【正文】 1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鐵鋰(LiFePO4)，比傳。隨后，鋰離子電池革新了消費電子產(chǎn)品的面貌。1989年。、具有低價、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試利用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。鋰離子電池(Liion Batteries)是鋰電池發(fā)展而來。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負極是鋰。手機和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰離子電池一、介紹鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。由于具有質(zhì)量輕和能量吸收的特點,多孔金屬材料還可以應(yīng)用在運動器械等領(lǐng)域。在日本,多孔鐵已被用作一種去臭材料。用多孔金屬材料作為燈芯材料,用多孔青銅作鑄模中的排氣塞,可提高鑄錠質(zhì)量。多孔金屬材料還用于流體控制。多孔金屬材料的孔道對電磁波有很好的吸收能力,因此可以用作電磁屏蔽材料。以金、銀為基體的泡沫材料被認為是一種有很大潛力的珠寶材料,它可以給人們帶來意想不到的利潤。泡沫金屬材料作為一種新材料,不僅被工業(yè)界的人士所重視,而且也受到了設(shè)計師和藝術(shù)家們的重視。泡沫鋁由鋁質(zhì)骨架和氣孔組成,它質(zhì)輕并具有一定的強度,具有吸聲、耐火、防火、減震、防潮、無毒等優(yōu)良的特性。如將催化劑漿料涂于薄的泡沫金屬片表面,然后通過成型(如軋制)和高溫處理, 可以用于電廠廢氣氮氧化物(NOX)等的處理。目前使用最廣的金屬過濾器材料是多孔青銅和多孔不銹鋼。多孔金屬材料具有優(yōu)良的滲透性,因此過濾與分離又是其應(yīng)用的一大熱點。利用高孔隙率的多孔金屬材料作電極是電池電極行業(yè)的一大發(fā)展。多孔鎂因具有生物降解及生物吸收特性也被列入植入骨用生物材料的行列。尤其是多孔材料的強度及楊氏模量可以通過對孔隙率的調(diào)整同自然骨相匹配。此外,在發(fā)生碰撞時,泡沫鎂合金能有效地吸收沖擊能。(2)減振材料 多孔金屬材料具有優(yōu)良的抗沖擊性能,因此它可作為減振材料。(1)能量吸收材料多孔金屬材料可用作能量吸收材料。而在這三大行業(yè)中,多孔金屬材料主要扮演著能量吸收材料和減振材料的角色。4 多孔金屬材料的應(yīng)用由于多孔金屬材料具有輕質(zhì)、比表面積大等特點,又集結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特點于一身,所以多孔金屬材料的應(yīng)用范圍很廣。以泡沫鎳的制備為例,通過Ni+4CO→Ni(CO)4 的反應(yīng)。 氣相沉積法泡沫金屬也可以由氣態(tài)的金屬或金屬復(fù)合體來制得。必要時可把有機物在高溫下進行處理使其分解。3 金屬沉積法金屬沉積法就是采用化學(xué)的或物理的方法把欲得泡沫金屬的金屬物沉積在易分解的有機物上,可分為電沉積和氣相沉積兩種。 金屬粉末纖維燒結(jié)法燒結(jié)金屬粉末多孔材料是采用金屬或合金粉末為原料,通過壓制成型和高溫?zé)Y(jié)而制得具有剛性結(jié)構(gòu)的多孔材料?！?mm ,壁的厚度在10～100μm。目前所用的金屬空心球原料是以銅、鎳、鋼或者鈦為基體的。將預(yù)制品經(jīng)過進一步加工,如軋制、模鍛等,使之成為半成品,然后將半成品放入一定的鋼模中加熱,使得發(fā)泡劑分解放出氣體發(fā)泡,最后得到多孔泡沫金屬材料。將預(yù)制品在真空燒結(jié)爐中進行燒結(jié),制得復(fù)合材料燒結(jié)坯,將燒結(jié)坯以一定方法去除造孔劑,最后制得了多孔金屬材料。該方法的原理是在反應(yīng)器內(nèi)維持可控的惰性氣體壓力,在等離子的作用下,通過電場的作用將金屬沉積在基體上,與此同時,惰性氣體的原子也一并沉積,升高溫度,金屬熔化時惰性氣體發(fā)生膨脹形成一個個的空穴,冷卻后即為泡沫金屬。為了避免金屬液提前凝固而不能充分的滲入,填料顆粒必須經(jīng)過預(yù)熱?？扇苄喳}、泡沫玻璃球、氧化鋁空心球可以作為無機填料顆粒。低壓滲流法則是將可溶性填料放置于預(yù)熱爐的上部,通過進氣口加壓,使金屬液體沿著型腔內(nèi)壁上升至預(yù)熱爐內(nèi)并與填料顆?；旌?冷卻后將顆粒溶解去除即可。