材料概论材料与材料科学课件.ppt
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1、材料概论材料概论无机化学无机化学物理化学物理化学材料工学材料工学现代测试方法现代测试方法认识实习认识实习毕业实习毕业实习毕业论文毕业论文进一步深造进一步深造分析化学分析化学有机化学有机化学材料科学基础材料科学基础普通物理普通物理 周达飞周达飞材料概论材料概论 北京:化学工业出版社,北京:化学工业出版社,20012001 施惠生施惠生 主编主编 材料概论材料概论 上海:同济大学出版社,上海:同济大学出版社,20022002 顾家琳顾家琳 主编主编 材料科学与工程概论材料科学与工程概论 北京:清华大学出版社,北京:清华大学出版社,20052005 李俊寿李俊寿 主编主编 新材料概论新材料概论 北京
2、:国防工业出版社,北京:国防工业出版社,20042004一一. . 材料与材料科学材料与材料科学二二. . 材料的组织、结构与性能材料的组织、结构与性能三三. . 材料的制备方法材料的制备方法四四. .材料成型材料成型五五.10.10种产品的生产过程概述种产品的生产过程概述六六. .材料应用材料应用七七. .材料与环境材料与环境八八. .比较与选择比较与选择与工程的发展趋势与工程的发展趋势材料是人类材料是人类赖以生存和发展赖以生存和发展的重要物质基础;的重要物质基础; 人类的文明史以使用的主要材料来划分人类的文明史以使用的主要材料来划分为为四个四个时代时代。石器时代石器时代 陶器陶器 青铜器青
3、铜器 铁器铁器250250万年前万年前 1 1万年前万年前 公元前公元前50005000年年 公元前公元前12001200年年磨制石器磨制石器 70007000年前年前陶器陶器公元前公元前50005000年年 公元前公元前12001200年年人类的文明史就是人类的文明史就是材料材料的发展史的发展史是人类学习利用材料、制造是人类学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。材料、创新材料的历史。材料发展近代史材料发展近代史n以以17121712年蒸汽机发明为起点,近年蒸汽机发明为起点,近300300年来,人类经年来,人类经历了历了4 4次次技术革命。技术革命。n蒸汽机蒸汽机 电电 原子能原子能 计算机
4、、生物、计算机、生物、n 空间技术空间技术n1818世纪末世纪末 1919世纪末世纪末 2020世纪中期世纪中期 2020世纪世纪7070年代年代纺织纺织冶金冶金机械机械造船造船电子电子石油石油化工化工电气电气合成材料合成材料半导体材料半导体材料新型无机材料新型无机材料高分子材料高分子材料新型金属材料新型金属材料复合材料复合材料材料是人类材料是人类生存生存、社会、社会发展发展、科技、科技进步进步的的物质物质基础、基础、现代科技发展的现代科技发展的先导先导我国是我国是材料大国材料大国,但不是,但不是材料强国材料强国2005年,年,115小时飞行小时飞行n材料是当代文明的三大支柱之一材料是当代文明
5、的三大支柱之一l材料、能源、信息材料、能源、信息是当代社会文明和国民经是当代社会文明和国民经济的三大支柱,是人类社会进步和科学技术发展济的三大支柱,是人类社会进步和科学技术发展的物质基础和技术先导。的物质基础和技术先导。n材料是全球新技术革命的四大标志之一材料是全球新技术革命的四大标志之一 新材料技术、新能源技术、信息技术、生物技术。新材料技术、新能源技术、信息技术、生物技术。n新型材料的研究、开发与应用反映一个国家的科学新型材料的研究、开发与应用反映一个国家的科学技术与工业水平,关系到国家的综合国力与安全。技术与工业水平,关系到国家的综合国力与安全。现代科学技术的基础:现代科学技术的基础:以
6、以半导体材料半导体材料为核心的计算机制造技术;为核心的计算机制造技术;以以光导光导纤维为纤维为基础基础的光纤通讯技术;的光纤通讯技术;以以超导超导材料为材料为基础基础的磁悬浮技术;的磁悬浮技术;以以耐热轻质耐热轻质材料为材料为结构材料结构材料的航空航天技术等。的航空航天技术等。纳米材料科学与技术纳米材料科学与技术是是2020世纪世纪8080年代发展起来的年代发展起来的新兴学科,成为新兴学科,成为2121世纪新技术的世纪新技术的主导中心主导中心。钛结构自行车钛结构自行车:“自行车发烧友” 选择钛合金制自行车。钛合金的应用场合很特殊。通常用于需要抗腐蚀,耐疲劳,高弹性的场合 19 NoImage2
