材料概論材料與材料科學(xué)課件

材料概論IntroductiontoMaterialScience王艷芬wangyanfenyu@163.com576703645@材料概論IntroductiontoMaterialS1課程的性質(zhì)《材料概論》無機(jī)化學(xué)物理化學(xué)材料工學(xué)現(xiàn)代測試方法認(rèn)識實習(xí)畢業(yè)實習(xí)畢業(yè)論文進(jìn)一步深造分析化學(xué)有機(jī)化學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)普通物理課程的性質(zhì)《材料概論》無機(jī)化學(xué)物理化學(xué)材料工學(xué)現(xiàn)代測試方法認(rèn)2教材與參考書周達(dá)飛《材料概論》

北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001施惠生主編《材料概論》

上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002顧家琳主編《材料科學(xué)與工程概論》

北京：清華大學(xué)出版社，2005李俊壽主編《新材料概論》

北京：國防工業(yè)出版社，2004教材與參考書周達(dá)飛《材料概論》3教學(xué)內(nèi)容一.材料與材料科學(xué)二.材料的組織、結(jié)構(gòu)與性能三.材料的制備方法四.材料成型五.10種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程概述六.材料應(yīng)用七.材料與環(huán)境八.比較與選擇教學(xué)內(nèi)容一.材料與材料科學(xué)五.10種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程概述4材料概論材料與材料科學(xué)課件5第一章材料與材料科學(xué)材料的地位、作用與發(fā)展材料的定義和分類材料的要素材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢第一章材料與材料科學(xué)材料的地位、作用與發(fā)展6材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；人類的文明史以使用的主要材料來劃分為四個時代。1.1材料的地位、作用與發(fā)展石器時代→陶器→青銅器→鐵器250萬年前1萬年前公元前5000年公元前1200年材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；1.1材料的地位、作7舊石器時代

（10000年前）舊石器時代

（10000年前）8新石器時代

（距今10000-4000年）磨制石器7000年前陶器新石器時代

（距今10000-4000年）磨制石器70009青銅時代公元前5000年

青銅時代公元前5000年10鐵器時代（1）公元前1200年鐵器時代（1）公元前1200年11鐵器時代（2）

鐵器時代（2）12人類的文明史就是材料的發(fā)展史——是人類學(xué)習(xí)利用材料、制造材料、創(chuàng)新材料的歷史。人類的文明史就是材料的發(fā)展史13材料發(fā)展近代史以1712年蒸汽機(jī)發(fā)明為起點(diǎn)，近300年來，人類經(jīng)歷了4次技術(shù)革命。蒸汽機(jī)→電→原子能→計算機(jī)、生物、空間技術(shù)18世紀(jì)末19世紀(jì)末20世紀(jì)中期20世紀(jì)70年代紡織冶金機(jī)械造船電子石油化工電氣合成材料半導(dǎo)體材料新型無機(jī)材料高分子材料新型金屬材料復(fù)合材料材料發(fā)展近代史以1712年蒸汽機(jī)發(fā)明為起點(diǎn)，近300年來，人14材料是人類生存、社會發(fā)展、科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)、現(xiàn)代科技發(fā)展的先導(dǎo)我國是材料大國，但不是材料強(qiáng)國“神舟六號”飛船始返前后圖片

2005年，115小時飛行材料是人類生存、社會發(fā)展、科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)、現(xiàn)代科技發(fā)展的15材料概論材料與材料科學(xué)課件16材料是當(dāng)代文明的三大支柱之一材料、能源、信息是當(dāng)代社會文明和國民經(jīng)濟(jì)的三大支柱，是人類社會進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志之一新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)。新型材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用反映一個國家的科學(xué)技術(shù)與工業(yè)水平，關(guān)系到國家的綜合國力與安全。材料在國民經(jīng)濟(jì)中的地位材料是當(dāng)代文明的三大支柱之一材料在國民經(jīng)濟(jì)中的地位17現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)：以半導(dǎo)體材料為核心的計算機(jī)制造技術(shù)；以光導(dǎo)纖維為基礎(chǔ)的光纖通訊技術(shù)；以超導(dǎo)材料為基礎(chǔ)的磁懸浮技術(shù)；以耐熱輕質(zhì)材料為結(jié)構(gòu)材料的航空航天技術(shù)等。納米材料科學(xué)與技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新興學(xué)科，成為21世紀(jì)新技術(shù)的主導(dǎo)中心?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)：18鈦結(jié)構(gòu)自行車：“自行車發(fā)燒友”選擇鈦合金制自行車。鈦合金的應(yīng)用場合很特殊。通常用于需要抗腐蝕，耐疲勞，高彈性的場合

