超导电缆也是一种复合材料，它是以铜—锡合金为基体，埋入295根铌线后组成，经过扩散处理在界面形成七微米厚的Nb2Sn金属化合物，它具有超导性，可以用于制造磁悬浮高速列车、核聚变反应堆电磁铁、储能超导感应器、超导发电机等新产品。
功能材料
功能材料是指在电、光、热、磁、催化、分离、生物和医学等方面具有特殊性能的材料。我们对它还是比较熟悉的，如日光灯管的内壁涂有发光材料；照相胶卷上有感光材料；扩音器话筒和电唱机唱头里装有压电晶体材料。
这些材料均属于功能材料。随着各种奇妙的功能材料层出不穷，光电、电声、激光、红外、半导体、超导技术的应用，仿佛使我们进入了一个神话世界。
上天、入地、千里眼、顺风耳已成为事实。
在当代的科学技术中，功能材料应用更加普遍了。例如，人们习惯上的“电脑”、“电鼻”、“电眼”、“电耳”、“功能高分子材料”等，就是分别采用记忆、光电、气敏、压电晶体和人工合成材料制成的。
电脑是电子计算机的俗名。“电脑”是怎样记忆事物的呢？原来，电子计算机的“大脑”又叫存贮器，这是一个很大的“记忆仓库”，是存贮数据和指令的地方。它好比我们使用的笔和纸。计算机需要人事先编排好“计算程序”，存放在存贮器中，这样计算机便记住了解题方法和步骤。那么存贮器又是依靠什么方法来记住“计算程序”的呢？靠的是许多圆环记忆磁芯，它的直径比芝麻粒还小。每粒磁芯能够在电场作用下，互相转化成两种磁化状态。这两种磁化状态分别代表“0”和“1”。如果加正向电流代表“1”，那么反向电流就代表“0”，一个磁环能表示“0”和“1”两种状态。如果有三个磁环组成一串，就能表示八种状态，即：000，001，010，011，100，101，110，111。若用四个磁环，就能表示16个（24=16）状态。许许多多串磁环组成的磁芯体，就能像人的头脑一样，记忆大量数码。可以把信息随时写入存在磁芯体里，要用的时候可让计算机随时“读”出，或通过打字机打印出来。如果不用时去掉也很容易，只要送入一个负电位，磁芯体立刻变成“0”
状态，好像写满字的纸瞬间变成了白纸。正因为磁芯体有这些特点，所以，用氧化铁磁性材料制成的磁芯成了电子计算机的关键材料。
目前，我国电子计算机的生产和应用，在世界新技术革命浪潮的推动下，出现了喜人的势头，品种、数量增加，质量提高。在电网调度、电厂监控、水文预报、瓦斯监测、仓库管理、收购统计、存款利息估算、铁路调运、宾馆管理等许多方面已被利用起来，提高了社会综合服务的经济效益。
德国大诗人歌德曾经说过：“眼睛的存在应当归功于光。”正是由于光的刺激，动物身上的有机物才在亿万年进化的过程中，逐步形成了感光的器官——眼睛。然而，今天人们只花数十年的时间就利用光电材料制成了与人们眼睛功能相似的“光电管”。
19世纪末，人们发现铯、铷、钾、钠等金属内部的电子很不稳定，受到光线照射后，一部分电子会被释放出来，所释放的电子数量与光的强弱成正比，这种现象叫光电效应。如果用一块具有光电效应的金属板和另一导电的金属板组成光电管，并分别加上正负电压。那么，一旦光线照在负极板上，电路中就立即会有电流通过，而电流的大小与光照的强弱成正比。由于光电管能够把光和电联系起来，使光信号变成电信号，因此光电管又称“光电眼”。
而铯、铷等金属正是制造光电管最重要的材料。光电管现已广泛用于电视、电影、无线电传真等方面，正为人类造福。
“光电眼”还在信号装置、光度计、照明、自动控制等技术方面，有着广泛应用。例如，用于自动控制炼钢炉温度，由于“光电眼”可以根据炉内光线强弱精确地“算出”温度，自动装置就能够采取相应措施，及时准确地调节炉温；有的“光电眼”不仅对光的强弱很敏感，而且还能识别颜色。生产中如要实现带色图案工作的自动化，可让“光电眼”分辨彩色图案的色泽、亮度和形状，把光电信号输入到电子计算机，“电脑”经过鉴别判断，即可命令机器去完成规定的动作。
“电鼻”的学名叫“气体检漏仪”，是发现危险气体和检查危险气体浓度的仪器。它是怎么“闻”到气味的呢？原来，这个仪器中装有一种金属氧化物材料，叫气敏半导体。由二氧化锡、氯化钯等材料混合烧结制成，它的表面吸附着氧分子。当仪器靠近易燃、易爆气体时，这些气体很容易和氧结合，夺走气敏半导体表面的氧，警报器便发出信号。气体消散后，即可再次使用。
