材料科學(xué)與工程基礎(chǔ).緒論pptx

1、材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理教研室李艷紅目目 錄錄第一章 緒論第二章 材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第三章 材料組成與結(jié)構(gòu)第四章 材料的性質(zhì)第五章 材料的制備與成型加工aluminum (metal) cans , glassbottlesand plastic (polymer) bottles 1-1 材料的定義、分類及基本性質(zhì)1-2 材料科學(xué)與工程概述1-3 本課程的內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法1-1-1 定義定義1. 材料材料 Materials我們的周圍到處都是材料我們的周圍到處都是材料我們的衣食住行的必備條件我們的衣食住行的必備條件人類一切生活和生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)人類一切生活和生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)先于人類存在，并且與

2、人類的出現(xiàn)和進(jìn)化先于人類存在，并且與人類的出現(xiàn)和進(jìn)化有著密切的聯(lián)系。有著密切的聯(lián)系。陶瓷藝術(shù)結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片玻璃瓶玻璃瓶結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片塑塑料料布布結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片特種工程塑料特種工程塑料結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片一些典型的高聚物材料一些典型的高聚物材料結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片結(jié)束動(dòng)畫圖片人類使用材料是一巨大的、全球性的、時(shí)空無限的人類使用材料是一巨大的、全球性的、時(shí)空無限的去動(dòng)畫圖片開始去動(dòng)畫圖片開始 什么是材料？具體地說，材料是用什么是材料？具體地說，材料是用來

3、制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，這些物質(zhì)用來來制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，這些物質(zhì)用來生產(chǎn)和構(gòu)成功能更多、更強(qiáng)大的產(chǎn)品。生產(chǎn)和構(gòu)成功能更多、更強(qiáng)大的產(chǎn)品。金屬、陶瓷、玻璃、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、金屬、陶瓷、玻璃、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、塑料、橡膠、纖維、砂子、石塊，還有塑料、橡膠、纖維、砂子、石塊，還有許多復(fù)合材料都屬于材料的范疇。許多復(fù)合材料都屬于材料的范疇。 礦物燃料、空氣和水，是否是材料？礦物燃料、空氣和水，是否是材料？Material：材料科學(xué)：材料科學(xué) （工科）（工科） 物質(zhì)科學(xué)物質(zhì)科學(xué) （理科）（理科） 材料是指具有滿足指定工作條件下使材料是指具有滿足指定工作條件下使用要求的形態(tài)和物理性狀的物質(zhì)。用要求的形態(tài)和物理

4、性狀的物質(zhì)。原料原料（Raw Materials） 由由原料到材料。原料到材料。 原料原料一般不是為獲得產(chǎn)品，而是生產(chǎn)材料一般不是為獲得產(chǎn)品，而是生產(chǎn)材料，往往，往往 伴隨化學(xué)變化。伴隨化學(xué)變化。 材料材料的特點(diǎn)往往是為獲得產(chǎn)品，一般從的特點(diǎn)往往是為獲得產(chǎn)品，一般從材料到產(chǎn)品材料到產(chǎn)品 的轉(zhuǎn)變過程不發(fā)生化學(xué)變化。的轉(zhuǎn)變過程不發(fā)生化學(xué)變化。材料材料與物質(zhì)與物質(zhì)(Materials and Matter) 材料材料可由一種或可由一種或多種物質(zhì)多種物質(zhì)組成。組成。 同同一物質(zhì)一物質(zhì)由于制備方法或加工方法由于制備方法或加工方法不同可以得到不同可以得到用途用途各異、類型各異、類型不同的材料不同的材料。1

5、-1-2類別類別類別類別 材料材料可以根據(jù)化學(xué)組成、狀態(tài)、作用和使用可以根據(jù)化學(xué)組成、狀態(tài)、作用和使用領(lǐng)域分類。領(lǐng)域分類?；瘜W(xué)組成化學(xué)組成分類分類狀態(tài)狀態(tài)分類分類金屬材料金屬材料無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料氣態(tài)氣態(tài)固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)單晶單晶多晶多晶復(fù)晶復(fù)晶非晶非晶作用分類作用分類Function功能材料功能材料結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(工程工程)材料材料應(yīng)用領(lǐng)域分類應(yīng)用領(lǐng)域分類Application建筑建筑電子電子醫(yī)用醫(yī)用儀表儀表包裝包裝耐火耐火能源等等能源等等(1) 黑色金屬材料黑色金屬材料鋼鋼Steel化學(xué)成分化學(xué)成分碳素鋼、合金鋼碳素鋼、合金鋼品質(zhì)品質(zhì)普通、優(yōu)質(zhì)、高級優(yōu)質(zhì)鋼普通