19

材料和生活用品鈦結(jié)構(gòu)自行車：“自行車發(fā)燒友”選擇鈦合金制自行車。鈦合金的1920

超級鋼一種汽車用鋼，比原先的輕24%，強(qiáng)度高34%，稱為超級鋼。20超級鋼20磁懸浮列車速度：500km/h核磁共振儀南京－北京只需4個小時磁懸浮列車核磁共振儀南京－北京只需4個小時21材料概論材料與材料科學(xué)課件221.2、材料的定義和分類材料是由一種化學(xué)物質(zhì)為主要成分，并添加一定的助劑作為次要成分所組成的；---一定的組成和配比可以在一定的溫度和一定壓力下使之熔融，并在模具中塑制成一定形狀；-------成型加工性冷卻后在室溫下能保持既定形狀，并可在一定條件下使用的物品；--------形狀保持性其生產(chǎn)過程必須實現(xiàn)最高的生產(chǎn)率、最低的原料成本和能耗；-------經(jīng)濟(jì)性最少地產(chǎn)生廢物和環(huán)境污染物，并且其廢棄物可以回收再利用。------回收和再生性一.材料的定義1.2、材料的定義和分類材料是由一種化學(xué)物質(zhì)為主要成分，并添23注意:材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。大多數(shù)的物質(zhì)需通過一定的工藝過程才能轉(zhuǎn)化為材料.材料可由一種物質(zhì)或若干種物質(zhì)構(gòu)成.同一種物質(zhì),由于制備或加工方法不同,可成為用途不同—不同類型的材料.注意:材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。24激光材料寶石基板材料高溫爐管切削工具催化劑Al2O3激光材料寶石基板材料高溫爐管切削工具催化劑Al2O325按化學(xué)組成分類按材料的應(yīng)用分類按材料的使用性能分類按材料結(jié)晶狀態(tài)分類二.材料的分類

按化學(xué)組成分類二.材料的分類26無機(jī)非金屬材料ROX、RNX、碳化物、硼化物及硅酸鹽、鋁酸鹽等

水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料

金屬材料金屬元素

黑色、有色、特種金屬材料

有機(jī)高分子材料H、C、O、N

塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑

復(fù)合材料兩種或兩種以上材料組成

金屬基、陶瓷基、樹脂基

1、按化學(xué)組成分類無機(jī)非金屬材料ROX、RNX、碳化物、硼化物及硅酸鹽、鋁27金屬＋陶瓷金屬金屬＋高分子無機(jī)非金屬高分子陶瓷＋高分子金屬金屬＋高分子無機(jī)非金屬高分子陶瓷＋高分子28各種金屬零部件各種金屬零部件29工程塑料制成的零件工程塑料制成的零件30高溫結(jié)構(gòu)陶瓷零件高溫結(jié)構(gòu)陶瓷零件31復(fù)合材料

用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂制得的高爾夫球桿強(qiáng)度高、重量輕、剛性好。復(fù)合材料用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂制得的高爾夫球桿32復(fù)合材料復(fù)合材料332、按材料的應(yīng)用領(lǐng)域分類建筑材料包裝材料農(nóng)用材料磁性材料

能源材料電子材料生物材料航空航天材料材料2、按材料的應(yīng)用領(lǐng)域分類建筑材料包裝材料農(nóng)用材料磁性材料能34航空、航天材料航空、航天材料35能源材料生物材料電子材料能源材料生物材料電子材料363、按材料的使用性能分類結(jié)構(gòu)材料：力學(xué)性能（彈性、塑性、硬度、抗拉等）

功能材料：除力學(xué)性能以外的其它性能（光、聲、電、磁、超導(dǎo)等功能材料）3、按材料的使用性能分類結(jié)構(gòu)材料：力學(xué)性能（彈性37結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料38光學(xué)鏡片磁性材料光學(xué)聚合物材料鐵磁芯光學(xué)鏡片磁性材料光學(xué)聚合物材料鐵磁芯3940