滲流鑄造法可根據(jù)滲透壓力的不同分為高壓滲流法和低壓滲流法。采用這種方法制備多孔金屬的成本較高,以多孔鋅為例,每立方厘米的成本在10美元以上。在制備過程中,為了防止不均勻現(xiàn)象的發(fā)生,也可以加入固體Ca來增加粘度,以避免氣泡逸出。在這一過程中,碳化硅可與鋁液反應(yīng)形成碳硅鋁的合成物,并使鋁液保持在相對較低的攪拌溫度。用這種工藝來生產(chǎn)泡沫鋁,首先應(yīng)在熔融鋁液中加入一種高熔點材料的細小顆粒,這種難熔顆粒在鋁液中既可以增加鋁液粘度,又可以在氣體和金屬的界面上形成一層表面活性劑,從而保證氣體能穩(wěn)定地滯留在鋁液中,并在凝固過程中不會導(dǎo)致泡沫塌陷。該法制備泡沫金屬的工藝流程如圖1 所示。(1)直接吹氣法發(fā)泡法 對于制備泡沫金屬,直接吹氣法是一種簡便、快速且低耗能的金屬發(fā)泡方法。直接發(fā)泡法包括兩類不同的工藝:(1)直接吹氣法發(fā)泡法。相關(guān)實驗主要集中在Al、Mg、Zn 等低熔點金屬及其合金的閉孔金屬材料的制備方面。根據(jù)制備過程中金屬所處的狀態(tài)可以將這些制備方法劃分為以下幾種:(1)液相法,(2)氣相法,(3)金屬沉積法。二、制備方法多孔金屬材料作為多孔材料的重要組成部分,在材料學(xué)領(lǐng)域具有不可取代的地位。而且,多孔金屬材料往往兼有結(jié)構(gòu)材料和功能材料的雙重作用,是一類性能優(yōu)異的多用途材料。多孔金屬材料又稱為泡沫金屬,作為結(jié)構(gòu)材料,它具有密度小、孔隙率高、比表面積大等特點。如對于水, 即使在低分壓或低濃度、高溫度下仍有很高的吸附容量, 是其他吸附劑所不及的。又包括沸石分子篩和碳分子篩。氣體活化法是把活性炭原料在非活性氣氛中加熱，通常在700℃以下除去揮發(fā)組分以后，通入水蒸氣、二氧化碳、煙道氣、空氣等，并在700~1200℃溫度范圍內(nèi)進行反應(yīng)使其活化。活化方法可分為兩大類，即藥劑活化法和氣體活化法。制作活性炭的原料種類多、來源豐富，包括動植物(如木材、鋸木屑、木炭、谷殼、椰子殼、稻麥桿、堅果殼、脫脂牛骨、魚骨等)、煤(泥煤、褐煤、瀝青煤、無煙煤等)、石油副產(chǎn)物(石油殘渣、石油焦等)、紙漿廢物、合成樹脂以及其他有機物(如廢輪胎)等?；钚蕴课絼┲谢钚蕴繎?yīng)用于水處理已有幾十年的歷史。工業(yè)上用的硅膠分成粗孔和細孔兩種。是一種堅硬、無定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，為一種親水性的極性吸附劑。硅膠是硅酸的部分脫水后的產(chǎn)物，其成分是SiO2在一定操作條件下，它的干燥深度可達露點‐７０℃以下。由于它的毛細孔通道表面具有較高的活性，故又稱活性氧化鋁。工業(yè)吸附劑還必須滿足下列要求：（1）吸附能力強；（2）吸附選擇性好；（3）吸附平衡濃度低；（4）容易再生和再利用；（5）機械強度好；（6）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（7）來源廣；（8）價廉。工業(yè)上常用的吸附劑有：活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩等，另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。利用吸附法進行水處理，具有適應(yīng)范圍廣、處理效果好、可回收有用物料以及吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點，隨著現(xiàn)有吸附劑性能的不斷完善以及新型吸附劑的研制成功，吸附法在水處理中的應(yīng)用前景將更加廣闊。后者的應(yīng)用范圍包括脫色、除臭味、脫除重金屬、除去各種溶解性有機物和放射性元素等。利用吸附法進行物質(zhì)分離已有漫長的歷史，國內(nèi)外的科研工作者在這方面作了大量的研究工作，目前吸附法已廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)境保護、醫(yī)藥衛(wèi)生和生物工程等領(lǐng)域。根據(jù)敷設(shè)條件可由鋁帶／聚乙烯綜合粘接外護層（LAP），鋼帶（或鋼絲）銷裝和聚乙烯護層等組成。(b)加強元件：用于增強光纜敷設(shè)時可承受的負荷，一般是用金屬絲或非金屬纖維制作。(a)纜芯：由單根或多根光纖芯線組成，有緊套和松套兩種結(jié)構(gòu)。經(jīng)過二次涂敷的裸光纖稱為光纖芯線。一次涂敷層是為了保護裸纖而在其表面涂上的聚氨基甲酸乙脂或硅酮樹脂層，厚度一般為30 m ～150 m。