6、、優(yōu)質(zhì)、高級優(yōu)質(zhì)鋼金相組織或組織結(jié)構(gòu)金相組織或組織結(jié)構(gòu)珠光體、貝氏體珠光體、貝氏體、馬氏體和奧氏體馬氏體和奧氏體用途用途建筑工程、結(jié)構(gòu)、工具、特殊性建筑工程、結(jié)構(gòu)、工具、特殊性能、專業(yè)用鋼能、專業(yè)用鋼冶煉方法冶煉方法平爐、轉(zhuǎn)爐、電爐、沸騰爐鋼平爐、轉(zhuǎn)爐、電爐、沸騰爐鋼鑄鐵鑄鐵灰鑄鐵灰鑄鐵可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵特殊性能鑄鐵特殊性能鑄鐵(2) (2) 有色金屬有色金屬五大類五大類 輕金屬輕金屬 （ (4.5g/cm4.5g/cm3 3) ) 銅、鎳、鉛、鋅銅、鎳、鉛、鋅 貴金屬貴金屬 金、銀、鉑、銠金、銀、鉑、銠 類金屬（半）類金屬（半） 硅、硅、硒、砷、硒、砷、硼硼 稀

7、有金屬稀有金屬 鈦、鋰、鎢、鉬、鐳鈦、鋰、鎢、鉬、鐳 常用常用的有色金屬材料的有色金屬材料有：有：AlAl、Cu Cu 、ZnZn、 SnSn、 PbPb、 MgMg、 NiNi(3) (3) 基本特性基本特性 Principal PropertiesPrincipal Properties a. a. 金屬鍵，常規(guī)法生產(chǎn)金屬鍵，常規(guī)法生產(chǎn)的金屬為的金屬為晶體結(jié)構(gòu)；晶體結(jié)構(gòu)； b.b. 常溫下常溫下固體，熔點(diǎn)固體，熔點(diǎn)較高；較高； c.c. 金屬光澤；金屬光澤； d.d. 純金屬范性大、展性、延性大；純金屬范性大、展性、延性大； e.e. 強(qiáng)度較高；強(qiáng)度較高； f.f. 自由電子的存在，導(dǎo)熱自

8、由電子的存在，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性好；、導(dǎo)電性好； g.g. 空氣空氣中易氧中易氧化，如鋼、鐵等生成氧化膜，化，如鋼、鐵等生成氧化膜， 合金可改性抗氧化性。合金可改性抗氧化性。(4) (4) 用途用途 ApplicationApplication a. a. 結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料: :如機(jī)床如機(jī)床, ,建筑機(jī)械設(shè)備、建筑機(jī)械設(shè)備、 工程工程交通工具；交通工具； b.b. 導(dǎo)體材料，電線芯（銅）導(dǎo)體材料，電線芯（銅） c.c. 工具工具(1) (1) 分類分類（按成分，化學(xué)結(jié)構(gòu)和用途分四大類）（按成分，化學(xué)結(jié)構(gòu)和用途分四大類） 混凝土（水泥）混凝土（水泥） 玻璃玻璃 GlassGlass 硅及耐火材料硅及耐

9、火材料 SiliconSilicon 陶瓷（器）陶瓷（器） CeramicsCeramics 傳統(tǒng)陶瓷（天然硅酸鹽礦）：各中粘土燒傳統(tǒng)陶瓷（天然硅酸鹽礦）：各中粘土燒制而成。制而成。 (Silicate Ceramics)(Silicate Ceramics) 特種陶瓷（人工化合物：氧化物、氮化物、硼化物、碳化物）特種陶瓷（人工化合物：氧化物、氮化物、硼化物、碳化物）(2) (2) 基本特性基本特性以陶瓷為以陶瓷為例例 a.a. 離子鍵、共價(jià)鍵及其混合鍵；離子鍵、共價(jià)鍵及其混合鍵； b.b. 硬而脆；硬而脆； c.c. 熔點(diǎn)高、耐高溫抗氧化熔點(diǎn)高、耐高溫抗氧化 d.d. 導(dǎo)熱、導(dǎo)電性差；導(dǎo)熱、

