材料科學(xué)基礎(chǔ)1

1、一、什么是材料一、什么是材料? 材料材料是具有一定性能，可以用來(lái)制作器件、構(gòu)件、工是具有一定性能，可以用來(lái)制作器件、構(gòu)件、工具、裝置等物品的物質(zhì)。材料存在于我們的周圍，與我們具、裝置等物品的物質(zhì)。材料存在于我們的周圍，與我們的生活息息相關(guān)。的生活息息相關(guān)。 材料是人類文明、社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料是人類文明、社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志之一（材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志之一（新材新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)）。）。材料的重要性材料的重要性？ 1.1 材料科學(xué)概論材料科學(xué)概論二、材料與人類文明二、材料

2、與人類文明青青 銅銅 器器 時(shí)時(shí) 代代鐵鐵 器器 時(shí)時(shí) 代代三、什么是材料科學(xué)？三、什么是材料科學(xué)？材料科學(xué)材料科學(xué)主要是指從事對(duì)材料本質(zhì)規(guī)律的主要是指從事對(duì)材料本質(zhì)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)、分析、分析、認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)及控制認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)及控制等方面研究的一門科學(xué)。其目的在于揭示等方面研究的一門科學(xué)。其目的在于揭示材料的行為，給予材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等的統(tǒng)一描繪或建立模型，材料的行為，給予材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等的統(tǒng)一描繪或建立模型，以及解釋結(jié)構(gòu)與性能之間的基本關(guān)系。以及解釋結(jié)構(gòu)與性能之間的基本關(guān)系。 材料科學(xué)的提出材料科學(xué)的提出: 美國(guó)認(rèn)為在發(fā)射人造衛(wèi)星的先進(jìn)材料的研究方面落后于蘇聯(lián)，于美國(guó)認(rèn)為在發(fā)射人造衛(wèi)星的先進(jìn)材料的研

3、究方面落后于蘇聯(lián)，于58年年3月月18日總統(tǒng)通過(guò)科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)發(fā)布日總統(tǒng)通過(guò)科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)發(fā)布“全國(guó)材料規(guī)劃全國(guó)材料規(guī)劃”，決定，決定12所所大學(xué)成立材料研究實(shí)驗(yàn)室，從此出現(xiàn)了大學(xué)成立材料研究實(shí)驗(yàn)室，從此出現(xiàn)了“材料科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程”學(xué)科的提法。學(xué)科的提法?；A(chǔ)學(xué)科與材料科學(xué)的關(guān)系基礎(chǔ)學(xué)科與材料科學(xué)的關(guān)系 量子力學(xué)、固體物理、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)量子力學(xué)、固體物理、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展為材料科學(xué)奠定了重要基礎(chǔ)。學(xué)科的發(fā)展為材料科學(xué)奠定了重要基礎(chǔ)。 現(xiàn)代分析技術(shù)和設(shè)備的更新，加深了對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性現(xiàn)代分析技術(shù)和設(shè)備的更新，加深了對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物理

4、化學(xué)性質(zhì)的理解。質(zhì)的理解。 冶金學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、高分子科學(xué)等自身的發(fā)展也使對(duì)材冶金學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、高分子科學(xué)等自身的發(fā)展也使對(duì)材料的本質(zhì)認(rèn)識(shí)大大系統(tǒng)化（組成料的本質(zhì)認(rèn)識(shí)大大系統(tǒng)化（組成- -制備制備- -結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)- -性能的關(guān)系），為學(xué)科性能的關(guān)系），為學(xué)科發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 材料科學(xué)范疇下不同材料應(yīng)用理論的交叉融合。材料科學(xué)范疇下不同材料應(yīng)用理論的交叉融合。 現(xiàn)代材料技術(shù)從現(xiàn)代材料技術(shù)從多樣化、單一化走向一體化、復(fù)合化多樣化、單一化走向一體化、復(fù)合化。1.2 材料的分類材料的分類 一、材料的化學(xué)組成分類一、材料的化學(xué)組成分類二、材料的性能分類二、材料的性能分

