足之處是熔點較低，所用原料價格很高，還不適宜於商品生產。緊接著卡羅瑟斯又選擇了己二胺和己二酸進行縮聚反應，終於在1935年2月28 日合成出聚醯胺66。這種聚合物不溶於普通溶劑，具有263℃的高熔點，由於在結構和性質上更接近天然絲，拉制的纖維具有絲的外觀和光澤，其耐磨性和強度超過當時任何一種纖維，而且原料價格也比較便宜，杜邦公司決定進行商品生產開發。

要將實驗室的成果變成商品、一是要解決原料的工業來源；二是要進行熔體絲紡過程中的輸送、計量、卷繞等生產技術及設備的開發。生產聚醯胺66所需的原料－己二酸和己二胺當時僅供實驗室作試劑用，必須開發生產大批量、價格適宜的己二酸和己二胺，杜邦公司選擇豐富的苯酚進行開發實驗，到1936年在西弗吉尼亞的一家所屬化工廠採用新催化技術，用廉價的苯酚大量生產出己二酸，隨後又發明了用己二酸生產己二胺的新工藝．杜邦公司首創了熔體絲紡新技術，將聚酚胺66加熱融化，經過濾後再吸入泵中，通過關鍵部件（噴絲頭）噴成細絲，噴出的絲絲經空氣冷卻後牽伸、定型。1938年7月完成中試，首次生產出聚醯胺纖維．同月用聚醯胺66作牙刷毛的牙刷開始投放市場。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維正式誕生了，並將聚酚胺66這種合成纖維命名為尼龍（nylon），這個詞後來在英語中變成了聚醯胺類合成纖維的統用商品名稱。杜邦公司從高聚物的基礎研究開始歷時11年，耗投2200萬美元，有230名專家參加了有關的工作，終於在1939年底實現了工業化生產。遺憾的是尼尤的發明人卡羅瑟斯沒能看到尼龍的實際應用。由於卡羅瑟斯一向精神抑鬱，有一個念頭使他無法擺脫，總認為作為一個科學家自己是一個失敗者，加之1936年他喜愛的孿生姐姐去世，使他的心情更加沉重，這位在聚合物化學領域作出了傑出貢獻的化學家，於1937年4月29日在美國費城一家飯店的房間里飲用了摻有氰化鉀的檸檬汁而自殺身亡。為了紀念卡羅瑟斯的功績，1946年杜邦公司將烏米爾特工廠的尼龍研究室改名為卡羅瑟斯研究室。

尼龍的合成奠定了合成纖維工業的基礎，尼龍的出現使紡織品的面貌煥然一新。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿，1939年10目24日杜邦在總部所在地公開銷售尼龍絲長襪時引起轟動，被視為珍奇之物爭相搶購，混亂的局面迫使治安機關出動警察來維持秩序。人們曾用"象蛛絲一樣細，象鋼絲一樣強，象絹絲一樣美"的詞句來贊譽這種纖維。到1940年5月尼龍纖維織品的銷售遍及美國各地。從第二次世界大戰爆發直到1945年，尼龍工業被轉向制降落傘、飛機輪胎簾子布、軍服等軍工產品。由於尼龍的特性和廣泛的用途，第二次世界大戰後發展非常迅速，尼龍的各種產品從絲襪、衣著到地毯，漁網等，以難以計數的方式出現。最初十年間產量增加25倍，1964年占合成纖維的一半以上，至今聚醯胺纖維的產量雖說總產量已不如聚酯纖維多，但仍是三大合成纖維之一。

尼龍的發明從沒有明確的應用目的的基礎研究開始，最終卻導致產生了改變人們生活面貌的尼尤產品，成為企業辦基礎科學研憲非常成功的典型。它使人們認識到與技術相比科學要走在前頭，與生產相比技術要走在前頭；沒有科學研究，沒有技術成果，新產品的開發是不可能的。此後，企業從事或資助的基礎科研在世界范圍內如雨後春筍般地出現，使基礎科研的成果得以更迅速地轉化為生產力。