10、導(dǎo)電性差； e.e. 耐化學(xué)腐蝕性好；耐化學(xué)腐蝕性好； f.f. 耐磨；耐磨； g.g. 成型方式為粉末制壞、燒制成型成型方式為粉末制壞、燒制成型(3) (3) 用途用途建筑衛(wèi)生陶瓷：瓷磚、浴缸。建筑衛(wèi)生陶瓷：瓷磚、浴缸。工程陶瓷工程陶瓷 工程結(jié)構(gòu)陶瓷：反應(yīng)釜（耐酸、耐腐蝕）工程結(jié)構(gòu)陶瓷：反應(yīng)釜（耐酸、耐腐蝕） 絕緣瓷瓶。絕緣瓷瓶。 功能陶瓷：磁性、導(dǎo)電。功能陶瓷：磁性、導(dǎo)電。Polymers, MacromoleculesPolymers, Macromolecules( (1) 1) 分類分類按主鏈結(jié)構(gòu)按主鏈結(jié)構(gòu)Backbone Backbone chainchain碳鏈碳鏈 C CC C

11、C C雜鏈雜鏈 C CN NC=OC=O；C CO OC C元素元素 SiSi、P P、B B按按使用性質(zhì)使用性質(zhì)塑料塑料 PlasticsPlastics橡膠橡膠 Rubber Rubber 天然、合成天然、合成纖維纖維 Fiber Fiber 天然、合成天然、合成粘合劑粘合劑 AdhesiveAdhesive涂料涂料 CoatingCoating通用塑料、工程塑料通用塑料、工程塑料熱塑性、熱固性熱塑性、熱固性以C、H、N、O等元素為基礎(chǔ)，由許多結(jié)構(gòu)相同的小單位重復(fù)連接組成，含有成千上萬個(gè)原子，分子量很大，并在某一個(gè)范圍內(nèi)變化著。(2) (2) 基本性質(zhì)基本性質(zhì) a. 共價(jià)鍵，部分范氏鍵 b

12、. 分子量大，無明顯熔點(diǎn)，有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg 和粘流溫度Tf； c. 力學(xué)狀態(tài)有三態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài) d. 比重小 e. 絕緣性好 f. 優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性 g. 成型方法多(3) (3) 用途用途結(jié)構(gòu)材料：電視機(jī)殼體、冰箱殼體、軸承、機(jī)械零件結(jié)構(gòu)材料：電視機(jī)殼體、冰箱殼體、軸承、機(jī)械零件絕緣材料：漆包線、電纜、絕緣版、電器零件絕緣材料：漆包線、電纜、絕緣版、電器零件建筑材料：貼面板、地貼建筑材料：貼面板、地貼包裝材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料包裝材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料涂裝：涂料涂裝：涂料粘合劑：粘合劑粘合劑：粘合劑日用：織物（衣服）膠鞋日用：織物（衣服）膠鞋 運(yùn)輸：輪胎，傳送帶運(yùn)

13、輸：輪胎，傳送帶CompositesComposites定義：定義：由兩種以上組分組成，并且具有與其組成由兩種以上組分組成，并且具有與其組成 不同的新的性能的材料不同的新的性能的材料(1) (1) 分類分類 按性能按性能： 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 功能功能復(fù)合材料復(fù)合材料 按增強(qiáng)劑形狀及增強(qiáng)機(jī)理按增強(qiáng)劑形狀及增強(qiáng)機(jī)理：粒子：粒子增強(qiáng)增強(qiáng) 纖維增強(qiáng)纖維增強(qiáng)基體基體 Matrix 增強(qiáng)體增強(qiáng)體 Reinforcement按復(fù)合方式分類按復(fù)合方式分類金屬金屬 金屬、無機(jī)非金屬金屬、無機(jī)非金屬無機(jī)非金屬無機(jī)非金屬 金屬、無機(jī)非金屬金屬、無機(jī)非金屬高分子高分子(塑料、橡膠塑料、橡膠) 金屬、無機(jī)非金屬

14、、金屬、無機(jī)非金屬、高分子高分子(纖維纖維)(2) (2) 基本性質(zhì)基本性質(zhì) a. 抗疲勞性能良好；抗疲勞性能良好； b. 結(jié)構(gòu)件減震性好；結(jié)構(gòu)件減震性好； c. 比強(qiáng)度和比強(qiáng)度和比模量比模量高；高； d. 耐燒能性和耐高溫性能好耐燒能性和耐高溫性能好 e. 具有良好的減摩、耐摩和耐潤滑性能具有良好的減摩、耐摩和耐潤滑性能 生物材料生物材料Biomaterials 用于人體組織和器官的診斷、修復(fù)或增進(jìn)其功能的一類高技術(shù)材料，即用于取代、修復(fù)活組織的天然或人造材料，其作用藥物不可替代。生物材料能執(zhí)行、增進(jìn)或替換因疾病、損傷等失去的某種功能，而不能恢復(fù)缺陷部位。先進(jìn)材料先進(jìn)材料Advanced m

