1前言
材料是人类社会发展的里程碑，是人们生产和生活的物质基础，而新材料则是现代高新技术的先导。信息、生物和新材料三大科学与技术是本世纪最重要和最有发展潜力与广阔前景的领域，而材料的复合化则是材料科学发展的必然趋势之一，由两种或两种以上的异质、异形异性材料经复合而形成的新型材料则称为复合材料，一般它是由起粘结、赋形作用并影响整体性能的基本组元与能加强基体的增强体或具有功能性质的功能体组元所组成。
由于复合材料可通过对原材料的选择、组分设计、工艺条件保证等途径，使各组分材料的优势互补而获得优异的综合性能，从而应用于特殊、特定或高新技术领域。按其用途，结构性复合材料占了绝大多数，而最有广阔发展前景的则是功能性复合材料，磁性功能复合材料则是其重要组成之一，并在现代信息科学技术中获得了广泛应用。
2功能磁性复合材料的基本概念、种类与性能
2.1基本概念
除力学性质外还能提供其它物理性质并包括部分化学和生物性能的复合材料即称为功能复合材料，它主要由一种或多种功能体和基体组成，而多功能复合材料则是当今材料发展的主流。通常是通过调整复合度、连接方式、对称性、尺度周期性等途径，应用加和、平均、相抵等线性复合效应和乘积、诱导、系统、共振等非线性复合效应加以实现的。
磁性复合材料则是以高分子为基体与磁性材料复合而成，它具有质量轻易加工的特点因而获得了广泛应用。
2.2种类
磁性复合材料按磁性可分为：1)铁磁性软磁与硬磁复合材料：
软磁复合材料有：金属磁粉心、复合磁粉心，磁/瓷复合磁粉心等
硬磁复合材料有：金属、铁氧体
2)铁磁性与反铁磁性复合材料：由无机磁(金属与陶瓷)与聚合物构成。
若按其复合形式分有：1)无机磁性材料与低熔点金属基体组成的复合材料；
2)有机聚合物磁性材料与聚合物基体组成的复合材料；
3)无机物磁性材料与载液构成的液态复合材料——磁流体、磁流变液
若按磁材料晶粒大小可分为：常规复合材料与纳米复合材料
2.3性能
2.3.1无机磁与聚合物基给成的复合材料
1)组分：无级磁功能体——Fe3O4，AlNiCo、SmCo合金，Re金属间化合物（Sm2Fe17N2，Nd（Fe，Mn）12N2等），Tb2Mn12型，异性NdFeB，Sm2Fe17N3j及纳米晶交换耦合等永磁材料。
聚合物基体——橡胶类，热固性树脂类，热塑性树脂类。
橡胶类：有天然和合成两类而以合成为主，它们具有柔性，在耐热、耐寒条件下采用硅橡胶最合适。
热固性树脂类：环氧树脂，加多硫化合物环氧树脂以提高加工的稳定性和磁性。
热塑性树脂类：大多对磁性无影响而对物性、化学性能有影响，最常用的是尼龙6，其它如PES，PEEK，PPS等，能提高综合性能但价格高，成型困难，不常用；另一些如PE，PVC，PMMA等可用，价廉易加工，但耐热性差。
2)成型
橡胶类：磁粉与生橡胶混练压成胶片后再模压硫化成型。
热固性树脂类：未凝聚胶体与磁粉湿混再模压固化成型；将磁材料（颗粒与纤维）制成预成型体放入模具后用树脂传递模塑法（RTM）成型。
热塑性树脂类：粉状树脂与磁粉混合再模压或压延成型；用双螺杆挤出机挤出并切拉再模压或注射成型；
新法：原位成型法——将聚合物单体在活化处理的磁粉表面上聚合，成为磁粉颗粒包裹聚合物的微球，然后按需要热压成型，其特点是磁粉在聚合物基体中分散均匀，但此法还不成熟。
3）磁粉的表面处理
