智能材料的应用有哪些?



				
				
大白包小白
11051 次浏览 2024-06-16 提问
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最新回答 (6条回答)

2024-06-18 02:46:12 回答

1.在军事领域中的应用
  智能材料结构用于军事,并不是一个新鲜的话题,就象所有高新科技的发现必然会应用于军事一样,它是随着智能材料的发展也在不断发展的一个领域。因为智能材料结构不仅象一般功能材料一样可以承受载荷,而且它还具有了其他功能材料所不具备的功能,即能感知所处的内外部环境变化,并能通过改变其物理性能或形状等做出响应,借此实现自诊断、自适应、自修复等功能。所以,智能材料在军事应用中具有很大潜力,它的研究、开发和利用,对未来武器装备的发展将产生重大影响。
  目前,在各种军事领域中,智能材料的应用主要涉及到以下几个方面:
  (1)智能蒙皮
  例如光纤作为智能传感元件用于飞机机翼的智能蒙皮中,或者在武器平台的蒙皮中植入传感元件、驱动元件和微处理控制系统制成的智能蒙皮,可用于预警、隐身和通信。
  目前美国在智能蒙皮方面的研究包括:美国弹道导弹防御局为导弹预警卫星和天基防御系统空间平台研制含有多种传感器的智能蒙皮;美空军莱特实验室进行的结构化天线(即把天线与蒙皮结构融合在一起)研究;美海军则重点研究舰艇用智能蒙皮,以提高舰艇的隐身性能。
  (2)结构监测和寿命预测
  智能结构可用于实时测量结构内部的应变、温度、裂纹,探测疲劳和受损伤情况,从而能够对结构进行监测和寿命预测。例如,采用光纤传感器阵列和聚偏氟乙烯传感器的智能结构可对机翼、机架以及可重复使用航天运载器进行全寿命期实时监测、损伤评估和寿命预测;空间站等大型在轨系统采用光纤智能结构,可实时探测由于交会对接碰撞、陨石撞击或其他原因引起的损伤,对损伤进行评估,实施自诊断。正在研究的自诊断智能结构技术有:光纤传感器自诊断技术,可以测量裂纹的“声音”传感器自诊断技术,及其它可监测复合材料层裂的传感器自诊断技术等。
  (3)减振降噪
  智能结构用于航空、航天系统可以消除系统的有害振动,减轻对电子系统的干扰,提高系统的可靠性。如美国防高级研究计划局资助波音公司研制的直升机智能结构旋翼叶片,可以改善旋翼的空气动力学性能,减小振动和噪音。智能结构用于舰艇,可以抑制噪声传播,提高潜艇和军舰的声隐身性能。智能结构用于地面车辆,可以提高军用车辆的性能和乘坐的舒适度。国外正在研究的具有减振降噪功能的智能结构,主要由压电陶瓷、形状记忆合金和电致伸缩等新材料制成。
  (4)环境自适应结构
  智能结构制成的自适应机翼,能够实时感知外界环境的变化,并可以驱动机翼弯曲、扭转,从而改变翼型和攻角,以获得最佳气动特性,降低机翼阻力系数,延长机翼的疲劳寿命。如当飞机在飞行过程中遇到涡流或猛烈的逆风时,机翼中的智能材料就能够迅速变形,并带动机翼改变形状,从而消除涡流或逆风的影响,使飞机仍能平衡地飞行。
  美国的一项研究表明,在机翼结构中使用磁致伸缩致动器,可使机翼阻力降低85%。美国波音公司和麻省理工学院联合研究在桨叶中嵌入智能纤维,电致流变体时可使桨叶扭转变形达几度。美国陆军在开发直升机旋翼主动控制技术,将用于RAH-66武装直升机。美国防部和航空航天局也在研究自适应结构,包括翼片弯曲、弯曲造型/控制面造型等。
  相信在不久的将来我们用智能材料制成的飞机机翼,就可以像鱼尾巴一样行动自如,自行弯曲、自动改变形状,从而改进升力和阻力,使飞机飞得更高、更快。
  2.智能材料与住宅智能化
  让我们先来设想一下,未来的住宅会是什么样子:墙壁可以随心所欲的变换颜色;椅子可以随人体不同的需要改变温度和形状;一切的电器都是触摸式的,永远不会再有触电的危险;可视电话带有传感功能;……。这是多么美妙的一幅未来图画!在以前或者