15、aterials 納米材料，納米材料，LED用材料，光纖等用材料，光纖等1-2-1 材料的重要作用材料的重要作用 材料材料是人類社會發(fā)展的巨大推動(dòng)力，制造生產(chǎn)工具是人類社會發(fā)展的巨大推動(dòng)力，制造生產(chǎn)工具的物質(zhì)基礎(chǔ)是材料。的物質(zhì)基礎(chǔ)是材料。 石器時(shí)代石器時(shí)代陶器時(shí)代陶器時(shí)代 青銅時(shí)代青銅時(shí)代 鐵期時(shí)鐵期時(shí)代代復(fù)合材料復(fù)合材料（圖）（圖）自古以來，材料的發(fā)展水平就是人類社會文自古以來，材料的發(fā)展水平就是人類社會文明程度的標(biāo)志明程度的標(biāo)志.人類文明史劃分依據(jù)人類文明史劃分依據(jù): 當(dāng)時(shí)的代表性材料當(dāng)時(shí)的代表性材料1. 石器時(shí)代石器時(shí)代2. 銅器時(shí)代銅器時(shí)代3. 鐵器時(shí)代鐵器時(shí)代4. 石石器器 陶陶 器

16、器銅 器 編編 鐘鐘鐵鐵 器器 17641764年工業(yè)革命，第一部機(jī)器（手搖）年工業(yè)革命，第一部機(jī)器（手搖） 17691769年，水力紡紗機(jī)年，水力紡紗機(jī) 17821782年，年，蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)為動(dòng)力的紡紗機(jī)，紡織業(yè)為動(dòng)力的紡紗機(jī)，紡織業(yè) （動(dòng)力）（動(dòng)力） 瓦特發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)、工作機(jī)瓦特發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)、工作機(jī)機(jī)器系列機(jī)器系列 機(jī)器制造機(jī)器制造 鐵鐵 冶煉業(yè)冶煉業(yè) 木炭木炭大量砍伐；水土流失大量砍伐；水土流失 煤煤 采礦業(yè)采礦業(yè) 攪煉法（鼓風(fēng)）攪煉法（鼓風(fēng)） 煉鋼煉鋼 交通運(yùn)輸業(yè)交通運(yùn)輸業(yè)下一頁下一頁蒸汽機(jī)上一頁上一頁19451945年年 電子管計(jì)算機(jī)，幾間大屋電子管計(jì)算機(jī)，幾間大屋 半導(dǎo)體半導(dǎo)體

17、集成電路集成電路小型芯片、液小型芯片、液晶、分子器件、計(jì)算機(jī)（晶、分子器件、計(jì)算機(jī)（PCPC） 手提電腦，掌上電腦手提電腦，掌上電腦材料品種：幾十萬種（手冊中）材料品種：幾十萬種（手冊中）科學(xué)技術(shù)發(fā)展的三大支柱：科學(xué)技術(shù)發(fā)展的三大支柱： 80年代年代 能源、材料、信息能源、材料、信息 90年代信息技術(shù)、新材料、生物技術(shù)年代信息技術(shù)、新材料、生物技術(shù) 高速民航客機(jī)高速民航客機(jī)使用的復(fù)合材料，高比強(qiáng)、代替金屬、重量輕使用的復(fù)合材料，高比強(qiáng)、代替金屬、重量輕耐摩擦、熱氧穩(wěn)定、力學(xué)性能耐摩擦、熱氧穩(wěn)定、力學(xué)性能生物降解材料（環(huán)境保護(hù)）生物降解材料（環(huán)境保護(hù)）計(jì)算機(jī)、液晶顯示屏（低電壓）計(jì)算機(jī)、液晶顯示

