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1.3发展趋势与展望介绍生物医用金属材料在纳米技术、表面改性技术、生物活性涂层等方面的研究进展，以及未来生物医用金属材料在个性化医疗、可降解植入物等领域的应用前景
1.2生物医用高分子材料
5.
2.1简介生物医用高分子材料具有良好的生物相容性、降解功能及加工功能，广泛应用于药物载体、组织工程、生物医用纺织品等领域本节介绍生物医用高分子材料的分类、功能及应用
6.
2.2常用生物医用高分子材料分析聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）、聚己内酰胺（PCL）等常用生物医用高分子材料的功能、降解机制及在医学领域的应用
7.
2.3发展趋势与展望探讨生物医用高分子材料在生物活性分子修饰、纳米复合材料、智能高分子材料等方面的研究动态，以及这些新型材料在组织工程、药物递送系统等领域的应用前景
8.3生物医用无机非金属材料
9.
3.1简介生物医用无机非金属材料具有生物活性、生物相容性及一定的机械功能，广泛应用于生物硬组织修复、生物传感器等领域本节介绍生物医用无机非金属材料的分类、特点及应用
5.
3.2常用生物医用无机非金属材料介绍羟基磷灰石、生物活性玻璃、硅酸盐陶瓷等常用生物医用无机非金属材料的功能、制备方法及在医学领域的应用
6.
3.3发展趋势与展望分析生物医用无机非金属材料在纳米材料、复合材料、生物活性涂层等方面的研究进展，以及这些新型材料在骨组织工程、生物传感器等领域的应用潜力本章从生物医用金属材料、生物医用高分子材料和生物医用无机非金属材料三个方面，详细介绍了各类生物医用材料的功能、应用及发展趋势为生物医用材料的研究与开发提供了一定的理论指导和实践参考第6章新能源材料
7.1太阳能电池材料
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1.1概述太阳能电池材料作为新能源领域的重要组成部分，其研究与发展对于推动能源结构转型具有重要意义本章主要介绍各类太阳能电池材料的最新研究进展及其应用前景
1.
1.2硅基太阳能电池材料硅基太阳能电池是目前商业化应用最广泛的一种太阳能电池，主要包括单晶硅、多晶硅和薄膜硅太阳能电池本节将重点讨论硅基太阳能电池材料的制备方法、功能优化及成本降低策略
1.
1.3钙钛矿太阳能电池材料钙钛矿材料具有高吸收系数、低生产成本和可溶液加工等优点，已成为太阳能电池领域的研究热点本节将介绍钙钛矿材料的合成方法、结构调控及稳定性提升技术
1.
1.4新型太阳能电池材料除硅基和钙钛矿太阳能电池外，新型太阳能电池材料如有机太阳能电池、量子点太阳能电池等也取得了显著进展本节将概述这些新型太阳能电池材料的研究动态和应用前景
6.2储能材料
7.
2.1概述储能材料在新能源领域的应用广泛，如电动汽车、可再生能源发电等领域本节主要介绍储能材料的研究现状和发展趋势
8.
2.2锂离子电池材料锂离子电池是目前应用最广泛的储能设备之一本节将重点讨论正极材料、负极材料、电解质及隔膜等锂离子电池关键材料的研究进展
9.
2.3钠离子电池材料钠离子电池作为锂离子电池的替代技术，具有原料丰富、成本较低等优势本节将介绍钠离子电池正负极材料、电解质及添加剂等方面的研究动态
6.
2.4铅酸电池及新型储能电池材料铅酸电池作为一种成熟的技术，仍具有一定的市场应用同时新型储能电池如锌空气电池、镁离子电池等材料的研究也取得了一定成果本节将简要介绍这些电池材料的研究进展
6.3燃料电池材料
6.
3.1概述燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换技术，对于缓解能源危机和减少环境污染具有重要意义本节主要介绍燃料电池材料的研究与发展
6.
3.2质子交换膜燃料电池材料质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有高能量密度、快速启动和低排放等优点本节将讨论PEMFC关键材料如质子交换膜、催化剂和气体扩散层的研究进展
6.