表面处理可提高填充率，使磁粉分布均匀，提高与基体的粘结力，磁粉容易取向，改善其氧化性，其方法是：
在磁粉表面涂硅烷偶联剂，钛酸脂偶联剂和表面话性剂；也可涂复聚合物或金属及化合物。
4）性能与磁体含量
在低填充率下，相对磁导率μr与磁体含量有如下关系：
μr(V)=1+AV (1)
式中，A——依磁材性能、形状和填充量的系数
   V——磁性材料填充的体积分数，对球形磁粉，A=3，所以
μr(V)=1+3V (2)
随着填充率的提高，式(1)变为
μr(V)=1+BV2 (3)
式中，B——磁性材料的磁感应强度
对两种及其以上的混杂料，若粒态相似而磁性不同，则
μr(V1，V2)=1+B1V2+B2V22 (4)
2.3.2无机磁性材料与液态载液组成的复合材料
1)磁性液体
磁性液体（Magnetic liquid，简称磁液），是一种由纳米级磁性颗粒通过表面活性剂高度均匀分布散于载液中所形成的稳定的胶体溶液，它由磁性微粒、载液（也称基液）和表面活性剂三部分组成。磁液的种类较多，通常按磁性微粒分有：
铁酸盐系：Fe3O4、γ-Fe2O3、MeFe2O4（Me=Co、Ni、MnZn、NiZnd等）。
金属系：Ni、Co、Fe等金属微粒及其合金 如Fe-Co、Ni-Fe。
氮化铁系：FexN（2<X≤8）
磁液的性能：
由于磁液是一种稳定的胶体溶液，即使在重力、离心力、磁力作用下也不会分离，它具有固体磁性材料的磁性，又具有液体的流动性，成为一种新型功能复合材料。在磁性方面具有超顺磁性，磁化过程服从朗之万函数；还具有流变性、声学、光学及其它特殊的性能。
2)磁流变液
磁流变液（Magnetorheological Fluid，简称MRF）是一种具有良好发展前景与工程应用价值的新型智能材料，它是由微米级（1-10μm）磁性微粒（如Fe、Co、Ni及其合金，铁氧体等）、载液（如矿物油、硅油、水和其它复杂的混合体等）和表面活性剂组成的稳定的悬浮液体。在外加磁场的作用下会产生明显的流变效应：即在固体与液体之间出现毫秒级（ms）快速的可逆变化，其粘度保持连续无级可控，并能实现实时主动控制，耗能极小，因而在智能系统中有着广泛的应用。
2.3.3纳米磁性功能复合材料
这里系指由不同磁性组分构成的复合磁性材料，因其各组分具有特征性磁性而获得优良的综合性能，如纳米硬磁相加上软磁相可获得高饱和磁化强度（Ms）高矫顽力（Hc）之高磁能积新型永磁材料。
根据组分的属性可分为氧化物类、金属合金类与其它类；若根据其成分组合来分，有无机纳米磁性复合材料、纳米磁性高聚物复合材料和液态类（如磁液、磁流变液，前已述及）。
3磁性功能复合材料的应用
3.1永磁
这类材料主要是粘结型的，由于很方便地加工成型为形状复杂和精密的元件，所以常用于密封、玩具、电机、开关、微波器件、轴承和电真空器件等；
对于用作磁记录的磁带和软磁盘要求较高的Br、Hc，高密度，低噪声，高强度，柔韧、光滑，要采用聚合物基永磁复合材料，它是用超细铁氧体粉（有小磁畴）与聚合物基复合后再涂复在聚脂膜上和基体上制成的。
3.2软磁
在应用上要求低Hc高μ，μ～f曲线平坦，软磁片的厚度薄而ρ高，这正是聚合物基磁性复合（磁粉心）材料的特点，易压成强度高的薄片，聚合物是绝缘体能提ρ，聚合物包复磁粒，涡流大大降低，特适合用这种材料制成工频（低频）中小型变压器磁心，效率高（铁损12w/kg），温升低。
