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哪位大神知道什么是超弹性材料
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哪位大神知道什么是超弹性材料
提问者：金三春|
时间： 09:58:36
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南京富格之家装饰工程有限公司
所有回答：&15628
超弹性材料是指存在一个弹性势能函数，该函数是应变张量的标量函数，其对应变分量的导数是对应的应力分量，在卸载时应变可自动恢复的一种材料。常用的有橡胶、海绵等等。
　　另，超弹性是描述一种应力应变关系非线性的材料的一种模型，例如橡胶等。只要满足以上的定义的模型皆可称之为超弹性材料模型。常见的超弹性模型有St &&Venant-Kirchhoff模型，Fung模型，Mooney-Rivlin模型，Ogden模型等。
回答数：21191|被采纳数：3
wangyu111000
所有回答：&21191
超弹材料是指材料在，外力作用下产生，远超过弹性极限应变量的应变，而且卸载时应变可恢复到原来状态的材料。 &&就是指 &&橡胶或海绵，泡沫等材料了
&&希望我的回答能够帮助到你
回答数：63744|被采纳数：5
所有回答：&63744
超弹性材料有独特的双层结构，具有良好的减震和回弹性，既可使运动员迅捷起动，又可缓解运动中的冲击力，安全舒适，集实木地板的韧性、PU的弹性、丙烯酸的耐侯性、易施工性于一体。为运动员提供了安全的运动场地。
价格来源网络仅供参考。
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中国装修网超材料的未来发展方向是什么？
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超材料的未来发展方向是什么？
文/江洪 王微 许露
中国科学院武汉文献情报中心
中国科学院武汉文献情报中心
中国科学院大学
超材料（Metamaterial）与过去一直研究和应用的铜、铁、半导体等原子、分子以及纳米级别的材料不同，是一种全新材料，它提供了一种可以让人们随心所欲制造具有许多特殊物理性质的全新思路与方法。可以说，超材料是继高分子材料、纳米材料之后材料领域又一重大突破，将对世界科技发展产生重要影响。
超材料的基本设计思路是以某种具有特殊功能的人工结构为基础，设计材料关键物理尺度的结构，以得到不受自然规律限制的天然材料不具有的超常功能。超材料类似于自然界中存在的晶体结构物质，通过原子的有序排列和有序调节，使得晶体材料显示出一些无定型态所不具备的物理特征。而超材料可以理解为人们通过各种层次的有序结构实现对各种物理量的调制，从而获得自然界中在该层次上无序或无结构的材料所不具备的物理性质。
超材料的种类
超材料一词在1999年被 Rodger 首次提出，其范围主要包括左手材料、光子晶体、电磁晶体、超磁性材料、频率选择表面、人工磁导体、基于传输线结构的超材料、等离子结构的超材料等。
负折射率材料。负折射率材料的基本原理来自于电磁学理论，用来表示某一种物质的电磁性质的是介电常数和磁导率这2个基本物理量。如果这2个常数都是负数就被认为“不具有任何物理意义”。前苏联科学家韦谢拉戈（Veselago）在20世纪提出了介电常数与磁导率可能同时为负的理论，并构想了一种具有负折射率的材料（图1），由于它违反了光学定律，人们普遍认为它只是科学家臆想出来的理论，并不可能实际存在。
然而，2003年英国帝国理工学院的彭德利(Pendry)通过理论计算得出了2个重要推论：①间距在毫米级金属细线的格子中具有类似等离子体的物理行为，共振频率在GHz与低于此频率时介电常数出现负值；②利用非磁性导电金属薄片构成开环共振器组成的方阵（见图2），可实现负的有效磁导率，而且负的磁导率是可调的。这个理论为人工实现超材料带来了可能，实现这种理论的材料在自然界的物质中是无法达到的，但通过人为设计最终有可能达到。
零折射率超材料。2006年，Pendry又设计了零折射率超材料，可以用于制备“隐形斗篷”（如图3）。因为光在负折射率材料中的折射与常规材料中的折射是相反的，因此，光从正折射率的材料入射到负折射率材料的界面上时，其入射光线和折射光线处于界面法线方向同一侧，从而可以带来光的异常传播和光的扭曲现象，基于这一原理设计了具有隐身特性的材料。而美国哥伦比亚大学机械工程系副教授王琪薇等将正折射率和负折射率结合在一起，实现了对光子相位的精确控制，还研制出一种能操纵光的折射率并且完全控制光在空气中的传播的光纳米结构，并证明光能从某一点传到另一点而毫无相变地穿过人造传播媒介，好像该媒介并不存在一样。