7、0 NoImage一种汽车用钢,比原先的轻一种汽车用钢,比原先的轻24%24%,强度高,强度高34%34%,称为,称为。磁悬浮列车磁悬浮列车速度:速度:500km/h核磁共振仪核磁共振仪南京北京只需南京北京只需4个小时个小时n材料是由一种化学物质为主要成分,并添加一定的助剂作为次要材料是由一种化学物质为主要成分,并添加一定的助剂作为次要成分所成分所组成组成的;的;-一定的组成和配比一定的组成和配比n可以在一定的温度和一定压力下使之熔融,并在模具中塑制成一可以在一定的温度和一定压力下使之熔融,并在模具中塑制成一定形状;定形状;-成型加工性成型加工性n冷却后在室温下能保持既定形状,并可在一定条件下
8、使用的物品;冷却后在室温下能保持既定形状,并可在一定条件下使用的物品;-形状保持性形状保持性n其生产过程必须实现最高的生产率、最低的原料成本和能耗;其生产过程必须实现最高的生产率、最低的原料成本和能耗;-经济性经济性n最少地产生废物和环境污染物,并且其废弃物可以回收再利用。最少地产生废物和环境污染物,并且其废弃物可以回收再利用。-回收和再生性回收和再生性材料的定义材料的定义注意注意:n材料是物质,但不是所有物质都可以称为材材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。料。n大多数的物质需通过一定的工艺过程才能转大多数的物质需通过一定的工艺过程才能转化为材料化为材料. .n材料可由一种物质或若干种物
9、质构成材料可由一种物质或若干种物质构成. .n同一种物质同一种物质, ,由于制备或加工方法不同由于制备或加工方法不同, ,可成可成为用途不同为用途不同不同类型的材料不同类型的材料. .激光材料激光材料宝石宝石基板材料基板材料高温炉管高温炉管切削工具切削工具催化剂催化剂Al2O3按按化学组成化学组成分类分类按材料的按材料的应用应用分类分类按材料的按材料的使用性能使用性能分类分类按材料按材料结晶状态结晶状态分类分类二二. .材料的分类材料的分类 无机非金属材料无机非金属材料 ROX、RNX、碳化物、碳化物 、硼化物及硅酸盐、铝酸盐等 水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料金属材料金属
10、材料 金属元素金属元素 黑色、有色黑色、有色 、特种金属材料、特种金属材料有机有机高分子材料高分子材料 H、 C、 O、 N 塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂复合材料复合材料 两种或两种以上材料组成两种或两种以上材料组成 金属基、陶瓷基、树脂基金属基、陶瓷基、树脂基 1 1、按化学组成分类、按化学组成分类金属陶瓷金属陶瓷金属金属金属高分子金属高分子无机非金属无机非金属高分子高分子陶瓷高分子陶瓷高分子 用碳纤维增强环氧树脂制得的高尔夫球杆强用碳纤维增强环氧树脂制得的高尔夫球杆强度高、重量轻、刚性好。度高、重量轻、刚性好。复合材料2 2、按材料的应用领域分类、按材料的应
11、用领域分类建筑材料建筑材料包装材料包装材料农用材料农用材料磁性材料磁性材料 能源材料能源材料电子材料电子材料生物材料生物材料航空航天航空航天材料材料材料材料航空、航天材料航空、航天材料能源材料能源材料生物材料生物材料电子材料电子材料3、按材料的、按材料的使用性能使用性能分类分类 结构材料:力学性能(弹性、塑性、硬度、抗拉等)结构材料:力学性能(弹性、塑性、硬度、抗拉等) 功能材料:除力学性能以外的其它性能功能材料:除力学性能以外的其它性能 (光、声、电、磁、超导等功能材料)(光、声、电、磁、超导等功能材料)结构材料结构材料光学镜片光学镜片磁性材料磁性材料光学聚合物材料光学聚合物材料铁磁芯铁磁芯
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