包層位于纖芯外層，直徑（2b）為 100 m ～150 m，作用是將光波限制在纖芯中。它的剖面結(jié)構(gòu)如圖2 所示。所以纖芯的折射率略高于包層的折射率，目的在于使進入光纖的光有可能全部限制在纖芯內(nèi)部傳輸。從圖1中可以看出，光纖由纖芯和包層兩部分組成，纖芯的材料是SiO2，摻雜微量的其他材料，摻雜的作用是為了提高材料的光折射率。但總的說來，光纖技術(shù)比其他通信方式優(yōu)越，大力發(fā)展光纖通信己成趨勢。，節(jié)約有色金屬有利于環(huán)保制造光纖的原材料是石英，材料豐富，并且可以代替光纜的銅線或鋁線，節(jié)約有色金屬，也有利于環(huán)保。、重量輕、便于施光纖真正傳光的是線芯，多模光纖的線芯直徑為 50 m～85 m，單模光纖的線芯直徑為 5 m～10 m，國際上規(guī)定通信光纖的包層自徑為 125 m，當(dāng)然，外面還要有保護層，再將若干光纖制成光纜。使用 波長時，損耗可以降為 。而光纖傳輸損耗不同于普通傳輸線，其損耗幾乎與光纖尺寸無關(guān)，且在使用的光波段內(nèi)，光纖對每一頻率的損耗幾乎是相同的，提高純度可以降低損耗。它與其他通信傳輸系統(tǒng)相比，具有目前光纖通信使用的光載波頻率在 1014Hz ～1015Hz 數(shù)量級，比常用的微波頻率高 104倍～105倍，因而，通信容量原則上比微披通信高 104倍～105 倍。通過以上的發(fā)展時期可以把光纖通信的發(fā)展歸納為三個階段： 1966～1976 年：從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開發(fā)時期；1976～1986 年：以提高傳輸速率和增加傳輸距離為目的和大力推廣的發(fā)展階段；1986～1996 年：以實現(xiàn)超大容量超長距離為目標，全面深入開展新技術(shù)的援救階段。1970 年是使光纖通信發(fā)展出現(xiàn)跨越的一年，美國康寧公司研制出了損耗系數(shù)為 20dB / km 的光纖。由于先進復(fù)合材料具有比鋼、鋁、鈦高得多的比強度、比模量和耐疲勞等優(yōu)點，在未來高性能的飛機結(jié)構(gòu)材料中，先進復(fù)合材料將會占據(jù)越來越重要的地位，甚至完全有可能出現(xiàn)全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的飛機。一些新型超高強度鋼在今后仍然還會是起落架、主要接頭、隔框等一些主要承力構(gòu)件的備選材料。同時很多民航飛機，作為普通民眾所要使用的交通工具，努力降低成本也是實現(xiàn)“以人為本”的一項要求。新型號的先進飛機價格不斷攀升，各航空技術(shù)領(lǐng)先的國家和地區(qū)都先后對航空產(chǎn)品提出了“買得起”的要求。作為載人技術(shù)的支撐材料，安全因素是必須考慮在內(nèi)的。在大氣中受太陽的輻照、風(fēng)雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長期貯存時產(chǎn)生的霉菌會加速高分子材料的老化過程。航空航天材料接觸的介質(zhì)是飛機用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進劑（如濃硝酸、四氧化二氮、肼類）和各種潤滑劑、液壓油等。對機身材料，氣動力加熱效應(yīng)使表面溫度升高，需要結(jié)構(gòu)材料具有好的高溫強度；對發(fā)動機材料，要求渦輪盤和渦輪葉片材料要有好的高溫強度和耐高溫腐蝕性能。同時飛行器除了受靜載荷的作用外還要經(jīng)受由于起飛和降落、發(fā)動機振動、轉(zhuǎn)動件的高速旋轉(zhuǎn)、機動飛行和突風(fēng)等因素產(chǎn)生的交變載荷，因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。減輕飛行器本身的結(jié)構(gòu)重量就意味著增加運載能力，提高機動性能，加大飛行距離或射程，減少燃油或推進劑的消耗。采用抗氧化性能更好的碳碳復(fù)合材料、陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進的復(fù)合材料，如碳纖維或硼纖維增強的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等，以減輕結(jié)構(gòu)重量。40年代初期出現(xiàn)的德國 V2火箭只使用了一般的航空材料。