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智能無機非金屬材料(論文)
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  • 智能無機非金屬材料

    摘 要： 結(jié)構(gòu)材料所處的環(huán)境極為復(fù)雜，材料損壞引起事故的危險性不斷增加，研究與開發(fā)對損壞能自行診斷并具有自修復(fù)能力的結(jié)構(gòu)材料是十分重要而急迫的任務(wù)。本文對智能材料的發(fā)展、構(gòu)思、無機非金屬智能材料進(jìn)行了綜述，對智能材料進(jìn)一步研究進(jìn)行了展望。

    關(guān)鍵詞 智能；無機非金屬；材料

    智能材料是指對環(huán)境具有可感知、可響應(yīng)并具有功能發(fā)現(xiàn)能力的新材料。日本高木俊宜教授[1]將信息科學(xué)融于材料的物性和功能，于1989年提出了智能材料（Intelligent materials）概念。至此智能材料與結(jié)構(gòu)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(yī)藥、體育和日常用品[5,6]等其他領(lǐng)域。
    　　同時，美國的R•E•Newnham教授圍繞具有傳感和執(zhí)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(yīng)外界變化的材料；
    　　主動靈巧材料——不僅能識別外界的變化，經(jīng)執(zhí)行線路能誘發(fā)反饋回路，而且響應(yīng)環(huán)境變化的材料；
    　　很靈巧材料——有感知、執(zhí)行功能，并能響應(yīng)環(huán)境變化，從而改變性能系數(shù)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(huán)境的響應(yīng)性。
    　　自l989年以來，先是在日本、美國，爾后是西歐，進(jìn)而世界各國的材料界均開始研究智能材料�？茖W(xué)家們研究將必要的仿生(biominetic)功能引入材料，使材料和系統(tǒng)達(dá)到更高的層次，成為具有自檢測、自判斷、自結(jié)論、自指令和執(zhí)行功能的新材料。智能結(jié)構(gòu)常常把高技術(shù)傳感器或敏感元件與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料和功能材料結(jié)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(yīng)環(huán)境的變化，不僅能發(fā)現(xiàn)問題，而且還能自行解決問題。
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