尼龍的合成是高分子化學發展的一個重要里程碑。杜邦公司開展這項研究以前，國際上對高分子鏈狀結構理論的激烈爭論主要是缺乏明晰的毫無疑義的實驗事實的支持。當時對縮聚反應研究得還很少，得到的縮聚物並不完滿。卡羅瑟斯採用了遠遠超過進行有機合成一般規程的方法，他在進行高分子縮聚反應時，對反應物的配比要求很嚴格，相差不超過1%．縮聚反應的程度相當徹底，超過99.5%，從而合成出分子量高達兩萬左右的聚合物。卡羅瑟斯的研究表明，聚合物是一種真正的大分子，可以通過已知的有機反應獲得，其縮聚反應的每個分子都含有個或兩個以上以上的活性基團，這些基團通過共價鍵互相連接，而不是靠一種不確定的力將小分子簡單聚集到一起，從而揭示了縮聚反應的規律。卡羅瑟斯通過對聚合反應的研究把高分子化合物大體上分為兩類：一類是由縮聚反應得到的縮合高分子；另一類是由加聚反應得到的加成高分子。卡羅瑟斯的助手弗洛里（Paul J. Flory， 1910～1986）總結了聚醯胺等一系列縮聚反應，1939年提出了縮聚反應中所有功能團都具有相同的活性的基本原理，並提出縮聚反應動力學和分子量與縮聚反應程度之間的定量關系。後來又研究了高分子溶液的統計力學和高分子模型、構象的統計力學，1974獲得了諾貝爾化學獎。尼龍的合成有力地證明了高分子的存在，使人們對斯陶丁格的理論深信不移，從此高分子化學才真正建立起來。

⑥ 無機非金屬材料的論文

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智能無機非金屬材料
摘 要 結構材料所處的環境極為復雜，材料損壞引起事故的危險性不斷增加，研究與開發對損壞能自行診斷並具有自修復能力的結構材料是十分重要而急迫的任務。本文對智能材料的發展、構思、無機非金屬智能材料進行了綜述，對智能材料進一步研究進行了展望。
關鍵詞 智能；無機非金屬；材料
智能材料是指對環境具有可感知、可響應並具有功能發現能力的新材料。日本高木俊宜教授[1]將信息科學融於材料的物性和功能，於1989年提出了智能材料（Intelligent materials）概念。至此智能材料與結構的研究也開始由航空航天及軍事部門[2,3]逐漸擴展到土木工程[4]、醫葯、體育和日常用品[5,6]等其他領域。
同時，美國的R•E•Newnham教授圍繞具有感測和執行功能的材料提出了靈巧材料（Smart materials）概念，又有人稱之為機敏材料。他將靈巧材料分為三類：
被動靈巧材料——僅能響應外界變化的材料；
主動靈巧材料——不僅能識別外界的變化，經執行線路能誘發反饋迴路，而且響應環境變化的材料；
很靈巧材料——有感知、執行功能，並能響應環境變化，從而改變性能系數的材料。
R•E•Newnham的靈巧材料和高木俊宜的智能材料概念的共同之處是：材料對環境的響應性。
自l989年以來，先是在日本、美國，爾後是西歐，進而世界各國的材料界均開始研究智能材料。科學家們研究將必要的仿生(biominetic)功能引入材料，使材料和系統達到更高的層次，成為具有自檢測、自判斷、自結論、自指令和執行功能的新材料。智能結構常常把高技術感測器或敏感元件與傳統結構材料和功能材料結合在一起，賦予材料嶄新的性能，使無生命的材料變得有了「感覺」和「知覺」，能適應環境的變化，不僅能發現問題，而且還能自行解決問題。