5、類 三、材料服役的領(lǐng)域來(lái)分類三、材料服役的領(lǐng)域來(lái)分類四、材料的結(jié)晶狀態(tài)分類四、材料的結(jié)晶狀態(tài)分類五、材料的尺寸分類五、材料的尺寸分類一、一、按化學(xué)組成分類：按化學(xué)組成分類：1. 金屬材料金屬材料2. 無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料3. 高分子材料（聚合物）高分子材料（聚合物）4. 復(fù)合材料復(fù)合材料1、金屬材料、金屬材料 金屬材料是由元素周期表中金屬材料是由元素周期表中的金屬元素組成的材料。可分為的金屬元素組成的材料?？煞譃橛梢环N金屬元素構(gòu)成的單質(zhì)（純由一種金屬元素構(gòu)成的單質(zhì)（純金屬）；由兩種或兩種以上的金金屬）；由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素構(gòu)成屬元素或金屬與非金屬元素構(gòu)成的的合金

6、合金。合金又可分為。合金又可分為固溶體固溶體和和金屬間化合物金屬間化合物。 當(dāng)金屬的晶體結(jié)構(gòu)保持溶劑組元的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，這種合當(dāng)金屬的晶體結(jié)構(gòu)保持溶劑組元的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，這種合金稱為一次固溶體或端際固溶體，簡(jiǎn)稱為金稱為一次固溶體或端際固溶體，簡(jiǎn)稱為固溶體固溶體。根據(jù)溶質(zhì)。根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶體結(jié)構(gòu)中的位置，固溶體可分為原子在溶劑晶體結(jié)構(gòu)中的位置，固溶體可分為置換固溶體置換固溶體和和間隙固溶體間隙固溶體。 金屬元素與其它金屬元素或非金屬元素之間形成合金時(shí)，金屬元素與其它金屬元素或非金屬元素之間形成合金時(shí)，除固溶體外，還可能形成除固溶體外，還可能形成金屬間化合物金屬間化合物。金屬間化合物可分。金屬間化

7、合物可分為三類，即由負(fù)電性決定的為三類，即由負(fù)電性決定的原子價(jià)化合物原子價(jià)化合物（簡(jiǎn)稱價(jià)化合物）、（簡(jiǎn)稱價(jià)化合物）、由電子濃度決定的由電子濃度決定的電子化合物電子化合物（亦稱為電子相）以及由原子（亦稱為電子相）以及由原子尺寸決定的尺寸決定的尺寸因素化合物尺寸因素化合物。除了這三類由單一元素決定的。除了這三類由單一元素決定的典型金屬間化合物外，還有許多金屬間化合物，其結(jié)構(gòu)由兩典型金屬間化合物外，還有許多金屬間化合物，其結(jié)構(gòu)由兩個(gè)或多個(gè)因素決定，稱之為個(gè)或多個(gè)因素決定，稱之為復(fù)雜化合物復(fù)雜化合物。 結(jié)合健為金屬??；結(jié)合健為金屬健； 熔點(diǎn)較高；熔點(diǎn)較高； 具有金屬光澤；具有金屬光澤； 范性、展性、延

8、性大；范性、展性、延性大； 強(qiáng)度較高；強(qiáng)度較高； 結(jié)構(gòu)中存在自由電子，導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好；結(jié)構(gòu)中存在自由電子，導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好； 在空氣中易被氧化。在空氣中易被氧化。2、 無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料 無(wú)機(jī)非金屬材料是由硅酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、磷無(wú)機(jī)非金屬材料是由硅酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽等原料和（或）氧化物、氮化物、碳化物、酸鹽、鍺酸鹽等原料和（或）氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、鹵化物等原料經(jīng)一定的工藝硼化物、硫化物、硅化物、鹵化物等原料經(jīng)一定的工藝制備而成的材料。是除金屬材料、高分子材料以外所有制備而成的材料。是除金屬材料、高分子材料以外所有材料的總稱。無(wú)機(jī)非金屬材

9、料種類繁多，用途各異，一材料的總稱。無(wú)機(jī)非金屬材料種類繁多，用途各異，一般將其分為般將其分為傳統(tǒng)的（普通的）傳統(tǒng)的（普通的）和和新型的（先進(jìn)的）新型的（先進(jìn)的）無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)非金屬材料兩大類。非金屬材料兩大類。 主要是指由主要是指由SiO2及其硅酸鹽及其硅酸鹽化合物為主要成分制成的材料，化合物為主要成分制成的材料，包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等。此外，搪瓷、磨料、鑄石料等。此外，搪瓷、磨料、鑄石（輝綠巖、玄武巖等）、碳素材（輝綠巖、玄武巖等）、碳素材料、非金屬礦（石棉、云母、大料、非金屬礦（石棉、云母、大理石等）也屬于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金理石等）也屬于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料。屬

