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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： 結構材料所處的環境極為復雜，材料損壞引起事故的危險性不斷增加，研究與開發對損壞能自行診斷并具有自修復能力的結構材料是十分重要而急迫的任務。本文對智能材料的發展、構思、無機非金屬智能材料進行了綜述，對智能材料進一步研究進行了展望。
關鍵詞 智能；無機非金屬；材料
智能材料是指對環境具有可感知、可響應并具有功能發現能力的新材料。日本高木俊宜教授[1]將信息科學融于材料的物性和功能，于1989年提出了智能材料（Intelligent materials）概念。至此智能材料與結構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]、醫藥、體育和日常用品[5,6]等其他領域。
同時，美國的R•E•Newnham教授圍繞具有傳感和執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——僅能響應外界變化的材料；
主動靈巧材料——不僅能識別外界的變化，經執行線路能誘發反饋回路，而且響應環境變化的材料；
很靈巧材料——有感知、執行功能，并能響應環境變化，從而改變性能系數的材料。
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：材料對環境的響應性。
自l989年以來，先是在日本、美國，爾后是西歐，進而世界各國的材料界均開始研究智能材料。科學家們研究將必要的仿生(biominetic)功能引入材料，使材料和系統達到更高的層次，成為具有自檢測、自判斷、自結論、自指令和執行功能的新材料。智能結構常常把高技術傳感器或敏感元件與傳統結構材料和功能材料結合在一起，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”，能適應環境的變化，不僅能發現問題，而且還能自行解決問題。
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