由於智能材料和系統的性能可隨環境而變化，其應用前景十分廣泛[7]。例如飛機的機翼引入智能系統後，能響應空氣壓力和飛行速度而改變其形狀；進入太空的靈巧結構上設置了消震系統，能補償失重，防止金屬疲勞；潛水艇能改變形狀，消除湍流，使流動的雜訊不易被測出而便於隱蔽；金屬智能結構材料能自行檢測損傷和抑制裂縫擴展，具有自修復功能，確保了結構物的可靠性；高技術汽車中採用了許多靈巧系統，如空氣-燃料氧感測器和壓電雨滴感測器等，增加了使用功能。其它還有智能水凈化裝置可感知而且能除去有害污染物；電致變色靈巧窗可響應氣候的變化和人的活動，調節熱流和採光；智能衛生間能分析尿樣，作出早期診斷；智能葯物釋放體系能響應血糖濃度，釋放胰島素，維持血糖濃度在正常水平。
國外對智能材料研究與開發的趨勢是：把智能性材料發展為智能材料系統與結構。這是當前工程學科發展的國際前沿，將給工程材料與結構的發展帶來一場革命。國外的城市基礎建設中正構思如何應用智能材料構築對環境變化能作出靈敏反應的樓層、橋梁和大廈等。這是一個系統綜合過程，需將新的特性和功能引入現有的結構中。

美國科學家們正在設計各種方法，試圖使橋梁、機翼和其它關鍵結構具有自己的「神經系統」、「肌肉」和「大腦」，使它們能感覺到即將出現的故障並能自行解決。例如在飛機發生故障之前向飛行員發出警報，或在橋梁出現裂痕時能自動修復。他們的方法之一是，在高性能的復合材料中嵌入細小的光纖材料，由於在復合材料中布滿了縱橫交錯的光纖，它們就能像「神經」那樣感受到機翼上受到的不同壓力，在極端嚴重的情況下，光纖會斷裂，光傳輸就會中斷，於是發出即將出現事故的警告。
1、 智能材料的構思[8]
一種新的概念往往是各種不同觀點、概念的綜合。智能材料設計的思路與以下幾種因素有關：(1)材料開發的歷史，結構材料→功能材料→智能材料。(2)人工智慧計算機的影響，也就是生物計算機的未來模式、學習計算機、三維識別計算機對材料提出的新要求。(3)從材料設計的角度考慮智能材料的製造。(4)軟體功能引入材料。(5)對材料的期望。(6)能量的傳遞。(7)材料具有時間軸的觀點，如壽命預告功能、自修復功能，甚至自學習、自增殖和自凈化功能，因外部刺激時間軸可對應作出積極自變的動態響應，即仿照生物體所具有的功能。例如，智能人工骨不僅與生物體相容性良好，而且能依據生物體骨的生長、治癒狀況而分解，最後消失。
1．1 仿生與智能材料
智能材料的性能是組成、結構、形態與環境的函數，它具有環境響應性。生物體的最大特點是對環境的適應，從植物、動物到人類均如此。細胞是生物體的基礎，可視為具有感測、處理和執行三種功能的融合材料，因而細胞可作為智能材料的藍本。
對於從單純物質到復雜物質的研究，可以通過建立模型實現。模型使復雜的生物材料得解，從而創造出仿生智能材料。例如，高分子材料是人工設計的合成材料，在研究時曾借鑒於天然絲的大分子結構，然後合成出了強度更高的尼龍。目前，已根據模擬信息接受功能蛋白質和執行功能蛋白質，創造出由超微觀到宏觀的各種層次的智能材料。
1．2 智能材料設計
用現有材料組合，並引入多重功能，特別是軟體功能，可以得到智能材料。隨著信息科學的迅速發展，自動裝置(Automaton)不僅用於機器人和計算機這類人工機械，更可用於能條件反射的生物機械。