10、材料。 傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各種無(wú)機(jī)非金屬化合物經(jīng)特殊的先進(jìn)工藝制成硅化物以及各種無(wú)機(jī)非金屬化合物經(jīng)特殊的先進(jìn)工藝制成的材料。主要包括先進(jìn)陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無(wú)的材料。主要包括先進(jìn)陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無(wú)機(jī)涂層、無(wú)機(jī)纖維等。機(jī)涂層、無(wú)機(jī)纖維等。先進(jìn)（或新型）無(wú)機(jī)非金屬材料先進(jìn)（或新型）無(wú)機(jī)非金屬材料陶瓷按其概念和用途不同，陶瓷按其概念和用途不同，可分為兩大類，即可分為兩大類，即普通陶瓷普通陶瓷和和特種陶瓷特種陶瓷。根據(jù)陶瓷坯體結(jié)構(gòu)及其基根據(jù)陶瓷坯體結(jié)構(gòu)及其基本物理性能

11、的差異，陶瓷制品本物理性能的差異，陶瓷制品可分為可分為陶器和瓷器陶器和瓷器。 陶瓷陶瓷 普通陶瓷：普通陶瓷：即傳統(tǒng)陶瓷，是指以粘土為主要原料與其它天即傳統(tǒng)陶瓷，是指以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經(jīng)過(guò)粉碎混練、成型、煅燒等過(guò)程而制然礦物原料經(jīng)過(guò)粉碎混練、成型、煅燒等過(guò)程而制成的各種制品。包括日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶成的各種制品。包括日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、電瓷以及其它工業(yè)用陶瓷。瓷、化工陶瓷、電瓷以及其它工業(yè)用陶瓷。 見(jiàn)見(jiàn)表表0-1。表表0-1 普通陶瓷的分類方法普通陶瓷的分類方法 類 別 主 要 種 類 用 途 中餐具（盤、碗、碟、羹、壺、杯等） 餐具 西餐具（碗、盤、碟

12、、糖缸、奶盅、壺、杯等） 茶具、咖啡具 茶盤、水果盤、點(diǎn)心盤、杯、壺、碟等 酒具 酒壺、酒杯、杯托、托盤 文具 筆筒、筆洗、水盂、EP 色盒、筆架 日用陶瓷 陳設(shè)瓷（美術(shù)瓷） 花瓶、燈具、雕塑瓶、薄胎碗等 建筑陶瓷 ?；u（滲花或非滲花） 、彩釉磚、錦磚（馬賽克） 、內(nèi)墻磚、外墻磚、腰線磚、廣場(chǎng)磚、劈裂磚、園林陶瓷等 建筑衛(wèi)生陶瓷 衛(wèi)生瓷磚 洗面器、大便器、小便器、洗滌器、水箱、水槽、存水彎、肥皂盒、手紙盒、淋浴盒 低壓電瓷 用于 1kV 以下的電瓷 高壓電瓷 用于 1kV 以上的電瓷、如普通高壓瓷、鋁質(zhì)高強(qiáng)度瓷 電瓷 超高壓電瓷 用于 500kV 以上的電瓷 耐酸磚 耐酸磚、耐酸耐溫磚 耐酸

13、容器 儲(chǔ)酸缸、酸洗槽、電解槽、耐酸塔等 耐酸機(jī)械（部件） 耐酸離心泵、風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等 化工瓷 化學(xué)瓷 瓷坩堝、蒸發(fā)皿、研缽、漏斗、過(guò)濾板、燃燒舟等 特種陶瓷：特種陶瓷：是用于各種現(xiàn)代工業(yè)及尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的陶瓷是用于各種現(xiàn)代工業(yè)及尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的陶瓷制品。包括制品。包括結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷和和功能陶瓷功能陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷主要用于耐。結(jié)構(gòu)陶瓷主要用于耐磨損、高強(qiáng)度、耐高溫、耐熱沖擊、硬質(zhì)、高剛性、低磨損、高強(qiáng)度、耐高溫、耐熱沖擊、硬質(zhì)、高剛性、低膨脹、隔熱等場(chǎng)所。功能陶瓷主要包括電磁功能、光學(xué)膨脹、隔熱等場(chǎng)所。功能陶瓷主要包括電磁功能、光學(xué)功能、生物功能、核功能及其它功能的陶瓷材料。功能、生物功能、