形狀記憶合金

管件接頭衛(wèi)星天線40形狀記憶合金管件接頭衛(wèi)星天線404、按材料的結(jié)晶狀態(tài)分類單晶材料：由一個比較完整的晶粒構(gòu)成的材料，如單晶纖維、單晶硅；多晶材料：由許多晶粒組成的材料，其性能與晶粒大小、晶界的性質(zhì)有密切的關(guān)系。非晶態(tài)材料：由原子或分子排列遠(yuǎn)程無序的固體材料，如玻璃、高分子材料。4、按材料的結(jié)晶狀態(tài)分類單晶材料：由一個比較完整的晶粒構(gòu)成的41單晶金剛石單晶金剛石42液

晶液晶431.3、材料的要素結(jié)構(gòu)與成分使用性能性質(zhì)和現(xiàn)象（化學(xué)）（工程）（物理學(xué)）合成與加工

探索這四個要素之間的關(guān)系覆蓋從基礎(chǔ)學(xué)科到工程的全部內(nèi)容。1.3、材料的要素結(jié)構(gòu)與成分使用性能性質(zhì)和現(xiàn)象（化學(xué)）（工程441、性質(zhì)/性能

力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度、硬度、鋼度、塑性、韌性物理性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)催化性質(zhì)、防腐性質(zhì)是材料功能特性和效用的定量度量和描述。（材料對電、磁、光、熱、機(jī)械載荷的反應(yīng)）性質(zhì)主要決定于材料的組成與結(jié)構(gòu)。1、性質(zhì)/性能

力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度、硬度、鋼度、塑性、韌性是452.使用性能

定義：材料在最終使用狀態(tài)下表現(xiàn)的行為。

內(nèi)容：可靠性、耐用度、有效壽命、性能價格比、安全性等各種性能指標(biāo)。它將材料的固有性質(zhì)與材料設(shè)計、工程環(huán)境及人類的需要融合一起。2.使用性能定義：材料在最終使用狀態(tài)下表現(xiàn)的行為。463、結(jié)構(gòu)與成分每一種材料都含有一種以原子和電子尺度到宏觀尺度的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)與成分的變化是影響材料性能的基本因素。結(jié)構(gòu)與成分是材料采用的合成與加工方法的結(jié)果。

宏觀組織結(jié)構(gòu)：＞10-4m肉眼可見顯微組織結(jié)構(gòu)：10-4~10-8m顯微鏡觀察原子或分子排列結(jié)構(gòu)：10-10m原子中的電子結(jié)構(gòu)：10-13m3、結(jié)構(gòu)與成分每一種材料都含有一種以原子和電子尺度到宏觀尺度474、合成與加工

合成與加工建立原子、分子和分子聚集體的新排列，在從原子尺度到宏觀尺度的所有尺度上對結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制以及高效而又競爭地制造材料和零件的演變過程。合成把各種原子或分子結(jié)合起來，制成材料所采用的方法。加工是賦予制品一定的形狀或性能。合成與加工是新技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵要素、人造材料的唯一實現(xiàn)途徑4、合成與加工合成與加工建立原子、分子和分子聚集體的新排48例一、汽車底盤材料什么結(jié)構(gòu)特性制約了強(qiáng)度和成型性能?什么性能控制強(qiáng)度?性質(zhì)/使用性能成本比強(qiáng)大小?成型性能?汽車的防撞性如何?制造成本?鐵基?鋁基?使用何種合金元素?使用量?合成/制備如何制造空氣動力學(xué)性能好的汽車底盤?如何控制制備過程以獲得高韌性、易成型的鋼鐵材料?組成結(jié)構(gòu)例一、汽車底盤材料什么結(jié)構(gòu)特性制約了強(qiáng)度和成型性能?性質(zhì)/使49制備汽車底盤的材料要求：極高的強(qiáng)度，易成型；考慮到能耗，鋼板必須薄而輕；為安全性，在撞車時，鋼板能吸收大量的能量。需考慮：成分、強(qiáng)度、重量、能量吸收性能以及延展性材料科學(xué)家需從顯微結(jié)構(gòu)上檢驗鋼材，以確定該材料是否滿足上述要求；還需采用有成本效益的方式進(jìn)行制造。還必須考慮：成型過程是否影響鋼材的力學(xué)性能？采用何種涂層可更好地提高鋼的抗腐蝕性能？這種鋼材是否易于焊接？制備汽車底盤的材料要求：50例二、三種不同的氧化鋁材料單晶多晶、低孔隙率多晶、高孔隙率制備加工過程對產(chǎn)品性能的影響例二、三種不同的氧化鋁材料單晶多晶、低孔隙率多晶、高孔隙率制511.4材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢

天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）復(fù)合材料智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）復(fù)合材料

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）復(fù)合材料智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）復(fù)合材料天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）復(fù)合材料智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）復(fù)合材料智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料天然材料（木塊、石器、骨器）

簡單合成材料（陶器、青銅和鐵）

高分子材料（合成塑料、橡膠）智能材料（隨環(huán)境和時間變化的復(fù)合材料）復(fù)合材料五代材料目標(biāo)：復(fù)合化、功能化、智能化、低維化1.4材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢天然52材料概論IntroductiontoMaterialScience王艷芬wangyanfenyu@163.com576703645@材料概論IntroductiontoMaterialS53課程的性質(zhì)《材料概論》無機(jī)化學(xué)物理化學(xué)材料工學(xué)現(xiàn)代測試方法認(rèn)識實習(xí)畢業(yè)實習(xí)畢業(yè)論文進(jìn)一步深造分析化學(xué)有機(jī)化學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)普通物理課程的性質(zhì)《材料概論》無機(jī)化學(xué)物理化學(xué)材料工學(xué)現(xiàn)代測試方法認(rèn)54教材與參考書周達(dá)飛《材料概論》

北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001施惠生主編《材料概論》

上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002顧家琳主編《材料科學(xué)與工程概論》

北京：清華大學(xué)出版社，2005李俊壽主編《新材料概論》

北京：國防工業(yè)出版社，2004教材與參考書周達(dá)飛《材料概論》55教學(xué)內(nèi)容一.材料與材料科學(xué)二.材料的組織、結(jié)構(gòu)與性能三.材料的制備方法四.材料成型五.10種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程概述六.材料應(yīng)用七.材料與環(huán)境八.比較與選擇教學(xué)內(nèi)容一.材料與材料科學(xué)五.10種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程概述56材料概論材料與材料科學(xué)課件57第一章材料與材料科學(xué)材料的地位、作用與發(fā)展材料的定義和分類材料的要素材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢第一章材料與材料科學(xué)材料的地位、作用與發(fā)展58材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；人類的文明史以使用的主要材料來劃分為四個時代。1.1材料的地位、作用與發(fā)展石器時代→陶器→青銅器→鐵器250萬年前1萬年前公元前5000年公元前1200年材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；1.1材料的地位、作59舊石器時代

（10000年前）舊石器時代

（10000年前）60新石器時代

（距今10000-4000年）磨制石器7000年前陶器新石器時代

（距今10000-4000年）磨制石器700061青銅時代公元前5000年

青銅時代公元前5000年62鐵器時代（1）公元前1200年鐵器時代（1）公元前1200年63鐵器時代（2）

鐵器時代（2）64人類的文明史就是材料的發(fā)展史——是人類學(xué)習(xí)利用材料、制造材料、創(chuàng)新材料的歷史。人類的文明史就是材料的發(fā)展史65材料發(fā)展近代史以1712年蒸汽機(jī)發(fā)明為起點(diǎn)，近300年來，人類經(jīng)歷了4次技術(shù)革命。蒸汽機(jī)→電→原子能→計算機(jī)、生物、空間技術(shù)18世紀(jì)末19世紀(jì)末20世紀(jì)中期20世紀(jì)70年代紡織冶金機(jī)械造船電子石油化工電氣合成材料半導(dǎo)體材料新型無機(jī)材料高分子材料新型金屬材料復(fù)合材料材料發(fā)展近代史以1712年蒸汽機(jī)發(fā)明為起點(diǎn)，近300年來，人66材料是人類生存、社會發(fā)展、科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)、現(xiàn)代科技發(fā)展的先導(dǎo)我國是材料大國，但不是材料強(qiáng)國“神舟六號”飛船始返前后圖片