3.3碱性燃料电池材料碱性燃料电池（AFC）在高温、高湿度条件下具有较好的功能本节将介绍AFC的电解质、催化剂和隔膜等材料的研究动态
6.
3.4直接醇类燃料电池材料直接醇类燃料电池（DAFC）以其燃料来源广泛、能量密度高等优点受到了广泛关注本节将概述DAFC关键材料如醇类燃料、催化剂和电解质的研究现状与发展趋势第7章环境保护材料
7.1污水处理材料引言污水处理材料在环境保护领域具有重要作用，可以有效去除水中的污染物，保障水资源的安全本节主要介绍几类具有发展前景的污水处理材料
7.
1.2吸附材料吸附材料是污水处理中应用最广泛的一类材料，主要包括活性炭、离子交换树脂、生物吸附剂等它们具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能有效地去除水中的有机物、重金属离子等污染物
7.
1.3膜材料膜材料具有选择性分离的特点，广泛应用于污水处理领域主要包括反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等这些膜材料在去除水中污染物的同时还能保留水中的有益成分
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1.4光催化材料光催化材料利用光能将污染物降解为无害物质，具有无污染、低能耗的优点常见光催化材料有二氧化钛、碳纳米管等通过负载、掺杂等手段，可进一步提高光催化材料的活性
7.2空气净化材料
7.
2.1引言空气净化材料在改善室内空气质量、减少大气污染物排放等方面具有重要意义本节主要介绍几类具有发展潜力的空气净化材料
7.
2.2吸附净化材料吸附净化材料主要通过物理吸附去除空气中的污染物,如活性炭、分子筛等这些材料具有较大的比表面积和吸附容量，能有效去除甲醛、VOCs等有害气体
7.
2.3光催化净化材料光催化净化材料利用光能将空气中的污染物降解，如二氧化钛、氧化锌等通过优化材料结构、提高光催化活性，可实现对空气中有害物质的深度净化
7.
2.4纳米净化材料纳米净化材料具有高比表面积、优异的力学功能和独特的物理化学性质，在空气净化领域具有广泛应用前景如纳米氧化铝、纳米二氧化硅等
7.3固体废弃物处理材料
7.
3.1引言固体废弃物处理材料在资源化利用、减少环境污染等方面具有重要意义本节主要介绍几类具有发展前景的固体废弃物处理材料
7.
3.2垃圾焚烧飞灰处理材料垃圾焚烧飞灰处理材料主要包括重金属稳定剂、熔融剂等这些材料可降低飞灰中重金属的浸出毒性，实现飞灰的无害化处理
7.
3.3废旧塑料处理材料废旧塑料处理材料主要包括生物降解塑料、化学回收催化剂等这些材料可实现对废旧塑料的资源化利用，减少环境污染
7.
3.4电子废弃物处理材料电子废弃物处理材料主要包括金属提取剂、无害化处理剂等这些材料可高效提取电子废弃物中的有价金属，降低环境污染风险
7.
3.5废旧电池处理材料废旧电池处理材料主要包括回收利用剂、稳定剂等这些材料可实现废旧电池中有价金属的回收，降低对环境的危害（本章完）第8章智能材料
8.1形状记忆材料
8.
1.1概述形状记忆材料是一类具有在外界刺激下能恢复原始形状的功能材料其独特的性质使其在航空航天、生物医疗、建筑等领域具有重要应用价值
8.
1.2材料类型本节主要介绍以下几种形状记忆材料形状记忆合金、形状记忆聚合物、形状记忆陶瓷及其复合材料
8.
1.3发展趋势与展望材料科学和加工技术的进步，形状记忆材料的研究和应用将更加广泛未来发展方向包括提高材料功能、降低成本、实现多功能化及智能化
8.2智能凝胶材料
8.
2.1概述智能凝胶材料是一类具有响应外部刺激（如温度、pH值、光、电等）并发生体积相变的高分子材料其在药物控释、生物传感器、人造肌肉等领域具有广泛的应用前景
8.