18、屏（低電壓）信息社會要術(shù)各種各樣光、電、磁、聲材料信息社會要術(shù)各種各樣光、電、磁、聲材料各種材料相互替換、復(fù)合、共性、特性，各種材料相互替換、復(fù)合、共性、特性， 納米材料納米材料下一頁返回返回1-2-2 材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)的范疇和任務(wù)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)的范疇和任務(wù)（1）學(xué)科建立）學(xué)科建立 Establishment of Material Science and Engineering 1960s 金屬材料金屬材料金相學(xué)金相學(xué)金屬學(xué)金屬學(xué) 無機(jī)材料無機(jī)材料無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)陶瓷學(xué)陶瓷學(xué) 高分子材料高分子材料高分子化學(xué)高分子化學(xué)高分子物理高分子物理衛(wèi)星上天引發(fā)的震動(dòng) “材料科學(xué)”概念的提出只是20

19、世紀(jì)50年代末到60年代初的事情。 1957年，前蘇聯(lián)人造衛(wèi)星首先上天，對美國人觸動(dòng)很大。1957年10月和11月，蘇聯(lián)先后發(fā)射了兩顆重量分別為80kg和500kg的人造衛(wèi)星。直到第二年的1月底，美國才發(fā)射了一個(gè)重量僅8kg的人造衛(wèi)星。58 由于當(dāng)時(shí)正是蘇美兩國爭奪世界霸權(quán)的冷戰(zhàn)時(shí)代，這件事在美國朝野引起很大震動(dòng)。各有關(guān)部門聯(lián)合向總統(tǒng)提出報(bào)告，認(rèn)為美國落后于蘇聯(lián)的原因主要在于先進(jìn)材料的研究開發(fā)方面。 1958年3月，美國總統(tǒng)發(fā)布了“全國材料規(guī)劃”，決定由12所大學(xué)成立材料科學(xué)研究中心，采用先進(jìn)的科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)方法對材料進(jìn)行深入研究，從此出現(xiàn)了“材料科學(xué)材料科學(xué)”一詞。 1966年，美國麻省理工

20、學(xué)院將“冶金系”改為“冶金與材料科學(xué)系”，1975年又將其更名為“材料科學(xué)與工程系”。這標(biāo)志著人們開始把材料的研究作為自然科學(xué)的一個(gè)分支，從此“材料科學(xué)”學(xué)科開始興起。材料的獲得，質(zhì)量的改進(jìn)和使材料成為人們可用的器件或構(gòu)件都離不開生產(chǎn)工藝和制造技術(shù)等工程知識，因此將材料科學(xué)與工程相提并論了592. 20世紀(jì)上半葉基礎(chǔ)世紀(jì)上半葉基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展奠定了材料科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展奠定了材料科學(xué)的基礎(chǔ) 量子力學(xué)、固體物理、無機(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)的形成奠定了重要的理論基礎(chǔ)；而各種現(xiàn)代分析技術(shù)的進(jìn)步，加深了人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和材料的物理化學(xué)性質(zhì)的理解；同時(shí)，冶金學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、

21、高分子科學(xué)等應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展也使人們對材料本身的研究大大加強(qiáng)。這使人們對材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能以及它們之間的相互關(guān)系的研究也越來越深入。3. 不同不同材料應(yīng)用理論的交叉融合促進(jìn)了材料科學(xué)的形成材料應(yīng)用理論的交叉融合促進(jìn)了材料科學(xué)的形成 在“材料科學(xué)”概念出現(xiàn)以前，金屬、陶瓷和高分子都已自成體系，但它們之間存在頗多相似之處，不同材料之間可以相互借鑒，促使了該學(xué)科的發(fā)展。604. 不同不同材料測試技術(shù)及工藝技術(shù)的交叉融合也促進(jìn)了材料科材料測試技術(shù)及工藝技術(shù)的交叉融合也促進(jìn)了材料科學(xué)的形成學(xué)的形成 雖然不同類型的材料各有其專用的生產(chǎn)設(shè)備和測試手段，但它們在許多方面是相同或相近的。 一方面，不同材料的一

22、方面，不同材料的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與與性能性能表征方法大體上是相通表征方法大體上是相通的。的。 例如，光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡、表面測試設(shè)備、力學(xué)性能及其他例如，光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡、表面測試設(shè)備、力學(xué)性能及其他物理性能測試設(shè)備等，對不同類型的材料而言是通用的。物理性能測試設(shè)備等，對不同類型的材料而言是通用的。 另一方面，在材料的另一方面，在材料的制備制備與與加工加工中，有許多工藝也是通中，有許多工藝也是通用的。用的。 例如，擠壓工藝常用于金屬材料的成形加工以提高強(qiáng)度，而某些高例如，擠壓工藝常用于金屬材料的成形加工以提高強(qiáng)度，而某些高分子材料通過擠壓法形成纖維同樣能使其比強(qiáng)度和比剛度大幅度提高。分子材料