2005年，115小時飛行材料是人類生存、社會發(fā)展、科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)、現(xiàn)代科技發(fā)展的67材料概論材料與材料科學(xué)課件68材料是當(dāng)代文明的三大支柱之一材料、能源、信息是當(dāng)代社會文明和國民經(jīng)濟(jì)的三大支柱，是人類社會進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志之一新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)。新型材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用反映一個國家的科學(xué)技術(shù)與工業(yè)水平，關(guān)系到國家的綜合國力與安全。材料在國民經(jīng)濟(jì)中的地位材料是當(dāng)代文明的三大支柱之一材料在國民經(jīng)濟(jì)中的地位69現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)：以半導(dǎo)體材料為核心的計算機(jī)制造技術(shù)；以光導(dǎo)纖維為基礎(chǔ)的光纖通訊技術(shù)；以超導(dǎo)材料為基礎(chǔ)的磁懸浮技術(shù)；以耐熱輕質(zhì)材料為結(jié)構(gòu)材料的航空航天技術(shù)等。納米材料科學(xué)與技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新興學(xué)科，成為21世紀(jì)新技術(shù)的主導(dǎo)中心。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)：70鈦結(jié)構(gòu)自行車：“自行車發(fā)燒友”選擇鈦合金制自行車。鈦合金的應(yīng)用場合很特殊。通常用于需要抗腐蝕，耐疲勞，高彈性的場合

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材料和生活用品鈦結(jié)構(gòu)自行車：“自行車發(fā)燒友”選擇鈦合金制自行車。鈦合金的7172

超級鋼一種汽車用鋼，比原先的輕24%，強(qiáng)度高34%，稱為超級鋼。20超級鋼72磁懸浮列車速度：500km/h核磁共振儀南京－北京只需4個小時磁懸浮列車核磁共振儀南京－北京只需4個小時73材料概論材料與材料科學(xué)課件741.2、材料的定義和分類材料是由一種化學(xué)物質(zhì)為主要成分，并添加一定的助劑作為次要成分所組成的；---一定的組成和配比可以在一定的溫度和一定壓力下使之熔融，并在模具中塑制成一定形狀；-------成型加工性冷卻后在室溫下能保持既定形狀，并可在一定條件下使用的物品；--------形狀保持性其生產(chǎn)過程必須實現(xiàn)最高的生產(chǎn)率、最低的原料成本和能耗；-------經(jīng)濟(jì)性最少地產(chǎn)生廢物和環(huán)境污染物，并且其廢棄物可以回收再利用。------回收和再生性一.材料的定義1.2、材料的定義和分類材料是由一種化學(xué)物質(zhì)為主要成分，并添75注意:材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。大多數(shù)的物質(zhì)需通過一定的工藝過程才能轉(zhuǎn)化為材料.材料可由一種物質(zhì)或若干種物質(zhì)構(gòu)成.同一種物質(zhì),由于制備或加工方法不同,可成為用途不同—不同類型的材料.注意:材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。76激光材料寶石基板材料高溫爐管切削工具催化劑Al2O3激光材料寶石基板材料高溫爐管切削工具催化劑Al2O377按化學(xué)組成分類按材料的應(yīng)用分類按材料的使用性能分類按材料結(jié)晶狀態(tài)分類二.材料的分類

按化學(xué)組成分類二.材料的分類78無機(jī)非金屬材料ROX、RNX、碳化物、硼化物及硅酸鹽、鋁酸鹽等

水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料

金屬材料金屬元素

黑色、有色、特種金屬材料

有機(jī)高分子材料H、C、O、N

塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑

復(fù)合材料兩種或兩種以上材料組成

金屬基、陶瓷基、樹脂基

1、按化學(xué)組成分類無機(jī)非金屬材料ROX、RNX、碳化物、硼化物及硅酸鹽、鋁79金屬＋陶瓷金屬金屬＋高分子無機(jī)非金屬高分子陶瓷＋高分子金屬金屬＋高分子無機(jī)非金屬高分子陶瓷＋高分子80各種金屬零部件各種金屬零部件81工程塑料制成的零件工程塑料制成的零件82高溫結(jié)構(gòu)陶瓷零件高溫結(jié)構(gòu)陶瓷零件83復(fù)合材料

用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂制得的高爾夫球桿強(qiáng)度高、重量輕、剛性好。復(fù)合材料用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂制得的高爾夫球桿84復(fù)合材料復(fù)合材料852、按材料的應(yīng)用領(lǐng)域分類建筑材料包裝材料農(nóng)用材料磁性材料

能源材料電子材料生物材料航空航天材料材料2、按材料的應(yīng)用領(lǐng)域分類建筑材料包裝材料農(nóng)用材料磁性材料能86航空、航天材料航空、航天材料87能源材料生物材料電子材料能源材料生物材料電子材料883、按材料的使用性能分類結(jié)構(gòu)材料：力學(xué)性能（彈性、塑性、硬度、抗拉等）