在一段时间内，研究人员在左手材料、电磁黑洞、隐身斗篷、透射增强材料等超材料中看到许多不一样的电磁特性。超材料领域研究中处于领军地位的国家和地区主要是美国和欧洲。2000年底，美国国防部“国防高级研究计划署”联合美国一些大学和研究机构，开展了关于超材料的研究计划，为超材料技术的广泛应用奠定了基础。欧盟也联合欧洲24所大学共同开展了联合协调项目METAMORPHOSE（MetaMaterials Organized for radio，millimeterwave，and Photonic Superlattice Engineering）。
我国主要通过国家自然科学基金、国家“973”计划、国家预研技术等项目对超材料的基础研究工作予以资金支持，并且产生了一批具有影响力的研究成果。如清华大学、中国科学院物理研究所、东南大学、浙江大学、复旦大学、南京大学等研究机构都在相关的基础研究领域形成积累，并形成了在国际上有一定影响的研究队伍。
在超材料技术产业化方面，国外在积极进行超材料产业化研究的公司包括波音航天航空公司（美国）、丰田汽车公司（日本）、LG电子公司（韩国）、雷神导弹公司（美国）等；国内的深圳光启高等理工研究院（简称“深圳光启研究院”）在超材料产业化方面取得了一定成果，在推进超材料产业化方面走在世界前列，该研究院的超材料平板式卫星天线已经在个别地区得到了应用。
超材料的应用领域
超常的物理特性使得超材料的应用前景十分广泛，其应用范围覆盖了工业、军事、生活等各个方面。特别是电磁超材料，对未来的通信、光电子/微电子、先进制造产业以及隐身、探测、核磁、强磁场、太阳能及微波能利用等技术产生了深远的影响。
不同性质的超材料可以应用于不同的领域，比如，用于微波器件设计和制作的超材料，可以制作成宽带相移器、功率分配器、平板聚焦透镜、带通滤波器、高指向天线、耦合器等元器件，并广泛应用于电磁波防护、电磁隐身等领域。
用于制作光学透镜的超材料，可以制作不受衍射极限限制的透镜、高定向性透镜以及高分辨能力的平板型光学透镜，其中不受衍射极限限制的透镜主要应用于微量污染物质探测、医学诊断成像、单分子探测等领域，高定向性透镜主要应用于透镜天线、新型龙伯透镜、小型化相控阵天线、超分辨率成像系统等领域，高分辨能力的平板型光学透镜主要应用于集成电路的光学引导原件等领域；电磁超材料可以用于隐身衣、电磁黑洞、慢波结构等元器件的制作。其中，隐身衣主要应用于军事领域；电磁黑洞主要应用于太阳能电池，红外热成像，飞机、导弹、舰艇、卫星等领域；慢波结构主要应用于太阳能发电、高分辨红外热成像技术、光缓存、深亚波长光波导等领域。
通过分析全球重点研究机构超材料研究的最新动态，可以及时了解超材料研究的发展方向及新兴市场。因而，通过本文对全球重点研究机构的部分超材料研究进行的解读，可以看出，超材料制造、激光器和光子晶体谐振器是研究机构和企业比较关注的应用研究领域。此外，佳能株式会社还关注将超材料用于微结构制造和发光器件的研究；日本电报电话公司还关注将其用于天线装置和光谐振器的研究；深圳光启研究院还关注将其用于封装夹具、集热器等方面的研究；三星电子还关注将其用于射频识别系统、光纤等的研究；中国科学院还关注将其用于可集成量子行走器件等的研究；京都大学还关注将其用于光电转换元件和太阳能电池等的研究；麻省理工学院还致力于将超材料用于陀螺仪和光纤波导等领域的研究。近2年，韩国、德国、法国和俄罗斯的超材料领域研究也快速发展，世界超材料领域研究竞争更加激烈。
超材料未来发展方向
超材料将有可能成为一种前途不可限量的新型材料，但是目前距离真正大规模的产业化还有一定距离，有许多的难题有待克服，这也将成为未来超材料研究的主流方向，并可能出现因技术的进一步突破取得更多成果的领域。笔者认为，超材料的研发要注重以下一些方向：
①对超材料的工作频段和方向控制的研究。从工作频段来说，超材料的频段还只能达到红外层次，同时大多数负折射率材料仅能在某些角度上实现负折射现象。对于实现更好隐身功能需要来说，其工作波段最少应覆盖整个可见光波段，同时也需要实现具有各向同性的特性，即从更宽的光波波段和不同方向上实现对光的控制。这将是未来超材料发展的重要课题。