14、核功能及其它功能的陶瓷材料。常見(jiàn)常見(jiàn)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷包括：高熔點(diǎn)氧化物、碳化包括：高熔點(diǎn)氧化物、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物。物、硼化物、氮化物、硅化物。功能陶瓷功能陶瓷包括包括:裝置瓷（即電絕緣瓷）、電容器裝置瓷（即電絕緣瓷）、電容器陶瓷、壓電陶瓷、磁性陶瓷（又稱為鐵氧體）、導(dǎo)陶瓷、壓電陶瓷、磁性陶瓷（又稱為鐵氧體）、導(dǎo)電陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷（又稱為敏感陶電陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷（又稱為敏感陶瓷）、熱學(xué)功能陶瓷（熱釋電陶瓷、導(dǎo)熱陶瓷、低瓷）、熱學(xué)功能陶瓷（熱釋電陶瓷、導(dǎo)熱陶瓷、低膨脹陶瓷、紅外輻射陶瓷等）、化學(xué)功能陶瓷（多膨脹陶瓷、紅外輻射陶瓷等）、化學(xué)功能陶瓷（多孔陶瓷

15、載體等）、生物功能陶瓷等?？滋沾奢d體等）、生物功能陶瓷等。玻璃玻璃玻璃玻璃是由熔體過(guò)冷所制得的非晶態(tài)材料。根據(jù)其是由熔體過(guò)冷所制得的非晶態(tài)材料。根據(jù)其形成網(wǎng)絡(luò)的組分不同可分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、形成網(wǎng)絡(luò)的組分不同可分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等，其網(wǎng)絡(luò)形成劑分為磷酸鹽玻璃等，其網(wǎng)絡(luò)形成劑分為SiO2、B2O3和和P2O5。習(xí)慣上玻璃態(tài)材料可分為習(xí)慣上玻璃態(tài)材料可分為普通玻璃普通玻璃和和特種玻璃特種玻璃兩大類。兩大類。普通玻璃普通玻璃是指采用天然原料，能夠大規(guī)模生產(chǎn)的玻是指采用天然原料，能夠大規(guī)模生產(chǎn)的玻璃。普通玻璃包括日用玻璃、建筑玻璃、微晶玻璃、光學(xué)璃。普通玻璃包括日用玻璃、建

16、筑玻璃、微晶玻璃、光學(xué)玻璃和玻璃纖維等。玻璃和玻璃纖維等。 特種玻璃（亦稱為新型玻璃）特種玻璃（亦稱為新型玻璃）是指采用精制、高純是指采用精制、高純或新型原料，通過(guò)新工藝在特殊條件下或嚴(yán)格控制形成過(guò)或新型原料，通過(guò)新工藝在特殊條件下或嚴(yán)格控制形成過(guò)程制成的一些具有特殊功能或特殊用途的玻璃程制成的一些具有特殊功能或特殊用途的玻璃。特種玻璃。特種玻璃分為防輻射玻璃、激光玻璃、生物玻璃、多孔玻璃、非分為防輻射玻璃、激光玻璃、生物玻璃、多孔玻璃、非線性光學(xué)玻璃和光纖玻璃等。線性光學(xué)玻璃和光纖玻璃等。水泥水泥指加入適量水后可成塑性漿體，既能在空氣中硬化又能指加入適量水后可成塑性漿體，既能在空氣中硬化又能

17、在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料。凝材料。水泥的種類很多，按其用途和性能可分為：通用水泥、專用水泥的種類很多，按其用途和性能可分為：通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類；按其所含的主要水硬性礦物，水泥又可水泥和特性水泥三大類；按其所含的主要水硬性礦物，水泥又可分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及以工業(yè)廢渣和地方材料為主要組分的水泥。目前水泥品種已達(dá)及以工業(yè)廢渣和地方材料為主要組分的水泥。目前水泥品種已達(dá)一百多種。一百多種。水泥水泥耐火