2.2材料类型本节主要介绍以下几种智能凝胶材料温度敏感型、pH敏感型、光敏感型和电敏感型凝胶
8.
2.3发展趋势与展望智能凝胶材料的研究将朝着高功能、生物相容性、环境友好型方向发展通过跨学科合作，实现对凝胶材料的多功能集成和智能化控制，将进一步拓展其应用领域
8.3智能传感器材料
8.
3.1概述智能传感器材料是一类具有感知、处理和响应外界刺激功能的材料其在环境监测、生物检测、智能制造等领域具有重要应用
8.
3.2材料类型本节主要介绍以下几种智能传感器材料金属氧化物、导电聚合物、纳米材料及其复合材料
8.
3.3发展趋势与展望物联网、大数据等技术的发展，智能传感器材料的研究将更加注重灵敏度高、选择性好、功耗低、小型化等方面的功能提升新型智能传感器材料的研究和开发将为新型传感器件的制备和应用提供新的可能第9章高功能结构材料
9.1轻质高强材料
9.
1.1轻金属及其合金轻金属及其合金因具有低密度、高比强度、良好的成形性和耐腐蚀性等特点,成为轻质高强材料的研究重点本节将介绍铝、镁、钛等轻金属及其合金在成分设计、加工工艺和功能优化方面的研究进展
9.
1.2金属基复合材料金属基复合材料具有轻质、高强、良好的导热性和导电性等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域本节将探讨金属基复合材料的设计原理、制备工艺以及功能提升方法
9.
2.3高功能陶瓷高功能陶瓷具有高比强度、高硬度、耐磨损、耐高温等特点，适用于极端环境下的结构材料本节将讨论氧化铝、碳化硅、氮化硅等高功能陶瓷的制备方法、力学功能及结构优化
9.2耐高温耐腐蚀材料
9.
2.1耐高温材料耐高温材料在高温环境下具有良好的力学功能和化学稳定性，是航空航天、能源等领域的关键材料本节将介绍银基高温合金、钻基高温合金以及难熔金属等耐高温材料的研究动态
9.
2.2耐腐蚀材料耐腐蚀材料在化工、海洋工程等领域具有广泛的应用本节主要阐述不锈钢、耐腐蚀合金、钛合金等耐腐蚀材料的成分设计、制备工艺及功能评估
9.
2.3耐高温耐腐蚀涂层耐高温耐腐蚀涂层可以有效保护基体材料，提高其在极端环境下的使用寿命本节将探讨热障涂层、抗腐蚀涂层等耐高温耐腐蚀涂层的制备技术、结构设计及应用领域
9.3高功能复合材料
9.
3.1碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料具有高强度、低密度、良好的抗疲劳功能等特点，是航空航天、汽车制造等领域的重要材料本节将分析碳纤维的制备、复合材料的成型工艺以及界面功能优化
9.
3.2硅酸盐纤维增强复合材料硅酸盐纤维增强复合材料具有优异的耐高温、耐腐蚀功能，适用于高温环境下的结构材料本节将介绍硅酸盐纤维的制备方法、复合材料的功能及结构设计
9.
3.3生物基复合材料生物基复合材料来源于可再生资源，具有良好的生物降解性、环境友好性等特点本节将讨论生物基复合材料的原料选择、制备工艺、力学功能及生物相容性研究
9.
3.4智能复合材料智能复合材料具有自感知、自适应、自修复等功能，为结构健康监测、损伤自修复等领域提供新型材料本节将阐述智能复合材料的传感原理、制备方法及在工程领域的应用前景第10章新兴材料技术的展望与挑战
10.1新兴材料技术的前景分析
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1.1市场需求与政策支持我国经济持续发展和科技进步，新兴材料技术在新能源、高端装备制造、环保、生物医疗等领域的应用越来越广泛未来，新兴材料技术将面临巨大的市场需求，同时国家在政策层面也将给予大力支持,推动新兴材料技术的研发与应用
10.