②超材料的产业化发展。超材料技术目前还处于实验室到产品中试阶段，如果要进行更大规模的产业化，还需要研究大规模制造大体积超材料的方法。目前实验室仅掌握在平面上的超材料的制造工艺，具有三维空间的立体超材料还未实现。同时表面工艺也仅仅局限在很小的面积上，这距大规模地使用还有很长的距离。如何实现大规模地制造超材料是实现超材料广泛使用的重要前提。
③新型超材料及其功能的设计、性能优化及相关模拟仿真方法。
④不同超材料之间相互作用的研究。这一方向的研究主要包括对超材料进场波与超材料自由空间电磁波的耦合研究，以及对超材料内部的传播性质的研究。而对其规律性的研究又不断提出新的理论、技术、方法的需求，从而推动与此相关的新理论概念、分析方法和实验测量技术的发展。
原文刊登于《新材料产业》2014年第9期。
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摘要：超硬材料则是指硬度可与金刚石相比拟的材料。目前使用的超硬材料主要是立方氮化硼与金刚石，但是还是许多超硬材料正在研发中，如碳化硼，富硼氧化物等。下面本文就具体为大家介绍一下超硬材料的发展，并具体介绍一下立方氮化硼、立方氮化硼聚晶刀具和人造金刚石聚晶，希望大家能够喜欢。
什么材料最硬 超硬材料
超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。金刚石是目前已知的世界上最硬的物质,另外C60的硬度可能不亚于金刚石，但尚未定论。立方氮化硼硬度仅次于金刚石。这两种超硬材料的硬度都远高于其它材料的硬度，包括磨具材料刚玉、碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质工具材料。因此，超硬材料适于用来制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位。止因如此，超硬材料在工业上获得了广泛应用。除了用来制造工具之外，超硬材料在光学、电学、热学方面具有一些特殊性能，是一种重要的功能材料，引起了人们的高度重视，这方面的性能和用途正在不断地得到研究开发。
日《自然》杂志发表燕山大学多晶超硬材料合成技术突破性成果，燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室田永君教授领导的研究组在国家自然科学基金创新研究群体、重点项目、面上项目以及科技部973项目的持续资助下，与国内外科学家合作，在多晶超硬材料合成技术和超硬材料硬化机理研究方面取得突破性进展。利用高温高压技术成功地合成出超高硬度的纳米孪晶结构立方氮化硼块材，提出了材料硬化新机制。其研究成果发表在日最新一期的Nature杂志上。优异的综合性能表明纳米孪晶结构立方氮化硼是一种工业界期盼已久的刀具材料。这一研究成果向人们展现了合成高性能超硬材料的新途径——— 获得超细纳米孪晶结构。
据《年中国复合超硬材料行业市场调研与投资预测分析报告》[1]数据显示，随着下游应用市场需求的不断扩大，复合超硬材料下游需求呈现较快增长的态势。监测数据显示，目前国内超硬材料与制品产值大约在1:3-1:6之间，随着下游复合超硬材料制品市场规模的不断增长，复合超硬材料的市场需求随之扩大，其中高品级金刚石的市场需求占整个市场的比例大约为60-70%。
首先，石油/天然气钻头用PCD复合片的市场容量和需求主要由下游油气钻头市场需求量决定，而油气钻头需求量主要由油气市场需求和油气开采企业开采计划决定。前瞻产业研究院的统计数据显示，2009年我国石油产量为18,949万吨，消费量却高达38,384.5万吨，石油对外依赖性强。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确指出要加大石油勘探开发力度，稳定国内石油产量。
另一方面，中国天然气产量和消费量总体呈增长趋势。数据显示，2005年到2011年我国天然气产量一直呈现高速增长趋势。2011年我国天然气产量增长迅猛，产量占全球天然气总产量的3.1%，达到1,025亿立方米，同比增长8.12%。
随着我国油气产量的不断增长，对于油气用金刚石复合片的需求量也表现出旺盛的需求。目前，油气用PCD复合片全球市场规模约为110亿元人民币，我国市场空间大约为14亿元人民币，发展潜力巨大。
