一、結構材料和功能材料的區別

1、特點

結構材料主要以力學性能為基礎(chu)，具有高強度(du)、高硬度(du)、耐(nai)(nai)高溫(wen)、耐(nai)(nai)磨損、耐(nai)(nai)腐蝕(shi)等(deng)優異性能。對物(wu)理或(huo)化學性能也有一(yi)定要求，如(ru)光澤、熱導率、抗輻照等(deng)，但這(zhe)些(xie)性能通(tong)常(chang)不是其主要關注(zhu)點(dian)。

功能(neng)材料(liao)具有優良的(de)電學(xue)(xue)、磁學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)、熱學(xue)(xue)、聲學(xue)(xue)、力(li)學(xue)(xue)、化(hua)學(xue)(xue)、生物(wu)醫學(xue)(xue)等功能(neng)，以及(ji)特殊的(de)物(wu)理(li)、化(hua)學(xue)(xue)、生物(wu)學(xue)(xue)效應，能(neng)完成功能(neng)相互轉化(hua)，主要用(yong)來制造各種(zhong)功能(neng)元器(qi)件。聚集態(tai)(tai)(tai)和形態(tai)(tai)(tai)非常多樣(yang)化(hua)，包括晶(jing)態(tai)(tai)(tai)、氣態(tai)(tai)(tai)、液態(tai)(tai)(tai)、液晶(jing)態(tai)(tai)(tai)、非晶(jing)態(tai)(tai)(tai)、準晶(jing)態(tai)(tai)(tai)、混合態(tai)(tai)(tai)和等離子態(tai)(tai)(tai)等。

2、作用

結(jie)構材料(liao)主(zhu)要用(yong)于承受載荷，制造(zao)各種結(jie)構件(jian)和(he)零部件(jian)，如機(ji)械制造(zao)、工程(cheng)建筑、交通運(yun)輸(shu)、能源利用(yong)等(deng)方面的物質基礎。

功能材料主(zhu)要(yao)用于利用其各種(zhong)物理(li)和化學特性，在電子、紅外(wai)、激光、能源、通訊等方面起關鍵作用。

3、應用領域

結構材料廣泛應用于機械制造、建筑工程、交(jiao)通(tong)運(yun)輸、航空航天等領域(yu)。

功能材料應(ying)用于各類高(gao)科技領域，如電子信息(xi)技術、新能源(yuan)技術、生物(wu)醫學(xue)工(gong)程(cheng)等。具體(ti)包括電視和電腦顯示(shi)屏、制版技術、人體(ti)組織修復、人工(gong)器官等。

4、材料種類

（1）結構材料

金屬新(xin)材(cai)料(liao)：鈦、鎂(mei)、鋯及其合金、鉭(tan)鈮、硬(ying)質材(cai)料(liao)等，以及高端特殊鋼(gang)、鋁新(xin)型材(cai)等。

新(xin)型(xing)(xing)無(wu)機非金屬(shu)材(cai)料：陶瓷(ci)(ci)、玻璃、水泥、耐火材(cai)料、搪(tang)瓷(ci)(ci)、磨(mo)料等，特別(bie)是新(xin)型(xing)(xing)陶瓷(ci)(ci)和陶瓷(ci)(ci)纖(xian)維。

高(gao)分子及復(fu)合材(cai)料(liao)：橡膠(jiao)、塑(su)(su)料(liao)、纖(xian)維、涂料(liao)、膠(jiao)粘劑等，特(te)別(bie)是特(te)種工程(cheng)塑(su)(su)料(liao)、有機(ji)硅材(cai)料(liao)、有機(ji)氟材(cai)料(liao)等。

（2）功能材料

納米功能材料：在1~100nm范圍內具(ju)有特殊性能的材料。

新能(neng)源材料(liao)(liao)(liao)：如鎳氫(qing)電(dian)池(chi)材料(liao)(liao)(liao)、鋰離子電(dian)池(chi)材料(liao)(liao)(liao)、燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)材料(liao)(liao)(liao)、太陽能(neng)電(dian)池(chi)材料(liao)(liao)(liao)等(deng)。