“电鼻”对许多气体反应非常灵敏。例如它能把百万分之一浓度的氢气指示出来；对冷冻机、电冰箱中用的氟利昂，哪怕只有十万分之一的浓度，它就能“闻”出来；对剧毒的一氧化碳，人鼻子闻不出，“电鼻”却很灵敏。
目前，“电鼻”能够“闻”出的气味已有四十多种，包括苯、染料、油漆、氨、树脂、瓦斯和酸等。它可以很负责地担任气体检漏、浓度测定、报警等工作，在石油、化工、矿山、仓库、环境保护及科学研究等部门很有用处。
另外，人们还根据“电鼻”的原理研制出了一种“电子警犬”，它比狗的鼻子还要灵敏一千倍，已开始用于侦缉破案工作。
眼，明察秋毫；耳，能探微音。人的耳朵是灵敏的声音接收器。可是有一种“电耳”要比人耳高明许多倍，它的专业名称叫声纳，是利用超声波在水中进行通信和探测的一种仪器。声纳发射机发出的超声波，碰到水中的物体便被反射回来形成回波，并由接收机接收。根据超声波从发出到返回的时间，声纳便可以发现目标并探测两者之间的距离。
声纳的探测和接收元件，是用一种所谓压电陶瓷制成的。这是一种具有压电特性的陶瓷材料。压电效应是1880年由法国科学家皮埃尔·居里兄弟发现的。他们在研究石英、电石、酒石酸钾钠等晶体的过程中，发现这些晶体在一定温度下受压时会有信号产生；在通电时，又会发生形变。后来，人们便利用这种奇特的压电效应，将机械能转变成电能，或把电能转变成为机械能。如果把电子振荡器产生的几万周的振荡电流加到压电晶体上，使薄片周围的水也随着发生波动，这就是超声波。装有“电耳”的潜水艇就是凭借压电晶体所发出的超声波以及接收的回波，来发现敌舰、水雷、暗礁以及冰山的。
目前，常用的压电陶瓷材料，主要是钛酸钡陶瓷、锆钛酸铅陶瓷及以其为基础的三元素陶瓷等。
功能高分子材料是在某领域具有特殊性能的人工合成材料。一部分功能高分子材料的用途已为人们所熟知，占有稳定的市场，如通用塑料等，而另一些独特的功能材料正在扩大使用范围，留给人们深刻的印象，逐步建立起不容置疑的地位，如集成电路用的感光树脂、电子照相用的光导电性树脂、海水淡化用的离子交换树脂、回收废污水中重金属离子的螯合树脂、人造肾脏渗析的中空纤维等。
下面让我们举例说明这些功能高分子材料的重要性。如加有ASF5掺杂剂的聚乙炔和聚苯硫醚都是能导电的塑料，这些聚合物在结构上和一般塑料没有什么不同，但外表看起来却非常像金属，它们的导电性接近于金属铅，所以又称“塑料金属”，因为它们既能导电，又具有重量轻的特点，因此有广泛的用途。美国新研制出的一种塑料蓄电池，就是采用这种塑料做电池的电极，它的体积小，重量轻，可以提供常规铅蓄电池10倍的电力，并且在长期使用过程中不需要维修，充电次数可达1000次以上。还有一个优点即塑料电池是密封的，不会释放出有害的化学物质和气体污染环境。
选择性吸收高分子功能材料也是功能材料的新秀，它优于碳吸附剂。因为规则的高分子碳化后，具有可控制的选择吸收性，如碳化聚丙烯腈吸附硫醇的能力，比活性碳高10～20倍，用于冷库、空气净化机可以消除臭味；碳化聚乙烯醇具有分子筛的作用，筛目可以控制，能用于分离氧、一氧化碳和氢气等；选择性螯合树脂，能与特定的金属离子形成络合物，可用于工业废水回收有害金属或化工溶液去除金属离子。
生物高分子材料的产量增长很快。例如具有肾脏功能的人工肾脏渗析器由中空纤维或膜组成，年产量达到数百万只；能渗透氧和二氧化碳的人工肺有机硅胶膜，年产量近万只；人造血液（聚乙烯基吡咯烷酮）也有商品供应。
减阻功能高分子材料给许多工业部门带来了福音。例如，在流体中加入某些微量的高分子材料，可使流动阻力大大降低。水中加入25ppm的聚环氧乙烷，就使水管中的阻力下降75％，出水率增加好几倍，可用于灭火水管等方面；在油田开采中加入聚丙烯酰胺和聚丁烯类聚合物，就会使原油易于从岩石缝隙中渗出和在输油管中通过，多出油和减小远程输油中的油量及能量消耗。
保湿功能高分子材料对农业有重要意义，这种用纤维素或淀粉与丙烯酸的接枝共聚物有很强的吸水能力，能吸收自身重量300倍的水分，其中95％可供植物吸收，因此起到了地下小水库的作用。施用保湿剂后，小麦产量可提高15％，大豆产量可提高25％。