此自動裝置在輸入信號(信息)時，能依據過去的輸入信號(信息)產生輸出信號(信息)。過去輸入的信息則能作為內部狀態存貯於系統內。因此，自動裝置由輸入、內部狀態、輸出三部分組成。將智能材料與自動裝置類比，兩者的概念是相似的。
自動裝置M可用以下6個參數描繪：
M＝（θ，X，Y，f，g，θ0）
式中θ為內部狀態的集；X和Y分別代表輸入和輸出信息的集；f表示現在的內部狀態因輸入信息轉變為下一時間內部狀態的狀態轉變系數；g是現在的內部狀態因輸入信息而輸出信息的輸出系數；θ0為初期狀態的集。

為使材料智能化，可控制其內部狀態θ、狀態轉變系數f及輸出系數g。例如對於陶瓷，其θ、f、g的關系，即是材料結構、組成與功能性的關系。設計材料時應考慮這些參數。若使陶瓷的功能提高至智能化，需要控制f和g。
一般陶瓷是微小晶粒聚集成的多晶體，常通過添加微量第二組分控制其特性。此第二組分的本體和微晶粒界兩者的性能均影響所得材料特性。
實際上，第二組分的離子引入系統時，其自由能(G=H-TS)發生變化，為使材料的自由能(G)最小，有必要控制焓(H)，使熵(S)達最適合的數值。而熵與添加物的分布有關，因此陶瓷的功能性控制可通過優化熵來實現。熵由材料本身的焓調控。故為使陶瓷具有高功能進而達到智能化的目的，應使材料處於非平衡態、擬平衡態和亞穩定狀態。
對於智能材料而言，材料與信息概念具有同一性。而某一L符號的平均信息量Φ與幾率P狀態的信息量logP有關，即

此式類同於熱力學的熵，但符號相反，故稱負熵(negcntropy)。因熵為無序性的量度，負熵則是有序性的量度。
1．3 智能材料的創制方法
基於智能材料具有感測、處理和執行的功能，因而其創制實際上是將此類軟體功能（信息）引入材料。這類似於身體的信息處理單元——神經原，可融各種功能於一體（圖1（a）），將多種軟體功能寓於幾納米到數十納米厚的不同層次結構（圖1（b）），使材料智能化。此時材料的性能不僅與其組成、結構、形態有關，更是環境的函數。智能材料的研究與開發涉及金屬系、陶瓷系、高分子系和生物系智能材料和系統。
2、 智能無機非金屬材料
智能無機非金屬材料很多，在此介紹幾種較為典型的智能無機非金屬材料。
2．1 智能陶瓷
2．1．1 氧化鋯增韌陶瓷
氧化鋯晶體一般有三種晶型：
其中t-ZrO2轉化為m-ZrO2相變具有馬氏體相變的特徵，並且相變伴隨有3%～5%的體積膨脹。不加穩定劑的ZrO2陶瓷在燒結溫度冷卻的過程中，就會由於發生相變而嚴重開裂。解決的辦法是添加離子半徑比Zr小的Ca、Mg、Y等金屬的氧化物。
氧化鋯相變可分為燒成冷卻過程中相變和使用過程中相變。造成相變的原因，前者是溫度誘導，後者是應力誘導。兩類相變的結果都可使陶瓷增韌。增韌機制主要有相變增韌、微裂紋增韌、表面增韌、裂紋彎曲和偏轉增韌等[9]。
當ZrO2晶粒尺寸比較大而穩定劑含量比較小時，陶瓷中的t-ZrO2晶粒在燒成後冷卻至室溫的過程中發生相變，相變所伴隨的體積膨脹在陶瓷內部產生壓應力，並在一些區域形成微裂紋。當主裂紋在這樣的材料中擴展時，一方面受到上述壓應力的作用，裂紋擴展受到阻礙；同時由於原有微裂紋的延伸使主裂紋受阻改向，也吸收了裂紋擴展的能量，提高了材料的強度和韌性。這就是微裂紋增韌。