磁粉心材料是由软磁金属或合金粉末如铁粉、铁硅铝粉、坡莫合金粉或非晶合金粉末包复绝缘剂后压制成型的。由于磁粉心材料的离子间彼此绝缘，所以磁导率较低（10~300），但电阻率却很高，涡流损耗小，品质因素高。特别是磁导率对外加磁场、工作频率、环境温度以及外加应力均不敏感，是一种高稳定材料。因此它主要用于高频作小型轻量、高可靠开关电源主振磁心，高频稳压电源滤波电路电感的磁心，工作频率可从数千周到兆周范围。例如大量应用于计算机高频开关电源中，至少有三处要使用磁粉心元器件：电源输入端差模滤波电感器，主振开关变压器调整电感，直流输出端整流滤波扼流圈。其它方面的应用还很多，这里不再列举。
3.3吸波材料
吸波材料与聚合物基体构成的涂料或其它吸波功能增强体（如碳纤维，SiC纤维）和树脂基体构成兼有吸波与结构功能的复合材料，所以聚合物磁性材料适宜作吸波用，这是它的主要用途。
3.4磁液和磁流变液
磁液：在国外已进入工业化生产阶段，其应用已深入到电子、化工、能源、冶金、仪表、医疗卫生等方面，效果十分明显。若按以利用的性能为主类，其应用范围如表1所示。
磁流变液：由于磁流变液是一种智能材料，与电流变液相比，在磁场作用下，剪切应力高，对杂质污染不敏感，ηo/τy值低，屈服应力变化范围宽，使用温度范围广（-40~150℃），响应速度快，可用电磁铁或永磁体产生磁场使得它在汽车、机车制造、测量、机械加工、机器人、航空航天等方面获得了广泛应用，具有广阔的情景。它适用于作离合器、制动器、减震器、消音器、促动器、缓冲器以及建筑物减震等；在治疗肿瘤方面，磁流变液可作为一种外科肿瘤切除辅助剂，减少出血和活性癌细胞转移的机率；还可用作抛光、密封等其它行业上。
3.5水泥基磁性复合材料
采用特殊工艺将磁化粒子混入水泥中，可制成水泥基磁性复合材料用于建筑行业上。这种材料的性能取决于其中可磁化粒子的定向排列程度，定向度越高，材料的磁性越好。总之要受可磁化粒子的性质、掺入量、水泥性质及工艺的影响。
可磁化粒子有：铁氧体——BaO·6Fe2O3，SrO·6Fe2O3；稀土永磁粒子——SmCo5、Sm2(Co，Fe，Cu，Mn)17等。
3.6纳米磁性复合材料
由于磁性材料的粒子为纳米级尺寸，所以与块状材料比较出现了许多特别的性能，从而扩大了磁性材料的应用范围。
在生产、医药领域的应用：磁靶向制剂、固定化酶、磁流体热疗、生物分离、磁控血管内磁性微球栓塞、亲和提纯、DNA技术、分析检测技术等。
在磁记录中的应用：磁性墨水、磁盘与高密度磁存储；
在分离技术中的应用：化工分离、催化剂分离、矿物分离等；
在巨磁电阻中的应用：利用巨磁电阻效应制造高密度读出磁头目前已进入大规模的工业生产；随机存储器，预计不久将投入生产；磁电子传感器件的应用也十分广泛；另外利用巨磁电阻效应还可制成微弱磁场探测器，如超导量子相干器件（SQUID）、超微霍尔推测器和超微磁场探测器，它们将成为本世纪纳米电子学中的主要角色。
其它如吸波及磁液、磁流变液的应用已前述，不再重复。

参考文献
[1]吴人洁，复合材料，天津大学出版社，2000.12，第一版
[2]杨大智，智能材料与智能系统，天津大学出版社，2000.12，第一版
[3]李凤生、马毅等，纳米功能复合材料，国防工业出版社，北京，2003.06，第一版
[4]余声明，磁性材料及器件，2004.10（5）