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材料科学前沿学习报告
张敏,材料化学,2012141421056一、现代压电铁电材料(朱建国)
朱建国老师从压电效应展开论述,详尽阐述了压电材料的原理、结构和功能。从老师的讲述中我了解到了:压电效应就是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷的现象。压电又分为正压电(外力去掉后恢复到不带电的状态)和逆压电(当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失)。最早发现这种现象是水晶晶体在机械力的作用下会在表面上激发出电荷,二战期间朗之万等人为对付德国纳粹的潜水艇利用石英制作水下探测器拉开压电材料运用的帷幕,到97年PZNPT,PMTPT单品制作成功。朱建国老师还讲了铁电材料,从老师的讲述中我了解到了:
多铁性材料multiferroics是指材料中包含两种及两种以上铁的基本性能,这些铁的基本性能包括铁电性(反铁电性),铁磁性(反铁磁性、亚铁磁性)和铁弹性。磁滞回线当铁磁质达到磁饱和状态后,如果减小磁化场强H,介质的磁化强度M(或磁感应强度B)并不沿着起始磁化曲线减小,M(或B)的变化滞后于H的变化,这种现象叫磁滞;在磁场中,铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示,当磁化磁场作周期的变化时,铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线,这条闭合线叫做磁滞回线。用多铁材料制作的电容介电常数高,体积小。
从朱老师的讲述中,最大的收获是了解到潜艇声纳技术的原理与制作材料,以及多铁材料用于小体积电容器的应用。二、高效太阳能材料与太阳电池(李卫)
李卫老师主讲的是太阳能材料,但是他先从现有能源的局限性开始讲起,步步引入,突出了太阳能材料的研制的迫在眉睫和如火如荼。这种娓娓道来、循循善诱的讲课方式很容易激发我的学习兴趣,跟着老师的思路走。在现有能源中,石油、天然气即将枯竭且不可再生;煤炭虽然还可用百余年的时间但是对大气污染和地质结构破坏非常大,黑煤矿对工人的压榨和环境的破坏时毁灭性的。为了利用清洁、廉价、永不枯竭、基本不受地域限制的太阳能,如何高效的收集、利用和储存太阳能,成为了当前太阳能材料研究迫在眉睫有待解决的问题。太阳能材料以太阳能电池材料为主,是指能将太阳能直接转换成电能的材料,只有半导体材料具有这种功能,可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非r