由於ZrO2相變溫度很高，藉助溫度變化來設計智能材料是不可行的，需要研究應力誘導下的相變增韌，應力誘導下的相變增韌在ZrO2增韌陶瓷中是最主要的一種增韌機制。
材料中的t-ZrO2晶粒在燒成後冷卻至室溫的過程中仍保持四方相形態，當材料受到外應力的作用時，受應力誘導發生相變，由t相轉變為m相。由於ZrO2晶粒相變吸收能量而阻礙裂紋的繼續擴展，從而提高了材料的強度和韌性。相轉變發生之處的材料組成一般不均勻，因結晶結構的變化，導熱和導電率等性能隨之而變，這種變化就是材料受到外應力的信號，從而實現了材料的自診斷。

對氧化鋯材料壓裂而產生裂紋，在300℃熱處理50h後，因為t相轉變為m相過程中產生的體積膨脹補償了裂紋空隙，可以再彌合，實現了材料的自修復。
對於材料使用中產生的疲勞強度及膨脹狀況等，可通過材料的尺寸、聲波傳播速度、導熱和導電率的變化進行在位觀測。
2．1．2靈巧陶瓷
靈巧陶瓷是靈巧材料的一種，它能夠感知環境的變化,並通過反饋系統作出相應的反應。用若干多層鋯鈦酸鉛(PZT)可製成錄像磁頭的自動定位跟蹤系統，日本利用PZT壓電陶瓷塊製成了Pachinko游戲機。
錄像磁頭的自動定位跟蹤系統的原理是：在PZT陶瓷雙層懸臂彎曲片上，通過布設的電極將其分為位置感受部分和驅動定位部分。位置感受部分即為感測器，感受電極上所獲得的電壓通過反饋系統施加到定位電極上，使層片發生彎曲，跟蹤錄像帶上的磁跡，見圖2。
Pachinko游戲機也應用了類似的原理。
利用靈巧陶瓷製成的靈巧蒙皮，可以降低飛行器和潛水器高速運動時的雜訊，防止發生紊流，以提高運行速度，減少紅外輻射達到隱形目的。
根據上述原則，完全有可能獲得很靈巧材料。這種材料能夠感知環境的多方面變化並能在時間和空間兩方面調整材料的一種或多種性能參數，取得最優化響應。因此，感測、執行和反饋是靈巧材料工作的關鍵功能。
2.1.3壓電仿生陶瓷
材料仿生是材料發展的方向之一。日本研究人員正在研究鯨魚和海豚的尾鰭和飛鳥的鳥翼，希望能研究出象尾鰭和鳥翼那樣柔軟、能折疊、又很結實的材料。
圖3為模擬魚類泳泡運動的彎曲應力感測器。感測器中兩個金屬電極之間有一很小的空氣室，PZT壓電陶瓷起覆蓋泳泡肌肉的作用。因空氣室的形狀類似於新月，故稱為「Moonie」復合物。此壓電水聲器應用特殊形狀的電極，通過改變應力方向，使壓電應變常數dh增至極大值。當厚的金屬電極因聲波而承受靜水壓力時，一部分縱向應力轉變為符號相反的徑向和切向應力，使壓電常數d3l由負值變為正值，它與d33疊加，使dh值增加。這類復合材料的dh•gh值比純PZT材料的大250倍。
應用PZT纖維復合材料和「Moonie」型復合物設計開發的執行器元件，可以消除因聲波造成的穩流。
2．2 智能水泥基材料
在現代社會中，水泥作為基礎建築材料應用極為廣泛，使水泥基材料智能化具有良好的應用前景。
智能水泥基材料包括：應力、應變及損傷自檢水泥基材料[10～12]；自測溫水泥基材料[13]；自動調節環境濕度的水泥基材料[14]；仿生自癒合水泥基材料[15、16]及仿生自生水泥材料[17]等。
水泥基材料中摻加一定形狀、尺寸和摻量的短切碳纖維後，材料的電阻變化與其內部結構變化是相對應的。因此，該材料可以監測拉、彎、壓等工況及靜態和動態載荷作用下材料內部情況。在水泥凈漿中0.5%（體積）的碳纖維用做感測器，其靈敏度遠遠高於一般的電阻應變片。