18、材料耐火材料耐火材料耐火材料是指耐火度不低于是指耐火度不低于1580的無(wú)機(jī)非金屬材的無(wú)機(jī)非金屬材料。它是為高溫技術(shù)服務(wù)的基礎(chǔ)材料。耐火材料是用作料。它是為高溫技術(shù)服務(wù)的基礎(chǔ)材料。耐火材料是用作高溫窯爐等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，以及用作工業(yè)高溫容高溫窯爐等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，以及用作工業(yè)高溫容器和部件的材料，并能承受相應(yīng)的物理化學(xué)變化及機(jī)械器和部件的材料，并能承受相應(yīng)的物理化學(xué)變化及機(jī)械作用。作用。大部分耐火材料是以天然礦石（如耐火粘土、硅石、大部分耐火材料是以天然礦石（如耐火粘土、硅石、菱鎂礦、白云母等）為原料制造的。菱鎂礦、白云母等）為原料制造的。 無(wú)機(jī)非金屬材料的基本屬性無(wú)機(jī)非金屬材料的基本屬

19、性 化學(xué)健主要是離于鍵、共價(jià)健以及它們的混合鍵；化學(xué)健主要是離于鍵、共價(jià)健以及它們的混合鍵； 硬而脆、韌性低、抗壓不抗拉、對(duì)缺陷敏感；硬而脆、韌性低、抗壓不抗拉、對(duì)缺陷敏感； 熔點(diǎn)高，具有優(yōu)良的耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性；熔點(diǎn)高，具有優(yōu)良的耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性； 一般自由電子數(shù)目少、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性較??；一般自由電子數(shù)目少、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性較??； 耐化學(xué)腐蝕性好；耐化學(xué)腐蝕性好； 耐磨損。耐磨損。3. 有機(jī)高分子材料（高聚物）有機(jī)高分子材料（高聚物） 高聚物是由一種或幾種簡(jiǎn)單低高聚物是由一種或幾種簡(jiǎn)單低分子化合物經(jīng)聚合而組成的分子量分子化合物經(jīng)聚合而組成的分子量很大的化合物。高聚物的種類繁多，很大的化合物。

20、高聚物的種類繁多，性能各異，其分類的方法多種多樣。性能各異，其分類的方法多種多樣。按高分子材料按高分子材料來(lái)源來(lái)源分為天然高分子分為天然高分子材料和合成高分子材料；按材料的材料和合成高分子材料；按材料的性能和用途性能和用途可將高聚物分為可將高聚物分為橡膠、橡膠、纖維、塑料和膠粘劑纖維、塑料和膠粘劑等。等。 4. 復(fù)合材料復(fù)合材料 復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同是由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同的材料組合而成。復(fù)合材料是多相材料，主要包括的材料組合而成。復(fù)合材料是多相材料，主要包括基本相基本相和和增增強(qiáng)相強(qiáng)相。復(fù)合材料的種類繁多按復(fù)合材料的種類繁多按基體材料基體材

21、料分類，有金屬基復(fù)分類，有金屬基復(fù)合材料，陶瓷基復(fù)合材料，水泥、混凝土基復(fù)合材料，塑合材料，陶瓷基復(fù)合材料，水泥、混凝土基復(fù)合材料，塑料基復(fù)合材料，橡膠基復(fù)合材料等；按料基復(fù)合材料，橡膠基復(fù)合材料等；按增強(qiáng)劑形狀增強(qiáng)劑形狀可分為可分為粒子、纖維及層狀復(fù)合材料；依據(jù)復(fù)合材料的性能可分為粒子、纖維及層狀復(fù)合材料；依據(jù)復(fù)合材料的性能可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。二、材料的性能分類二、材料的性能分類根據(jù)材料在外場(chǎng)作用下其性質(zhì)或性能對(duì)外場(chǎng)的響應(yīng)不同，根據(jù)材料在外場(chǎng)作用下其性質(zhì)或性能對(duì)外場(chǎng)的響應(yīng)不同，材料可分為材料可分為結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料和和功能材料功能材料。結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料

22、是指具有抵抗外場(chǎng)作用而保持自己的形狀、結(jié)是指具有抵抗外場(chǎng)作用而保持自己的形狀、結(jié)構(gòu)不變的優(yōu)良力學(xué)性能（強(qiáng)度和韌性等），用于結(jié)構(gòu)目的的構(gòu)不變的優(yōu)良力學(xué)性能（強(qiáng)度和韌性等），用于結(jié)構(gòu)目的的材料。材料。功能材料功能材料是具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、是具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)功能及其相互轉(zhuǎn)化的功能，被用于非結(jié)力學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)功能及其相互轉(zhuǎn)化的功能，被用于非結(jié)構(gòu)目的的高技術(shù)材料。構(gòu)目的的高技術(shù)材料。三、材料服役的領(lǐng)域來(lái)分類三、材料服役的領(lǐng)域來(lái)分類根據(jù)材料服役的技術(shù)領(lǐng)域可分為：根據(jù)材料服役的技術(shù)領(lǐng)域可分為：信息材料、航空航天材料、能源材料、信息材料、航空航天