1.2技术创新与产业发展新兴材料技术正朝着高功能、低成本、环境友好型方向发展在技术创新的驱动下，新兴材料产业将不断壮大,形成一批具有国际竞争力的企业和产业集群,为我国经济发展注入新动力
10.
1.3跨学科交叉融合新兴材料技术的发展将依赖于材料科学与信息技术、生物技术、能源技术等多学科的交叉融合这种跨学科的合作将促进新兴材料技术的突破和创新，为解决一系列全球性问题提供有力支持
10.2新兴材料技术的挑战与对策
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2.1技术挑战
（1）材料功能提升如何在高功能、低成本、环境友好等方面实现材料功能的突破是新兴材料技术面临的一大挑战
（2）材料结构设计与调控针对不同应用场景，如何设计具有特定功能的材料结构，实现材料功能的优化与调控，是新兴材料技术的关键问题
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2.2产业挑战
（1）产业链配套新兴材料技术的发展需要完善的产业链支持，如何构建上下游产业链，实现产业协同发展，是产业面临的挑战
（2）产业化与市场化如何将实验室成果转化为实际生产力，实现新兴材料技术的产业化与市场化，是产业发展的关键
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2.3对策
（1）加大研发投入和企业应加大新兴材料技术研发的投入，推动技术创新
（2）强化人才培养加强材料科学与工程领域的专业人才培养，提高人才素质
（3）促进产学研合作推动企业、高校和研究机构之间的合作，实现资源共享、优势互补
10.3新兴材料技术的实践指导与应用案例
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3.1实践指导
（1）面向应用需求，开展材料研发针对特定应用场景，开发具有相应功能的新材料
（2）注重过程控制，提高材料质量在材料制备过程中，严格控制工艺参数，保证材料质量
（3）推广应用，促进产业发展通过政策引导、资金支持等手段，推动新兴材料技术在产业领域的应用
10.
3.2应用案例
（1）石墨烯材料在新能源领域的应用石墨烯具有优异的导电性和高强度,可用于制备高功能锂电池、超级电容器等
（2）纳米材料在生物医疗领域的应用纳米材料具有独特的生物相容性和生物可降解性，可用于药物载体、生物成像等
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3.218第1章新兴材料技术概述
1.1新兴材料的概念与分类新兴材料，顾名思义，是指近年来发展迅速、具有广泛应用前景的新型材料与传统材料相比，新兴材料在功能、结构、制备工艺等方面具有显著优势，成为推动科技进步和产业升级的关键因素新兴材料可分为以下几类1纳米材料具有至少一维尺寸在纳米级别的材料，具有独特的物理、化学和生物学功能
（2）复合材料由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法组合而成，具有优异的综合功能
（3）生物材料用于生物医学领域的材料，包括生物兼容性材料、生物降解材料和生物活性材料等
（4）能源材料用于新能源领域的材料，如太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等
（5）智能材料具有感知、响应和自适应功能，可在外界刺激下改变其功能的材料
1.2新兴材料技术发展历程与现状新兴材料技术的发展可追溯到20世纪中叶科学技术的进步，新兴材料技术得到了迅速发展，主要体现在以下几个方面
（1）研究方法不断创新如纳米技术、生物技术、信息技术等，为新兴材料的研究提供了有力支持
（2）材料种类日益丰富研究者们通过调整材料的组成、结构、形态等，开发出具有不同功能的新兴材料
（3）应用领域不断拓展新兴材料技术在能源、环保、生物医学、电子信息等领域展现出广泛的应用前景目前新兴材料技术已成为全球科技竞争的焦点，各国纷纷加大研发投入，争取在新兴材料领域取得突破
1.3新兴材料技术的应用领域新兴材料技术已广泛应用于以下领域