將一定長度的PAN基短切碳纖維摻入水泥凈漿中，材料產生了熱電效應。這種材料可以對建築物內部和周圍環境溫度的變化實時監測。基於該材料的熱電效應，還可能利用太陽能和室內外溫差為建築物供電。如果進一步使該材料具有Seebeck效應的逆效應——Peltier效應，那麼就可能製得具有製冷制熱材料。
在水泥凈漿中摻加多孔材料，利用多孔材料吸濕量與溫度的關系，能夠使材料具有調濕功能。

一些科學家目前在研製一種能自行癒合的混凝土。設想把大量的空心纖維埋入混凝土中，當混凝土開裂時，事先裝有「裂紋修補劑」的空心纖維會裂開，釋放出粘結修補劑把裂紋牢牢地粘在一起，防止混凝土斷裂。這是一種被動智能材料，即在材科中沒有埋入感測器監測裂痕，也沒有在材料中埋入電子晶元來「指導」粘接裂開的裂痕。與此原理相同，美國根據動物骨骼的結構和形成機理，嘗試仿生水泥基材料的制備。該材料在使用過程中如果發生損傷，多孔有機纖維回釋放高聚物癒合損傷。
美國科學家正在研究一種主動智能材料，能使橋梁出現問題時自動加固。他們設計的一種方式是：如果橋梁的某些局部出現問題，橋梁的另一部分就自行加固予以彌補。這一設想在技術上是可行的。隨著電腦技術的發展，完全可以製造出極微小的信號感測器和微電子晶元及計算機把這些感測器、微型計算機晶元埋入橋梁材料中。橋梁材料可以用各種神奇的材料構成，例如用形狀記憶材料。埋在橋梁材料中的感測器得到某部分材料出現問題的信號，計算機就會發出指令，使事先埋入橋梁材料中的微小液演變成固體而自動加固。
3、結語
目前，智能材料尚處在研究發展階段，它的發展和社會效應息息相關。飛機失事和重要建築等結構的損壞，激勵著人們對具有自預警、自修復功能的靈巧飛機和材料結構的研究。以材料本身的智能性開發來滿足人們對材料、系統和結構的期望，使材料結構能「剛」「柔」結合，以自適應環境的變化。在未來的研究中，應以以下幾個方面為重點。
（1）如何利用飛速發展的信息技術成果，將軟體功能引入材料、系統和結構中；
（2）進一步加強探索型理論研究及材料復合智能化的機理研究，加速發展智能材料科學；
（3）加強應用基礎研究。

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先給你一些，不夠再說~分數大方點嘛！面料成份分析知識大全 麻： 是一種植物纖維，被譽為涼爽高貴的纖維，它吸濕性好，放濕也快，不易產生靜電熱傳導大，迅速散熱，穿著涼爽，出汗後不貼身，較耐水洗，耐熱性好。
桑蠶絲： 天然的動物蛋白質纖維，光滑柔軟，富有光澤，有冬暖夏涼的感覺，磨擦時有獨特的「絲鳴「現象，有很好的延伸性，較好的耐熱性，不耐鹽水浸蝕，不宜用含氯漂白劑或洗滌劑處理。
粘膠： 以木材、棉短絨、蘆葦等含天然纖維素的材料化學材料加工而成，也常稱人造綿，具有天然纖維的基本性能，染色性能好，牢度好，織物柔軟，比重大，懸垂好，吸濕性好，穿著涼爽，不易產靜電、起毛和起球。
醋酯纖維： 由含纖維素的天然材料經化學加工而成，肯有絲綢的風格，穿著輕便舒適，有良好的彈性和彈性回復性能，不宜水洗，色牢度差。
滌綸： 屬於聚酯纖維，具有優良的彈性和回復性，面料挺括，不起皺，保形性好，強度高，彈性又好，經久耐穿並有優良的耐光性能，但容易產生靜電和吸塵吸濕性差。