有的科学家指出，近年来一场“革命”材料已悄悄地走出实验室而进入了工程界各个领域。这里的“革命”材料实际上是指高分子材料，不久之后，它就会成为无所不在的万能材料了。
半导体材料
提起半导体，就使人们想到那小巧玲珑的晶体管收音机，人们习惯地称它为半导体。其实这仅仅是半导体应用中一个很小的方面，如今，它已渗透到人类生产、科研和生活的各个角落。从小小电子表到大型电子计算机；从家庭电视到自动化仪器；从电子秤到数控机床……形形色色的现代化电子设备都离不开半导体材料。
半导体材料实际上是指锗、硅、砷化镓一类材料。因为它们的导电性介于金属和非金属之间，所以称为半导体。由于半导体的微观结构是按一定规则排列的晶体结构，因此半导体管也叫晶体管。
锗是一种浅灰色金属，质地坚硬，自然界蕴藏量很少，地壳中的含量只占有万分之七，被称为稀散金属。硅和锗不同，到处都有它的踪迹，在地壳中，除了氧以外它是含量最多的。例如砂子中就含有二氧化硅。由于硅的半导体特性必须在很高的纯度下才能显示出来，同时提纯技术又很复杂，因此，一直到20世纪50年代硅单晶材料才问世，硅的应用到20世纪70年代得到发展。而现在，它已遍及各个技术领域，显得再平常不过了。
半导体材料的导电性能，在不同的温度、光照、杂质等条件下会灵敏地发生变化。正因为半导体这一非凡的“本领”，才使得它能够在技术上大显神通。例如，利用半导体对温度十分敏感的特性，制成自动化装置中常用的热敏电阻，可以测出万分之一度的温度变化。
半导体中微量的杂质，就可以使它的导电性能发生显著变化，就这一点点杂质，又使半导体大有用场。例如在一块纯硅中掺入百万分之一的杂质元素，会使它的电阻降低100万倍。
我们知道，半导体器件与电子管或其他电子器件比较，它的优点是体积小、重量轻、安全可靠、寿命长、省电、效率高、成本低。晶体管的平均寿命比电子管长100～1000倍，可靠性高100倍，可称“半永久性器件”。晶体管最显著的特点是体积小。因为电子器件的体积越大，遭受损坏和出现故障的机会也越多；另一方面，元件和器件的高频性能，与它们的尺寸密切相关。电子器件的体积越小，高频率工作特性也就越好，而现代无线电、电子技术多在短波、超短波、微波等高频和超高频范围内工作，这也就是晶体管和集成电路得到迅速发展的原因所在。集成电路使电子设备向微小型发展产生了一次飞跃。实践表明：集成电路的可靠性要比分立元件电路高100倍左右，大规模集成电路又比一般集成电路高出100倍以上。
什么是集成电路呢？它主要是由许多集成块组成的，集成块是在平面晶体管技术的基础上，把晶体管、电阻及电容等都做在一小块半导体材料上，组成不能拆换的整体，代替传统的分散元件。集成块的功能和原电路的晶体管、电阻和电容的功能是相同的。
目前，制造集成电路的硅单晶材料的纯度已经很高，它为超大规模集成电路的发展提供了有利条件。在一块几毫米见方的小硅片上，制作几十万个晶体管等元件，就可以构成超大规模的集成电路。这是一件多么奇妙的事情！
现在电子技术发展的两大主流是集成电路技术和电子计算机。超大规模集成电路的应用，大大加快了电子计算机的发展速度。
新的工业革命，使我们进入了信息时代。其主要特征是用电子计算机，把信息、电子计算机的智能与机器系统紧密结合起来，来代替人的体力劳动和一大部分脑力劳动。其实，智能机器人的内部结构正是集半导体材料和功能材料之大成，其“大脑”是电子计算机，“眼睛”是电子摄象机，“耳”
和“嘴”是电子拾音和放音系统，“鼻子”是嗅敏仪，四肢的指（趾）端是能够产生调制的红外光感觉（触觉）传感器。也就是说智能机器人具有和人主要器官对应的模拟器官，因而能够像人一样，感觉外界信息并加工处理这些信息，最后作出行动反应。
电子计算机和智能机器人不但可以模拟人的感觉和思维，把人们从大量、繁重、简单的劳动中解放出来，大大提高生产和工作效率，而且还可以逾越人体机能的限制，在存贮、计算、逻辑判断、程序控制和自动化等方面，完成人难以承担的繁重工作，为我们提供崭新的生产手段和管理方法。