根据美国能源署（EIA）公布的《2011年全球页岩气资源初步评估》报告，中国是全球页岩气储量最多的国家，可采储量约为36.1万亿立方米，远高于世界其他国家。进入“十二五”，我国将页岩气勘探开发作为国家能源战略的重要发展领域之一，在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中指出“退佃煤层气、页岩气等非常规油气资源开发利用”，在《页岩气发展规划（年）》明确目标要“力争到2020年产量达到600-1,000亿立方米”。所以，随着页岩气开发利用的深入，油气用PCD复合片必将迎来新的发展机遇，市场规模将进一步扩大。
其次，煤田/矿山工具用PCD复合片的市场需求主要受煤炭的开采量影响。国家统计局数据显示，我国从1990年到2009年煤炭的产量和消费量都呈现不断增长的态势，产消基本平衡。2011年我国原煤总产量达到35.2亿吨，同比增加8.7%。在煤炭产量的不断带动下我国矿用金刚石复合片市场规模不断扩大，矿山用复合片全球市场规模近200亿元，中国市场规模约为20亿元。
再次，PCD高品级拉丝模胚受线材在工业生产和工程建设中需求量巨大的带动，市场容量可观，但由于PCD 拉丝模坯的生产成本和售价较高，目前仅有部分对拉丝效果、精度要求较高的终端用户选用PCD 拉丝模坯，市场容量有待进一步扩大。
3金刚石天然
金刚石，也称钻石，有天然金刚石和人造金刚石两种。金刚石是目前世界上已知的最硬工业材料，它不仅具有硬度高、耐磨、热稳定性能好等特性，而且以其优秀的抗压强度、散热速率、传声速率、电流阻抗、防蚀能力、透光、低热胀率等物理性能，成为工业应用领域不可替代的新材料，现代工业和科学技术的瑰宝。
人造金刚石是加工业最硬的磨料，电子工业最有效的散热材料，半导体最好的晶片，通讯元器件最高频的滤波器，音响最传真的振动膜，机件最稳定的抗蚀层等等，已经被广泛应用于冶金、石油钻探、建筑工程、机械加工、仪器仪表、电子工业、航空航天以及现代尖端科学领域。
4立方氮化硼
立方氮化硼，英文称为:：Cubic Boron Nitride，缩写为：CBN或cBN。目前，在自然界还没有找到这种物质的存在，是人工合成的一种超硬材料。
立方氮化硼（CBN）是硬度仅次于金刚石的超硬材料。它不但具有金刚石的许多优良特性，而且有更高的热稳定性和对铁族金属及其合金的化学惰性。它作为工程材料，已经广泛应用于黑色金属及其合金材料加工工业。同时，它又以其优异的热学、电学、光学和声学等性能，在一系列高科技领域得到应用，成为一种具有发展前景的功能材料。
立方氮化硼
立方氮化硼微粉，用在精密磨削、研磨、抛光和超精加工，以达到高精度的加工表面。适用于树脂、金属、陶瓷等结合剂体系，亦可用于生产聚晶复合片烧结体，还可用做松散磨粒、研磨膏。
黑色立方氮化硼
CBN由于具有优异的化学物理性能，如具有仅次于金刚石的高硬度、高热稳定性和化学惰性，作为超硬磨料在不同行业的加工领域获得广泛的应用，现在更是成为汽车、航天航空、机械电子、微电子等工业不可或缺的重要材料，因而也得到各工业发达国家的极大重视。
合成CBN除静高压触媒法还有多种方法，如静高压直接转化法、动态冲击法、气相沉积法等，其中有些方法如气相沉积法发展很快。但迄今为止工业合成CBN主要方法还是静高压触媒法，CBN的合成研究也主要集中于这方面。
立方氮化硼聚晶刀具
立方氮化硼聚晶（PCBN）刀具是由许多细晶粒（0.1~100）CBN聚结而成的CBN聚集体的一类超硬材料产品。它除了具有高硬度、高耐磨性外，还具有高韧性、化学惰性、红硬性等特点，并可用金刚石砂轮开刃修磨。在切削加工的各个方面都表现出优异的切削性能，能够在高温下实现稳定切削，特别适合加工各种淬火钢、工具钢、冷硬铸铁等难加工材料。刀具切削锋利、保形性好、耐磨性能高、单位磨损量小、修正次数少、利于自动加工，适用于从粗加工到精加工的所有切削加工。PCBN在数控切削行业已得到广泛应用，是一种具有良好发展前景的刀具材料。
人造金刚石聚晶
人造金刚石聚晶（PCD）复合片是在高温高压情况下由许多细晶粒金刚石和硬质合金衬底联合烧结而成的块状聚结体。它和PCBN一样具有高强度、高硬度、高耐磨性、特别是具有高的抗冲击韧性。作为加工工具，PCD主要用于石油、冶金、地质钻头、扩孔器等，其钻进速度及时效均为天然金刚石的许多倍，同时钻进过程中还可以有效保持孔径。人造金刚石复合片还可以用来切削非铁金属及其合金、硬质合金以及非金属材料。切削速度为硬质合金刀具的上百倍，耐用度为硬质合金的上千倍。
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