錦綸： 為聚醯胺纖維，也是所謂的尼龍，染色性在合成纖維是較好的，穿著輕便，又有良好的防水防風性能，耐磨性高，強度彈性都很好。
丙綸： 外觀似毛戎絲或棉，有蠟狀手感和光澤，彈性和回復性一般不易起皺比重小，輕，服裝舒性好，能更快傳遞汗水使皮膚保持舒適感，強度耐磨性都比較好經久耐用，不耐高溫。
氨綸： 具有優良彈性又稱彈力纖維，也稱萊卡，彈性好，手感平滑，吸濕性小，有良好耐氣候和耐化學品性能，可機洗，耐熱性差。
維綸： 織物外觀和手感似棉布，彈性不佳，合濕性好比重和導熱系數小，穿著輕便保暖，強度耐磨性較好結實耐穿，有優良耐化學品，日光等性能。
純麻細紡： 具有細密、輕薄、挺括、滑爽風格，有較好的透氣性和舒適感。
夏布： 是中國傳統紡織品，織物顏色潔白，光澤柔和，穿著時有清汗離體、挺括涼爽的特點。
交織麻織物： 質地細密、堅牢耐用，而面潔凈，手感均比純麻織物柔軟，穿著舒適。
派力司： 是羊毛混合滌綸，表面光潔、質地輕薄、手感爽利、挺括搞皺、易洗滌易干，有良好穿著性能。
華達呢： 又名軋別丁，手感滑糯而實，質地緊密且富有彈性，布面光潔平整色光柔和自然。
啥味呢： 由混用衣料加工法不同，分毛面啥味呢、沅面啥味呢及混紡啥味呢、毛面啥味呢沅澤自然柔和，底紋隱約可見，手感不板不糙，糯而不爛，有身骨，光面啥味呢面無茸毛，紋路清晰，光潔平整無極光，手感滑而挺括。混紡啥味呢，挺括抗皺，易洗免燙，有較好服裝保形性。
薄花呢： 質地輕薄、手感滑爽、穿著舒適、挺括、吸濕好、透氣好。
松輕毛織物： 具有輕鬆柔軟、結構松、重量輕、手感柔、有彈性、透氣好的特徵，穿著舒適。
麥爾登： 粗紡毛織物的一種，手感豐滿，呢面細潔平整，身骨挺實、富有彈性、耐磨不易起球，色澤柔和美觀。
長毛絨： 亦稱海虎絨，絨毛平整挺立，毛從稠密堅挺，保暖性好，絨面光澤明亮，柔和，手感豐滿厚實，保暖輕便，具有良好的耐穿性。
粘膠： 吸濕透氣好，易染色，織物具有良好手感，穿著舒適，懸垂性好，耐洗滌。
平布： 組織簡單，結構緊密，牢固結實，表面平整缺管彈性。
細布： 面料比絲綢堅牢，表面平整細潔，輕薄似綢，柔軟，舒適。
府綢： 質地細密、輕薄、布面柔軟、滑爽、挺括，表面織紋清晰顆粒飽滿，光澤瑩潤，有好的質感。
巴百紗： 質地很輕薄，穿在身上有很好的舒適感，有良好的吸濕性和透氣性，獨具稀、薄、爽等風格。
卡其： 織物質地緊密，厚實，堅牢，具有很好的耐磨性，挺括，織紋清晰。
貢緞： 表面光滑、細膩、手感柔軟、光澤好、色澤亮麗，有很好的彈性質地緊密不易變形。
縐布： 布面皺縮不平，亦稱核桃呢，輕薄柔軟，滑爽新穎，易染色。 牛津布：具有特色棉織物，具有手感柔軟、光澤自然、布面氣孔多，穿著舒適，平挺保形性好。
華達呢： 亦稱軋別丁，屬細斜紋棉織物的一種。其質地厚實，挺而不硬，耐磨損而不折裂。
棉緞： 屬緞紋棉布產品，具有絲樣的光澤和緞的風格，手感綿軟，質地厚實、有彈性、穿著舒適，外觀色澤好。
燈芯絨： 手感柔軟，絨條圓直，紋路清晰，絨毛豐滿，質地堅牢耐磨。
絨布：觸感柔軟，保暖性好，穿著舒適，布面外觀色澤柔和。
山羊絨： 質地輕盈，又十分保暖，屬於獨特稀有的動物纖維，在國外有「纖維鑽石」、「軟黃金」之稱，它具有柔軟，纖細，滑糯、輕薄、富有彈性等特點並有天然柔和的色澤而且吸濕性好，耐磨性好。
兔毛： 比重小，保暖好，富有彈性，具有吸濕性強，柔軟，保暖，美觀等特徵，抱合力差，強力較低，易落毛。