（1）能源领域如太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等，为新能源的开发和利用提供了关键材料
（2）环保领域新兴材料技术在水处理、气体净化、固废处理等方面发挥着重要作用
（3）生物医学领域生物材料在组织工程、药物载体、生物检测等方面具有广泛应用
（4）电子信息领域纳米材料、智能材料等在传感器、存储器、显示技术等方面展现出巨大潜力5航空航天领域新兴材料技术在轻质高强结构材料、热防护材料等方面具有重要意义6先进制造领域新型纳米材料、复合材料等在增材制造、精密加工等方面具有广泛应用7其他领域如建筑、交通、安全等，新兴材料技术也在不断拓展其应用范围第2章新兴材料技术发展趋势
2.1新兴材料技术创新趋势在当今科技飞速发展的背景下，新兴材料技术不断创新，其趋势主要表现在以下几个方面1功能集成化新兴材料技术正朝着功能集成化方向发展，旨在实现多种功能的融合，提高材料功能及效率2结构轻量化在满足使用功能的前提下，新兴材料技术注重结构轻量化，以降低能耗、提高运输效率3绿色环保新兴材料技术创新注重可持续发展，研发具有环保功能的材料，降低对自然环境的负面影响4智能化新兴材料技术正与信息技术、生物技术等跨界融合，发展具有自感知、自适应、自修复等智能特性的材料5高功能化不断突破现有材料功能极限，发展具有更高强度、硬度、耐热性等功能的新兴材料
2.2新兴材料产业发展趋势新兴材料产业的发展趋势主要体现在以下几个方面1产业链整合:新兴材料产业正从单一的生产制造向产业链上下游延伸,实现产业链的整合与优化2产业集聚新兴材料产业呈现集聚发展态势，以产业园区、高新技术产业区等形式，形成产业协同发展的格局3国际化合作新兴材料产业国际间合作日益紧密，通过技术引进、人才交流等方式，推动产业技术创新
（4）创新驱动新兴材料产业逐步实现由要素驱动向创新驱动转变，加大研发投入，提升产业核心竞争力
2.3新兴材料政策与市场环境分析新兴材料技术的发展受到政策与市场环境的双重影响，具体表现在以下几个方面
（1）政策支持我国高度重视新兴材料技术的发展，出台了一系列政策措施，如科技创新、税收优惠、产业扶持等，为新兴材料技术发展提供良好的政策环境
（2）市场需求我国经济持续发展，新兴产业对高功能、环保型材料的需求不断增长，为新兴材料技术发展提供了广阔的市场空间
（3）竞争态势新兴材料技术市场竞争日益激烈，企业需不断提升自身技术创新能力，以适应市场需求变化
（4）环保法规环保法规的日益严格，新兴材料技术发展需遵循绿色、可持续的原则，以满足环保要求（本章完）第3章先进陶瓷材料
3.1氧化物陶瓷
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1.1氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷具有较高的熔点、优异的机械功能和良好的化学稳定性，广泛应用于电子、化工、航空航天等领域本节主要介绍氧化铝陶瓷的制备方法、功能特点及应用领域
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2.2氧化错陶瓷氧化错陶瓷具有优良的耐磨性、抗热震性和生物相容性，广泛应用于工业、医疗和航空航天等领域本节将讨论氧化错陶瓷的制备工艺、功能及其在相关领域的应用
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3.3氧化硅陶瓷氧化硅陶瓷具有低热膨胀系数、高热导率和良好的电绝缘功能，广泛应用于高温结构、光学通信和电子封装等领域本节重点介绍氧化硅陶瓷的制备技术、功能及其在关键领域的应用
3.2非氧化物陶瓷
3.
2.1碳化物陶瓷碳化物陶瓷具有高硬度、高熔点和良好的耐磨性，广泛应用于耐磨、耐腐蚀和高温结构材料本节将介绍碳化物陶瓷的制备方法、功能特点及其在工业领域的应用
3.
2.2氮化物陶瓷氮化物陶瓷具有高热导率、低热膨胀系数和良好的抗热震性，适用于高温、高压等极端环境本节主要讨论氮化物陶瓷的制备工艺、功能及其在航空航天、汽车等领域的应用硼化物陶瓷具有高熔点、高硬度和良好的耐磨损功能，广泛应用于耐磨、耐高温和防弹等领域本节将阐述硼化物陶瓷的制备技术、功能及其在国防、航空航天等领域的应用
3.3复合陶瓷材料
3.
