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1、,8.1 生态环境材料,面对日益恶化的生态环境，可持续 发展成为世界的共识。 在这种背景下，20世纪90年代初， 国际上提出了环境材料(ecomaterials) 的概念，标志着材料科学的发展迈入了 一个新的历史时期。,日本东京Eiji hiyama设计的用瓦楞纸制成的儿童玩具,丹麦生产的天然彩色棉花织成的布匹,I2571型环保型真空吸尘器，外壳采用的是再生塑料。,20世纪90年代初开始，韩国汉城市内公路两旁的隔音板，根据声学原理，用铝格于有机合成玻璃制成隔栏，大大降低了汽车的噪声，减轻了汽车尾气的污染。,8.1 生态环境材料,8.1.1 生态环境材料的概念与分类,实际上任何一种材料只要经过改
2、造达到节约资源并与环境协调共存的要求，它就应视为生态环境材料。,8.1 生态环境材料,8.1.2 生态环境材料基本理论,（1）节约能源。材料能够降低某一系统的能源消耗。 （2）节约资源。材料能降低系统的资源消耗。 （3）可重复使用。 （4）可循环再生。 （5）结构可靠性。 （6）化学稳定性。 （7）生物安全性。 （8）有毒、有害替代。 （9）舒适性。材料在使用时能给 人提供舒适感的性质。 （10）环境清洁、治理功能。,生态环境材料的有以下几个特征：,再生纸制成的包装盒,8.1.2 生态环境材料基本理论,（1）能源节约工艺。 （2）资源节约工艺。 （3）降低污染的加工技术。 （4）净化环境的加工
3、技术。,生态环境材料的合成与加工工艺，可分为四类：,废旧材料二次利用制成的产品,8.1.3 生态环境材料及其工艺,1.常见的金属生态环境材料及工艺 （1）常见的金属生态环境材料 1)通用合金 再生循环过程中种类繁多的材料混杂在一起，就使废料的再生循环利用变得非常困难。因此从提高金属材料的再生循环性能出发，金属制品的全部零部件由单一合金系来制造最为理想。通用合金就是使用合金元素种类最少，且能满足各种用途要求的标准合金系。,8.1.3 生态环境材料及其工艺,3）双相钢(综合性能好) 与普通低合金高强度钢相比，在同等级抗拉强度水平下，铁素体-马氏体双相钢具有屈强比低、冷变形性能好、无屈服点等特点，这
4、类传统材料已发展成为一种强度高、成形性能好的新型冲压用钢。,2）简单合金,与通用合金的用途不同，简单合金的主要用途是代替大量消费的金属结构材料。,8.1.3 生态环境材料及其工艺,（2）常见的金属材料的生态化改造工艺 从环境材料的角度出发，尽量使金属材料的加工过程消耗较低的资源和能源，排放较少的三废，并且在废弃之后易于分解、回收与再生。,德国BMW3型环保概念车，其中用蓝色标出的零件都使用再生材料制造的，而绿色表示材料可回收，整个车可以拆卸。,8.1.3 生态环境材料及其工艺,2.常见的无机非金属生态环境材料及工艺,8.1.3 生态环境材料及其工艺,3. 高分子生态环境材料及工艺（1）高分子生
5、态环境材料,可回收无毒无害的塑料盒,可降解塑料：,全生物降解剪纸刀,8.1.3 生态环境材料及其工艺,8.1.3 生态环境材料及其工艺,（2）有机聚合材料与有机复合材料的可再生循环工艺 有机聚合材料的可再生循环工艺 塑料的再生循环技术大致可以分为两类： 一类是将回收废旧塑料作为原材料使用；另一类是将回收废旧塑料分解成单体，然后重新合成新塑料。,可再生循环工艺,8.1.3 生态环境材料及其工艺,8.2.1 智能材料的内涵与定义,8.2 智能材料,通过自生长或原位复合等再生机制，来修补某些局部破损 的功能。,通过传感神经网络，对系统的输入输出信息进行比较，并将结果提供给控制系统，从而获得理想的功能
6、。,根据环境变化适时地动态调节自身并作出反应 的功能。,智能材料的 生物功能,反馈功能,自修复功能,响应性功能,能感知自身所处的环境与条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化,自诊断功能,自动动态平衡及自适应功能,学习能力和预见性功能,信息积累和识别功能,传感功能,对现在情况和过去情况作比较，从而能对诸如故障及判断失误等问题进行自诊断和校正的功能。,能积累信息，能识别和区分传感网络得到的各种信息，并进行分析和解释的功能。,通过对过去经验的收集，对外部刺激作出适当反应，并可预见未来并采取适当的行动的功能。,根据动态的外部环境条件不断自动调整自身的内部结构，从而
7、改变自己的行为，以一种优化的方式对环境变化作出响应的功能。,8.2.2 智能材料的几种基本单元,8.2.3 智能材料的类型,8.2.5 智能材料在工业设计中的应用,8.2.4 智能材料的应用前景,智能材料 的未来,空调机可以抑制震动而寂静工作,轮胎需要充气时会礼貌地通知司机,智能飞机的机翼可以像鸟的翅膀一样弯曲，自 动改变形状，从而提高升力和减小阻力,桥梁和电线杆在快要断裂是可以发出报警信 号，然后自动加固自身的构造；,8.3.1 纳米结构与纳米材料(nano material),8.3 纳米材料,8.3.2 纳米材料的奇异特性,8.3.3 几种典型的纳米材料,8.3.4 纳米材料的用途,THE END, THANKS,