磁(ci)功能(neng)(neng)材(cai)料：如軟磁(ci)體功能(neng)(neng)材(cai)料、永磁(ci)材(cai)料等(deng)。

電(dian)功能材(cai)(cai)(cai)料：如壓(ya)電(dian)材(cai)(cai)(cai)料、介電(dian)材(cai)(cai)(cai)料、光電(dian)材(cai)(cai)(cai)料、熱電(dian)材(cai)(cai)(cai)料和半導體材(cai)(cai)(cai)料等。

熱功能(neng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)：如膨脹材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、形(xing)狀記憶(yi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)等。

光(guang)功(gong)能材(cai)(cai)料(liao)：如(ru)電光(guang)材(cai)(cai)料(liao)、磁光(guang)材(cai)(cai)料(liao)、彈光(guang)材(cai)(cai)料(liao)、聲光(guang)材(cai)(cai)料(liao)等。

高分(fen)子(zi)(zi)(zi)功能(neng)材(cai)料(liao)：如液晶高分(fen)子(zi)(zi)(zi)、導電高分(fen)子(zi)(zi)(zi)、光敏高分(fen)子(zi)(zi)(zi)等(deng)。

二、結構材料和功能材料的關系

結構材(cai)料(liao)(liao)和功能材(cai)料(liao)(liao)是材(cai)料(liao)(liao)科學領域的兩(liang)大重要分支，它們(men)各自具有獨特(te)(te)的特(te)(te)點(dian)和應用(yong)領域，但又存在著(zhu)緊密的聯系。

簡(jian)單(dan)來說(shuo)，結(jie)構材(cai)料(liao)主(zhu)要以(yi)力學性能(neng)為基礎，用于制造各種(zhong)承受載荷的結(jie)構件和零部件，如機(ji)械(xie)制造、工(gong)程建(jian)筑、交通運輸等領(ling)域中的基礎材(cai)料(liao)。這些材(cai)料(liao)通常要求具有高強(qiang)度(du)、高硬度(du)、耐高溫、耐磨(mo)損等優(you)異性能(neng)。

而功(gong)能(neng)材(cai)料(liao)則(ze)更注重其(qi)特(te)定(ding)的(de)物(wu)理、化學或生物(wu)性(xing)能(neng)，這些性(xing)能(neng)使其(qi)能(neng)夠在特(te)定(ding)的(de)應用領域發揮(hui)關鍵作用。例如，電子信息技術(shu)中的(de)半導(dao)體材(cai)料(liao)、新能(neng)源技術(shu)中的(de)太陽能(neng)電池材(cai)料(liao)、生物(wu)醫學工程中的(de)生物(wu)醫用材(cai)料(liao)等，都屬于功(gong)能(neng)材(cai)料(liao)的(de)范(fan)疇。

盡管結(jie)構材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)功(gong)能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)應用(yong)領(ling)域(yu)和(he)(he)性能(neng)(neng)要求上有所不同(tong)，但它們之間也(ye)存(cun)在(zai)著相互補充和(he)(he)協同(tong)發(fa)展的關(guan)系。一(yi)方面，結(jie)構材(cai)料(liao)(liao)的發(fa)展為功(gong)能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)的研發(fa)提供(gong)了堅實的基礎和(he)(he)支(zhi)撐；另一(yi)方面，功(gong)能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)的不斷創新也(ye)為結(jie)構材(cai)料(liao)(liao)的性能(neng)(neng)提升和(he)(he)應用(yong)拓展提供(gong)了新的思路和(he)(he)可能(neng)(neng)。

因(yin)此(ci)，在材(cai)料(liao)科學的(de)研究和(he)應用中，我們(men)需要綜合(he)考慮結(jie)構材(cai)料(liao)和(he)功能材(cai)料(liao)的(de)各自特點，充分發(fa)揮它們(men)的(de)優勢(shi)，推動材(cai)料(liao)的(de)創新和(he)發(fa)展，以滿(man)足不同領域對(dui)材(cai)料(liao)性能和(he)應用需求的(de)不斷(duan)提高。