23、材料、能源材料、生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料等。等。 信息材料信息材料是指用于信息的探測(cè)、傳輸、顯示、運(yùn)算和處是指用于信息的探測(cè)、傳輸、顯示、運(yùn)算和處理的光電信息材料。信息材料主要包括信息的監(jiān)測(cè)和理的光電信息材料。信息材料主要包括信息的監(jiān)測(cè)和傳感（獲取）材料、信息的傳輸材料、信息的存儲(chǔ)材傳感（獲?。┎牧稀⑿畔⒌膫鬏敳牧?、信息的存儲(chǔ)材料、信息的運(yùn)算和處理材料。料、信息的運(yùn)算和處理材料。 航空航天材料航空航天材料主要包括新型金屬材料（如先進(jìn)鋁合金、超高強(qiáng)度主要包括新型金屬材料（如先進(jìn)鋁合金、超高強(qiáng)度鋼、高溫合金、高熔點(diǎn)合金、鈹及其合金）、燒蝕防熱材鋼、高溫合金、高熔點(diǎn)合金、鈹及其合金）、燒蝕防熱材料和

24、新型復(fù)合材料。此外，還包括一些功能材料，如涂層料和新型復(fù)合材料。此外，還包括一些功能材料，如涂層材料、隔熱材料、透明材料、阻尼材料、密封材料、潤(rùn)滑材料、隔熱材料、透明材料、阻尼材料、密封材料、潤(rùn)滑材料、粘合劑材料等。這些材料大部分屬于高分子材料和材料、粘合劑材料等。這些材料大部分屬于高分子材料和陶瓷材料，也有少量是阻尼合金等金屬材料。陶瓷材料，也有少量是阻尼合金等金屬材料。 能源材料能源材料是指能源工業(yè)和能源技術(shù)所使用的材料，按使用目是指能源工業(yè)和能源技術(shù)所使用的材料，按使用目的不同分為新能源材料、節(jié)能材料和儲(chǔ)氫材料等。新能的不同分為新能源材料、節(jié)能材料和儲(chǔ)氫材料等。新能源材料包括增值堆用核材

25、料源材料包括增值堆用核材料、聚變堆材料、太陽(yáng)能電池；聚變堆材料、太陽(yáng)能電池；節(jié)能材料包括非晶體金屬磁性材料（用作變壓器鐵芯的節(jié)能材料包括非晶體金屬磁性材料（用作變壓器鐵芯的Fe-Mn-B-Si合金）和超導(dǎo)材料；儲(chǔ)氫材料如鈉硫電池的合金）和超導(dǎo)材料；儲(chǔ)氫材料如鈉硫電池的比能量達(dá)比能量達(dá)137W.h/Kg，而鉛蓄電池的比能量只有而鉛蓄電池的比能量只有30W.h/Kg。 生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料是一類合成物質(zhì)或天然物質(zhì)或這些物質(zhì)的復(fù)合，它是一類合成物質(zhì)或天然物質(zhì)或這些物質(zhì)的復(fù)合，它能作用一個(gè)系統(tǒng)的整體或部分，在一定時(shí)期內(nèi)治療、增強(qiáng)能作用一個(gè)系統(tǒng)的整體或部分，在一定時(shí)期內(nèi)治療、增強(qiáng)或替換機(jī)體的組織、器官或功能?；蛱鎿Q機(jī)體的組織、器官或功能。 包括醫(yī)用金屬及合金、醫(yī)用高分子材料、醫(yī)用生物陶包括醫(yī)用金屬及合金、醫(yī)用高分子材料、醫(yī)用生物陶瓷、醫(yī)用復(fù)合材料等。瓷、醫(yī)用復(fù)合材料等。四、四、材料按結(jié)晶狀態(tài)分類材料按結(jié)晶狀態(tài)分類 n單晶材料單晶材料是由一個(gè)比較完整的晶粒構(gòu)成的材料，如單晶纖是由一個(gè)比較完整的晶粒