2024-06-18 02:46:12 回答

安徽富邦装饰为您解答
在这个新材料层出不穷的时代,智能材料也是独领风骚的一朵奇葩.智能材料是二十世纪90年代迅速发展起来的一类新型复合材料.智能材料目前还没有统一的定义,不过,现有的智能材料的多种定义仍然是大同小异.大体来说,智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激,对之进行分析,处理,判断,并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料.  
具体来说智能材料需具备以下内涵:  
(1)具有感知功能,能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度,如电,光,热,应力,应变,化学,核辐射等;  
(2)具有驱动功能,能够响应外界变化;  
(3)能够按照设定的方式选择和控制响应;  
(4)反应比较灵敏,及时和恰当.  
(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态.  
智能材料又可以称为敏感材料,其英文翻译也有若干种,常用的有Intelligent  material,Intelligent  material  and  structure,Smart  material,Smart  material  and  structure,Adaptive  material  and  structure等.  
智能材料的构想来源于仿生(仿生就是模仿大自然中生物的一些独特功能制造人类使用的工具,如模仿蜻蜓制造飞机等等),它的目标就是想研制出一种材料,使它成为具有类似于生物的各种功能的"活"的材料.因此智能材料必须具备感知,驱动和控制这三个基本要素.但是现有的材料一般比较单一,难以满足智能材料的要求,所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统.这就使得智能材料的设计,制造,加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域,使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向.  
为增加感性认识,现举一个简单的应用了智能材料的例子:某些太阳镜的镜片当中含有智能材料,这种智能材料能感知周围的光,并能够对光的强弱进行判断,当光强时,它就变暗,当光弱时,它就会变的透明.

2024-06-18 02:46:12 回答

智能材料(Intelligent  material),是一种能感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。科学家预言,智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。一般说来,智能材料有七大功能,即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。

2024-06-18 02:46:12 回答

智能材料还没有统一的定义。不过,现有的智能材料的多种定义仍然是大同小异。大体来说,智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激,对之进行分析、处理、判断,并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。具体来说,智能材料需具备以下内涵:
(1)具有感知功能,能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度,如电,光,热,应力,应变,化学,核辐射等;
(2)具有驱动功能,能够响应外界变化;
(3)能够按照设定的方式选择和控制响应;
(4)反应比较灵敏,及时和恰当;
(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。

2024-06-18 02:46:12 回答

其实智能材料本身不智能,而是它的物理性质或者化学性质随着外界环境的变化(如温度、湿度、光照强度等等)而发生变化的例如:感光玻璃(就是我们大家平常戴的太阳镜啦)当光线强烈时它就会变成深色,从而达到遮阳的目的;当光线微弱时,它的颜色会慢慢变浅,最大限度的让光线通过,这里其实涉及到化学反应里的一个可逆化学反应过程,其反应条件就是光照强度建筑上还有很多类似的材料,如记忆金属,还有一些设计上的,就是给普通材料内部加入传感器,然后达到电脑控制的目的

2024-06-18 02:46:12 回答

你好,将具有仿生命功能的材料融合于基体材料中,使制成的构件具有人们期望的智能功能,这种结构称为智能材料结构。智能材料结构的核心思想是将传感元件和驱动元件、微电子处理控制芯片与主体结构材料集成为一个整体,通过机械、热、光、化学、电、磁等作用,提取结构信息,经过处理后形成控制激励,改变结构的形状、运动状态、受力状态等。这使得结构不仅具有承受载荷的能力,还具有识别、分析、处理及控制等多种功能,并能进行数据的传输和多种参数的检测,包括应变、损伤、温度、压力、声音、光波等;而且具有主动改变材料中的应力分布、强度、刚度、形状、电磁场、光学性能等多种功能;从而使结构材料本身具有自诊断、自适应、自学习、自修复、自增殖、自衰减等能力。因此可以说,任意一种智能材料在科学领域中的应用都相当广泛

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