三、結構材料和功能材料的優缺點

1、結構材料

優點：

（1）力學性(xing)(xing)能優(you)異：結構材料(liao)通常具(ju)有高(gao)強(qiang)度、高(gao)硬(ying)度、高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)等(deng)優(you)異的(de)力學性(xing)(xing)能，能夠承受較大的(de)載荷和變形，適用(yong)于制(zhi)造各種結構件(jian)和零部件(jian)。

（2）穩(wen)(wen)定性好：結構材料在(zai)長期使用過程中(zhong)，能夠保(bao)持穩(wen)(wen)定的(de)性能，不易(yi)發(fa)生變形、開裂等(deng)問題，保(bao)證了結構的(de)穩(wen)(wen)定性和安全性。

（3）加(jia)工性(xing)能好：結構(gou)材(cai)料通常具有較好的加(jia)工性(xing)能，可以通過鑄造(zao)、鍛(duan)造(zao)、焊接等工藝進行(xing)成(cheng)型和加(jia)工，便于制造(zao)各種(zhong)復雜形狀(zhuang)的結構(gou)件(jian)。

缺點：

（1）重量較大(da)：一(yi)些結(jie)構材(cai)料，如鋼鐵(tie)、鋁合金等，密度(du)較大(da)，導(dao)致制成的結(jie)構件重量較重，不利于輕量化設(she)計。

（2）耐(nai)腐蝕性(xing)有限：部分結構(gou)材(cai)料在惡(e)劣環(huan)境下(xia)，如高(gao)溫、高(gao)濕、強(qiang)(qiang)酸強(qiang)(qiang)堿等條件下(xia)，耐(nai)腐蝕性(xing)能有限，需要采取額外的防腐措施(shi)。

（3）資(zi)源(yuan)消(xiao)耗大(da)(da)：一些(xie)結構材(cai)料的(de)(de)制備(bei)需要消(xiao)耗大(da)(da)量(liang)的(de)(de)自然資(zi)源(yuan)和(he)能源(yuan)，如鋼鐵的(de)(de)冶煉過程需要消(xiao)耗大(da)(da)量(liang)的(de)(de)煤(mei)炭和(he)鐵礦(kuang)石等資(zi)源(yuan)。

2、功能材料

優點：

（1）性(xing)能(neng)獨特(te)：功能(neng)材料具有獨特(te)的物理、化學(xue)或生物性(xing)能(neng)，如導(dao)電、導(dao)熱、磁(ci)性(xing)、光(guang)學(xue)性(xing)能(neng)等(deng)，這些性(xing)能(neng)使(shi)其(qi)能(neng)夠在特(te)定(ding)的應用領域發揮關鍵作用。

（2）應(ying)用廣泛：功能材(cai)料廣泛應(ying)用于電子(zi)、通訊、能源(yuan)、生物(wu)醫學、環保等領域(yu)，是現代科技發展的基礎支撐材(cai)料。

（3）創新(xin)性強：隨(sui)著(zhu)科技的(de)進(jin)步和需求的(de)變化，功能材(cai)料不(bu)斷(duan)創新(xin)和發展(zhan)，為新(xin)材(cai)料領(ling)域(yu)注入(ru)了新(xin)的(de)活力和動力。

缺點：

（1）制備成(cheng)本(ben)高：一些功(gong)能材料的制備過程復雜，需要高精度的設備和工藝(yi)，導(dao)致制備成(cheng)本(ben)較高。

（2）性能(neng)穩定性有限：部分(fen)功能(neng)材料(liao)在長(chang)期使用過程中，性能(neng)穩定性有限，可能(neng)會受到環(huan)境、溫度(du)等(deng)因素的(de)影響而發(fa)生變(bian)化。

（3）應用限(xian)制：由于功能(neng)材料的性能(neng)獨特(te)，其應用范(fan)圍也(ye)受到一定(ding)的限(xian)制，需(xu)要針對特(te)定(ding)的應用領域進(jin)行開發和研究。