功能材料：除力學(xué)性能以外的其它性能（光、聲、電、磁、超導(dǎo)等功能材料）3、按材料的使用性能分類結(jié)構(gòu)材料：力學(xué)性能（彈性89結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料90光學(xué)鏡片磁性材料光學(xué)聚合物材料鐵磁芯光學(xué)鏡片磁性材料光學(xué)聚合物材料鐵磁芯9192

形狀記憶合金

管件接頭衛(wèi)星天線40形狀記憶合金管件接頭衛(wèi)星天線924、按材料的結(jié)晶狀態(tài)分類單晶材料：由一個比較完整的晶粒構(gòu)成的材料，如單晶纖維、單晶硅；多晶材料：由許多晶粒組成的材料，其性能與晶粒大小、晶界的性質(zhì)有密切的關(guān)系。非晶態(tài)材料：由原子或分子排列遠(yuǎn)程無序的固體材料，如玻璃、高分子材料。4、按材料的結(jié)晶狀態(tài)分類單晶材料：由一個比較完整的晶粒構(gòu)成的93單晶金剛石單晶金剛石94液

晶液晶951.3、材料的要素結(jié)構(gòu)與成分使用性能性質(zhì)和現(xiàn)象（化學(xué)）（工程）（物理學(xué)）合成與加工

探索這四個要素之間的關(guān)系覆蓋從基礎(chǔ)學(xué)科到工程的全部內(nèi)容。1.3、材料的要素結(jié)構(gòu)與成分使用性能性質(zhì)和現(xiàn)象（化學(xué)）（工程961、性質(zhì)/性能

力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度、硬度、鋼度、塑性、韌性物理性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)催化性質(zhì)、防腐性質(zhì)是材料功能特性和效用的定量度量和描述。（材料對電、磁、光、熱、機(jī)械載荷的反應(yīng)）性質(zhì)主要決定于材料的組成與結(jié)構(gòu)。1、性質(zhì)/性能

力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度、硬度、鋼度、塑性、韌性是972.使用性能

定義：材料在最終使用狀態(tài)下表現(xiàn)的行為。

內(nèi)容：可靠性、耐用度、有效壽命、性能價格比、安全性等各種性能指標(biāo)。它將材料的固有性質(zhì)與材料設(shè)計、工程環(huán)境及人類的需要融合一起。2.使用性能定義：材料在最終使用狀態(tài)下表現(xiàn)的行為。983、結(jié)構(gòu)與成分每一種材料都含有一種以原子和電子尺度到宏觀尺度的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)與成分的變化是影響材料性能的基本因素。結(jié)構(gòu)與成分是材料采用的合成與加工方法的結(jié)果。

宏觀組織結(jié)構(gòu)：＞10-4m肉眼可見顯微組織結(jié)構(gòu)：10-4~10-8m顯微鏡觀察原子或分子排列結(jié)構(gòu)：10-10m原子中的電子結(jié)構(gòu)：10-13m3、結(jié)構(gòu)與成分每一種材料都含有一種以原子和電子尺度到宏觀尺度994、合成與加工

合成與加工建立原子、分子和分子聚集體的新排列，在從原子尺度到宏觀尺度的所有尺度上對結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制以及高效而又競爭地制造材料和零件的演變過程。合成把各種原子或分子結(jié)合起來，制成材料所采用的方法。加工是賦予制品一定的形狀或性能。合成與加工是新技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵要素、人造材料的唯一實現(xiàn)途徑4、合成與加工合成與加工建立原子、分子和分子聚集體的新排100例一、汽車底盤材料什么結(jié)構(gòu)特性制約了強(qiáng)度和成型性能?什么性能控制強(qiáng)度?性質(zhì)/使用性能成本比強(qiáng)大小?成型性能?汽車的防撞性如何?制造成本?鐵基?鋁基?使用何種合金元素?使用量?合成/制備如何制造空氣動力學(xué)性能好的汽車底盤?如何控制制備過程以獲得高韌性、易成型的鋼鐵材料?組成結(jié)構(gòu)例一、汽車底盤材料什么結(jié)構(gòu)特性制約了強(qiáng)度和成型性能?性質(zhì)/使101制備汽車底盤的材料要求：極高的強(qiáng)度，易成型；考慮到能耗，鋼板必須薄而輕；為安全性，在撞車時，鋼板能吸收大量的能量。需考慮：成分、強(qiáng)度、重量、能量吸收性能以及延展性材料科學(xué)家需從顯微結(jié)構(gòu)上檢驗鋼材，以確定該材料是