3.1陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料具有高强度、高模量、低密度和良好的耐磨性，适用于航空航天、汽车等领域本节将介绍陶瓷基复合材料的制备方法、功能特点及其在相关领域的应用
3.
3.2陶瓷涂层材料陶瓷涂层具有高硬度、高耐磨性和良好的抗腐蚀功能,广泛应用于工业防护、热障涂层等领域本节将讨论陶瓷涂层的制备技术、功能及其在工业领域的应用O
3.
3.3陶瓷纤维增强复合材料陶瓷纤维增强复合材料具有轻质、高强和高耐热功能，适用于航空航天、防弹等领域本节将分析陶瓷纤维增强复合材料的制备工艺、功能及其在关键领域的应用
4.章纳米材料
4.1纳米材料的制备方法纳米材料因其独特的尺寸效应、量子效应和表面效应，展现出优异的功能为了实现纳米材料的广泛应用，研究其制备方法具有重要意义本节主要介绍几种常见的纳米材料制备方法
4.
1.1物理制备方法物理制备方法主要包括机械球磨法、物理气相沉积法等
（1）机械球磨法通过高能球磨使原料粉末在磨球与磨球、磨球与罐壁之间的碰撞、剪切等作用下，达到纳米级别
（2）物理气相沉积法利用蒸发、溅射等方式，在真空或低气压条件下，将固体材料蒸发或溅射到基底上，形成纳米薄膜
4.
1.2化学制备方法化学制备方法主要包括化学气相沉积法、溶液化学法等
（1）化学气相沉积法通过化学反应在基底表面形成纳米材料，如碳纳米管、纳米线等
（2）溶液化学法利用化学反应在溶液中纳米颗粒，如金属纳米颗粒、氧化物纳米颗粒等生物制备方法生物制备方法主要利用生物模板或生物分子，如病毒、蛋白质等，引导纳米材料的生长和组装
4.2纳米材料的功能与应用纳米材料具有独特的功能，为各个领域的发展提供了新的可能性
4.
2.1功能
（1）力学功能纳米材料具有高强度、高硬度等优异的力学功能
（2）热功能纳米材料具有高热导率、低热膨胀系数等特性
（3）电功能纳米材料具有高电导率、高介电常数等功能
（4）磁功能纳米材料具有高磁导率、高矫顽力等磁功能
4.
2.2应用
（1）纳米电子器件纳米材料在电子器件领域具有广泛的应用前景，如纳米晶体管、纳米传感器等
（2）纳米能源纳米材料在能源领域具有重要作用，如锂离子电池、太阳能电池等
（3）纳米医药纳米材料在生物医学领域具有显著的应用价值，如药物载体、生物成像等
（4）纳米催化纳米材料在催化领域具有高效、绿色的特点，可应用于环保、化工等领域
4.3纳米复合材料纳米复合材料是将纳米材料与其他材料进行复合，形成具有优异功能的新型材料
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3.1类型
（1）纳米颗粒增强复合材料通过在基体材料中添加纳米颗粒，提高复合材料的力学、热学等功能
（2）纳米纤维增强复合材料利用纳米纤维的优异力学功能，制备高功能的复合材料
（3）纳米层状复合材料通过层状结构设计，制备具有特定功能的纳米复合材料
4.
3.2应用纳米复合材料在航空航天、汽车制造、生物医学等领域具有广泛的应用前景
（1）航空航天纳米复合材料可应用于飞机结构件、卫星部件等，提高其功能和寿命
（2）汽车制造纳米复合材料可应用于汽车零部件，降低成本、提高燃油效率
（3）生物医学纳米复合材料在生物医学领域具有重要作用，如人工骨骼、组织工程等第5章生物医用材料
5.1生物医用金属材料
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1.1简介生物医用金属材料因其优异的生物相容性、机械功能及耐腐蚀性而在医学领域得到广泛应用本章首先介绍生物医用金属材料的分类、特点及在医学领域的应用
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1.2常用生物医用金属材料本节详细讨论钛及其合金、钻铭合金、不锈钢等常用生物医用金属材料的功。
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