馬海毛： 強度高，彈性恢復率高，抗皺能力強，耐磨性和吸濕性好，防污性強，染色性好，不收縮不易氈縮。
駱駝毛絨： 顏色較淺，光澤弱、手感滑柔，彈性和強度好，保暖好，耐磨性好。
精紡毛織物： 織紋清晰，色彩鮮明柔和，質地緊密，手感柔軟，挺括而有彈性。
粗紡毛織物： 質地厚實，手感豐滿結實，不易變形，保暖性好。
長毛絨： 豐滿厚實，手感柔軟，彈性豐富，保暖性好，不易變形。
緞： 質地細密柔軟，表面光滑明亮，精緻細膩。
合成纖維長絲： 堅牢，耐磨，易洗，容易干，而且不易起皺，不變形等特徵。
麻棉混紡： 棉吸濕性好，染色性好，保暖性好，麻有強度高，天然光澤好，染色鮮艷，不易褪色，耐熱好，麻棉混紡，外觀不如純棉織物干凈但光澤好，有柔軟感，較挺爽，散熱性好，不易褪色。
滌麻混紡： 滌不易變形，不起毛，麻強度好，光澤好，不易褪色，滌麻混紡彌補了一些不足使織物挺爽，吸濕性好，穿著舒適，易洗快乾，減少起皺，起毛。
進口長絨棉： 吸濕排汗顯著，保護近肌膚，著色好，強力好，伸縮性佳等特點，手感柔軟，光澤柔和，質朴，保暖性好。
絹絲： 世界各地公認華貴的天然纖維，屬高級紡織原料，具有較高強伸度，纖維細而柔軟，平滑有彈性，吸濕性好，織物有光澤，有獨特「絲鳴」感，穿到身上滑爽，舒適，高雅華貴。
真絲：亮麗、高貴，一定的直絲含量，可使產品手感更滑爽，組織更密實，富有光澤，舒適，高雅，華貴，有良好彈性強度，吸濕性好，穿著透氣，舒適。
天絲： 是一種環保纖維，在提純紡絲過程中，用高科技工藝，保護具天然纖維所有特性，它吸濕透氣性強，織物懸垂，絲質滑爽，染色鮮艷等特性。反復洗滌，日曬也不失諸多保健功能，不易起球。
絲光棉紗線： 具有絲一般亮麗的光澤，高等級的色牢度和良好的手感，具有棉的透氣柔軟吸濕性，又有絲一般滑爽亮的特徵。
台灣天絲： 在毛衫織造中加入一跟纖維，既增強美感，又彌補天絲的功能缺陷，光澤好，色澤亮麗，衣物不變形，不易起毛起球，不易褪色。
竹纖維： 一種環保纖維，竹子有抗菌防紫處線特徵，在纖維提純過程中用高科技工藝保護具天然的抗菌抑菌，除臭和防紫外線物質，具有透氣強、織物懸垂、絲質滑爽、染色鮮艷、抗菌、除臭、防紫外線、反復洗曬也不失諸多功能。
晴綸： 俗稱「人造羊毛」具有柔軟、保暖、強力好的特性，表面平整，結構緊密，不易變形，水洗後縮水極小。
絲光羊毛： 光澤柔和，細致柔軟，吸濕性強，透氣性好，舒適而不粘具有一般保暖功能並使人體保持清爽，有較好的耐熱性。
100%美麗諾超細羊毛： 表面光滑平整，抗起球，經過剝鱗處理，減小氈收縮，縮水率低，機洗後不發生變形，光澤度好，彈性優良，保暖性好，手感豐滿，柔軟舒適，適宜貼身穿著。駝絨： 屬粗紡毛織物，具有質地松軟富有彈性，絨面豐滿，手感厚實，輕柔保暖。
毛粘混紡： 具有與線純毛織物相似的外觀風格和基本特點，外觀更為細膩。
天絲、亞麻混紡： 織物手感豐滿、滑糯、有真絲般光澤、懸垂性好，挺實爽身。
滌棉混紡： 可以彌補滌綸吸濕性小、透氣舒適的美之不足，外觀光潔，手感厚實，富有彈性，堅實耐穿，保形性好。
滌絹混紡： 既有毛型的柔潤，又有絲綢的滑爽，光澤柔和明亮，挺括，免燙、堅牢耐用。富有彈性，縮水率比純絲小。
滌粘華達呢：特徵為挺括、免燙、具有毛型感和彈性。
滌：晴隱條呢：挺括，成衣變形小，易洗快乾，免燙，保形，縮水率