在合金強化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動機的性能得以不斷提高。1906年德國冶金學(xué)家發(fā)明了可以時效強化的硬鋁，使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機成為可能。18世紀60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展，從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時代。航空航天材料一、簡介航空航天材料是指飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一。三、小結(jié)PVC是一種通用塑料，價格低廉，應(yīng)用廣泛，但其韌性差、穩(wěn)定性差，通過不同的方式對其進行改性復(fù)合，不僅可以使PVC達到增強、增韌的目的，還會賦予PVC一些特殊性能（如高阻隔性、高導(dǎo)電性、高阻燃、抑氧、尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的光學(xué)性能等）。有機添加改性是指在塑料中添加有機添加劑的一類改性，常用的有機添加劑主要有：增塑劑、有機錫穩(wěn)定劑、抗氧劑從有機阻燃劑等。塑料的添加改性是開發(fā)最早的一種改性方法，它改性效果明顯，工藝簡單，成本低。研究較多的復(fù)合技術(shù)主要有：納米粒子增韌增強PVC、納米插層復(fù)合物增韌增強PVC、分子復(fù)合納米材料增韌增強PVC、原位復(fù)合材料增韌增強PVC、納米晶須增韌增強PVC及納米級聚合物微纖增韌增強PVC等。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料相比，由于納米粒子帶來的納米效應(yīng)和納米粒子與基體間強的界面相互作用，聚合物納米復(fù)合材料具有優(yōu)于相同組分常規(guī)聚合物復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)性能，為制各高性能、多功能的新一代復(fù)合材料提供了可能。這些特性使納米微粒結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出奇異的物理、化學(xué)特性，具有卓越的光、力、電、熱、放射、吸收等特殊功能。5各種互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)技術(shù),IPN法形成了互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，是一種以化學(xué)法制備物理共混物的方法。4．共聚一共聚法：這是制備共混物的化學(xué)方法。3．乳液共聚法：將不同聚合物的乳液均勻混合再共沉析而得的共混物。PVC與ACR或CPE共混，：1．機械共混法：將諸聚合物組分在混合設(shè)備如高速混合機、雙輥混煉機、擠出機中均勻混合。PVC與其他性能相對優(yōu)良的材料共混，可以提高PVC的性能。從而達到改變原有樹脂性能的一種改性方法。PVC的增韌增強改性引起了世界各國學(xué)者廣泛的關(guān)注，并展開了大量的研究工作。為了改進這些性能，國內(nèi)外自上世紀70年代起開始大規(guī)模的開展PVC改性的研究，內(nèi)容涉及增韌、增強、提 高耐熱性能、賦予PVC特種功能等方面，迸一步拓寬了PVC的應(yīng)用領(lǐng)域。我國硬質(zhì)PVC制品比例甚小，無論在樹脂品級、改性劑的研究、生產(chǎn)、加工設(shè)各改良及制品市場開拓諸方面有待發(fā)展。近年來硬質(zhì)品發(fā)展迅速，其中硬質(zhì)擠出制品如管材、板材、異型材等正被用來代替鋼材、木材等制造管道、板材、建筑結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料以及各種嵌條。PVC作為通用樹脂之一，具有價廉、阻燃性能優(yōu)良、絕緣性能好、耐腐蝕等優(yōu)良的綜合性能和價格低廉、原材料來源廣泛的優(yōu)點，已被廣泛的應(yīng)用于建筑、包裝及汽車工業(yè)等領(lǐng)域，其產(chǎn)量僅次于聚乙烯(PE)而居世界樹脂產(chǎn)量的第二位。二十一世紀能源工業(yè)、材料工業(yè)、信息工業(yè)將是世界經(jīng)濟的三大支柱產(chǎn)業(yè)。塑料工業(yè)在當(dāng)今世界已成為新型的材料工業(yè)，塑料已經(jīng)和鋼材、木材