一、結(jié)構(gòu)材料和功能材料的區(qū)別

1、特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)材料主要以力學(xué)性能為基礎(chǔ)，具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)異性能。對物理或化學(xué)性能也有一定要求，如光澤、熱導(dǎo)率、抗輻照等，但這些性能通常不是其主要關(guān)注點(diǎn)。

功能材料具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等功能，以及特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元器件。聚集態(tài)和形態(tài)非常多樣化，包括晶態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)、液晶態(tài)、非晶態(tài)、準(zhǔn)晶態(tài)、混合態(tài)和等離子態(tài)等。

2、作用

結(jié)構(gòu)材料主要用于承受載荷，制造各種結(jié)構(gòu)件和零部件，如機(jī)械制造、工程建筑、交通運(yùn)輸、能源利用等方面的物質(zhì)基礎(chǔ)。

功能材料主要用于利用其各種物理和化學(xué)特性，在電子、紅外、激光、能源、通訊等方面起關(guān)鍵作用。

3、應(yīng)用領(lǐng)域

結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑工程、交通運(yùn)輸、航空航天等領(lǐng)域。

功能材料應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域，如電子信息技術(shù)、新能源技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等。具體包括電視和電腦顯示屏、制版技術(shù)、人體組織修復(fù)、人工器官等。

4、材料種類

（1）結(jié)構(gòu)材料

金屬新材料：鈦、鎂、鋯及其合金、鉭鈮、硬質(zhì)材料等，以及高端特殊鋼、鋁新型材等。

新型無機(jī)非金屬材料：陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料等，特別是新型陶瓷和陶瓷纖維。

高分子及復(fù)合材料：橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑等，特別是特種工程塑料、有機(jī)硅材料、有機(jī)氟材料等。

（2）功能材料

納米功能材料：在1~100nm范圍內(nèi)具有特殊性能的材料。

新能源材料：如鎳氫電池材料、鋰離子電池材料、燃料電池材料、太陽能電池材料等。

磁功能材料：如軟磁體功能材料、永磁材料等。

電功能材料：如壓電材料、介電材料、光電材料、熱電材料和半導(dǎo)體材料等。

熱功能材料：如膨脹材料、形狀記憶材料等。

光功能材料：如電光材料、磁光材料、彈光材料、聲光材料等。

高分子功能材料：如液晶高分子、導(dǎo)電高分子、光敏高分子等。

二、結(jié)構(gòu)材料和功能材料的關(guān)系

結(jié)構(gòu)材料和功能材料是材料科學(xué)領(lǐng)域的兩大重要分支，它們各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，但又存在著緊密的聯(lián)系。

簡單來說，結(jié)構(gòu)材料主要以力學(xué)性能為基礎(chǔ)，用于制造各種承受載荷的結(jié)構(gòu)件和零部件，如機(jī)械制造、工程建筑、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中的基礎(chǔ)材料。這些材料通常要求具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損等優(yōu)異性能。

而功能材料則更注重其特定的物理、化學(xué)或生物性能，這些性能使其能夠在特定的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。例如，電子信息技術(shù)中的半導(dǎo)體材料、新能源技術(shù)中的太陽能電池材料、生物醫(yī)學(xué)工程中的生物醫(yī)用材料等，都屬于功能材料的范疇。

盡管結(jié)構(gòu)材料和功能材料在應(yīng)用領(lǐng)域和性能要求上有所不同，但它們之間也存在著相互補(bǔ)充和協(xié)同發(fā)展的關(guān)系。一方面，結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展為功能材料的研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和支撐；另一方面，功能材料的不斷創(chuàng)新也為結(jié)構(gòu)材料的性能提升和應(yīng)用拓展提供了新的思路和可能。

因此，在材料科學(xué)的研究和應(yīng)用中，我們需要綜合考慮結(jié)構(gòu)材料和功能材料的各自特點(diǎn)，充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢，推動(dòng)材料的創(chuàng)新和發(fā)展，以滿足不同領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅芎蛻?yīng)用需求的不斷提高。

三、結(jié)構(gòu)材料和功能材料的優(yōu)缺點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)材料

優(yōu)點(diǎn)：

（1）力學(xué)性能優(yōu)異：結(jié)構(gòu)材料通常具有高強(qiáng)度、高硬度、高韌性等優(yōu)異的力學(xué)性能，能夠承受較大的載荷和變形，適用于制造各種結(jié)構(gòu)件和零部件。

（2）穩(wěn)定性好：結(jié)構(gòu)材料在長期使用過程中，能夠保持穩(wěn)定的性能，不易發(fā)生變形、開裂等問題，保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

（3）加工性能好：結(jié)構(gòu)材料通常具有較好的加工性能，可以通過鑄造、鍛造、焊接等工藝進(jìn)行成型和加工，便于制造各種復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)件。

缺點(diǎn)：

（1）重量較大：一些結(jié)構(gòu)材料，如鋼鐵、鋁合金等，密度較大，導(dǎo)致制成的結(jié)構(gòu)件重量較重，不利于輕量化設(shè)計(jì)。

（2）耐腐蝕性有限：部分結(jié)構(gòu)材料在惡劣環(huán)境下，如高溫、高濕、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等條件下，耐腐蝕性能有限，需要采取額外的防腐措施。

（3）資源消耗大：一些結(jié)構(gòu)材料的制備需要消耗大量的自然資源和能源，如鋼鐵的冶煉過程需要消耗大量的煤炭和鐵礦石等資源。

2、功能材料

優(yōu)點(diǎn)：

（1）性能獨(dú)特：功能材料具有獨(dú)特的物理、化學(xué)或生物性能，如導(dǎo)電、導(dǎo)熱、磁性、光學(xué)性能等，這些性能使其能夠在特定的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。

（2）應(yīng)用廣泛：功能材料廣泛應(yīng)用于電子、通訊、能源、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)保等領(lǐng)域，是現(xiàn)代科技發(fā)展的基礎(chǔ)支撐材料。

（3）創(chuàng)新性強(qiáng)：隨著科技的進(jìn)步和需求的變化，功能材料不斷創(chuàng)新和發(fā)展，為新材料領(lǐng)域注入了新的活力和動(dòng)力。

缺點(diǎn)：

（1）制備成本高：一些功能材料的制備過程復(fù)雜，需要高精度的設(shè)備和工藝，導(dǎo)致制備成本較高。

（2）性能穩(wěn)定性有限：部分功能材料在長期使用過程中，性能穩(wěn)定性有限，可能會(huì)受到環(huán)境、溫度等因素的影響而發(fā)生變化。

（3）應(yīng)用限制：由于功能材料的性能獨(dú)特，其應(yīng)用范圍也受到一定的限制，需要針對特定的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)和研究。