23、通過擠壓法形成纖維同樣能使其比強(qiáng)度和比剛度大幅度提高。 (2) (2) 內(nèi)容和任務(wù)內(nèi)容和任務(wù) Contents and ObjectiveContents and Objective 材料科學(xué)：從理論上研究金屬、無機(jī)非金屬和材料科學(xué)：從理論上研究金屬、無機(jī)非金屬和有機(jī)高分子等材料的成分、結(jié)構(gòu)、有機(jī)高分子等材料的成分、結(jié)構(gòu)、 加工工藝同材料加工工藝同材料性能及材料應(yīng)用之間的相互關(guān)系。性能及材料應(yīng)用之間的相互關(guān)系。 材料科學(xué)與工程：關(guān)于材料組成、結(jié)構(gòu)、材料科學(xué)與工程：關(guān)于材料組成、結(jié)構(gòu)、制備制備工藝工藝與其性能及與其性能及使用過程使用過程間相互關(guān)系的知識開發(fā)及間相互關(guān)系的知識開發(fā)及應(yīng)用的科學(xué)應(yīng)用的

24、科學(xué) 學(xué)科性質(zhì)：是介于基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)之間的學(xué)科性質(zhì)：是介于基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)之間的應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)（邊緣學(xué)科）。（邊緣學(xué)科）。使用性能使用性能Performance合成與制備過程合成與制備過程Synthesis and Processing組成與結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)Compositions and Structures性質(zhì)性質(zhì)Properties（工程）（工程）（化學(xué)）（化學(xué)）（物理學(xué)）（物理學(xué)）材料科學(xué)與工程定義為：關(guān)于材料組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝與其性能及使用過程間相互關(guān)系的知識開發(fā)及應(yīng)用的科學(xué)。研究內(nèi)容研究內(nèi)容科學(xué)性科學(xué)性 a. 從化學(xué)角度出發(fā)，研究材料的化學(xué)組成、鍵性、從化學(xué)角度出發(fā)

25、，研究材料的化學(xué)組成、鍵性、 結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 b. 從物理角度，闡述材料的組成原子、分子及其運(yùn)從物理角度，闡述材料的組成原子、分子及其運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)與各物性之間的關(guān)系動(dòng)狀態(tài)與各物性之間的關(guān)系 c. 材料的制備工藝材料的制備工藝技術(shù)性技術(shù)性 d. 材料的性能表征材料的性能表征 e. 材料的應(yīng)用材料的應(yīng)用返回目錄返回目錄(3) (3) 材料工程材料工程 Materials EngineeringMaterials Engineering 對于工程技術(shù)人員：如何選擇特定應(yīng)用環(huán)境下需對于工程技術(shù)人員：如何選擇特定應(yīng)用環(huán)境下需要的材料，來滿足使用要求，如何按實(shí)際要求設(shè)計(jì)新要的材料，來滿足使

26、用要求，如何按實(shí)際要求設(shè)計(jì)新材料，須弄清以下三個(gè)關(guān)系材料，須弄清以下三個(gè)關(guān)系 （材質(zhì)）（材質(zhì)）材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能 （內(nèi)部形態(tài)）（內(nèi)部形態(tài)）加工工藝與性能加工工藝與性能 （使用環(huán)境，耐久性）（使用環(huán)境，耐久性）材料的性能與使用材料的性能與使用過程過程材料科學(xué)與材料工程的區(qū)別材料科學(xué)：集中于認(rèn)識材料的本質(zhì)，提出有關(guān)的 理論和描述，說明材料結(jié)構(gòu)是如何與其成分，性質(zhì)及行為相聯(lián)系的。材料工程：瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)科學(xué)和經(jīng)驗(yàn)知識的綜合和運(yùn)用，以便發(fā)展、制備、改善和使用材料，滿足具體需要。 兩者之間很難劃出明確的界限，主要區(qū)別在于著眼的不同或者說各自強(qiáng)調(diào)的中心不同1-3-1 目的專業(yè)基礎(chǔ)課：奠定學(xué)科基礎(chǔ)，建立整體概念為什么學(xué)？學(xué)什么？怎么學(xué)？第一章第一章 緒論緒論 材料的定義、分類材料的定義、分類 及基本內(nèi)容及基本內(nèi)容第二章第二章 材料材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 各類材