工程材料(EngineeringMaterials)課件

17四月2024工程材料(EngineeringMaterials)0.1中華民族對材料發(fā)展的重大貢獻0.2新材料新工藝迅速發(fā)展0.3工程材料的分類0.4工程材料學(xué)的任務(wù)緒論0.1中華民族對材料發(fā)展的重大貢獻

材料(materials)是人類用來制作各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是先于人類存在的，是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。反映人類社會文明的水平。石器的制造和使用陶器與瓷器的發(fā)明和使用我國勞動人民創(chuàng)造了燦爛的青銅文化鐵器的生產(chǎn)和應(yīng)用鋼的熱處理技術(shù)達到相當(dāng)高的水平絲綢——天然高分子材料緒論石器的制造和使用在人類的發(fā)展史上，最先使用的工具是石器。中華民族的祖先用堅硬的容易縱裂成薄片的燧石和石英石等天然材料制成石刀、石斧、石鋤。緒論陶器與瓷器的發(fā)明和使用

東漢時期發(fā)明了瓷器。于9世紀傳到非洲東部和阿拉伯國家，13世紀傳到日本，十五世紀傳到歐洲。瓷器成為中國文化的象征，對世界文明產(chǎn)生了極大的影響。新石器時代(公元前6000年～公元前5000年)，中華民族的先人們用粘土(主要成分為SiO2，Al2O3)燒制成陶器。馬家窯(甘肅)文化時期的陶器表面彩繪有條帶紋、波紋和舞蹈紋等，制品有炊具、食具、盛儲器皿等。瓷器陶器緒論我國勞動人民創(chuàng)造了燦爛的青銅文化

夏朝(公元前2140年始)以前我國青銅的冶煉就開始。

殷、西周時期已發(fā)展到很高的水平。

青銅主要用于制造各種工具、食器、兵器。

春秋戰(zhàn)國時期《周禮·考工記》六分其金而錫居一，謂之鐘鼎之齊(劑）；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢之齊；金、錫半，謂之鑒燧之齊。凡鑄金之狀，金與錫黑濁之氣竭，黃白次之，黃白之氣竭，青白次之，青白之氣竭，青色次之，然后可鑄也。司母戊鼎重達8750N,外型尺寸為1.33m×0.78m×1.10m緒論鐵器的生產(chǎn)和應(yīng)用鐵人春秋戰(zhàn)國時期開始大量使用鐵器。

從興隆戰(zhàn)國鐵器遺址中發(fā)掘出了澆鑄農(nóng)具用的鐵模，冶鑄技術(shù)已由泥砂造型水平進入鐵模鑄造的高級階段。黃河鎮(zhèn)河大鐵牛(唐開元12年鑄)我國古代創(chuàng)造了三種煉鋼方法:

1.從礦石中直接煉出自然鋼。用這種鋼做的劍在東方各國享有盛譽，東漢時傳入了歐洲；

2.西漢時期的經(jīng)過“百次”冶煉鍛打的百煉鋼；

3.南北朝時期生產(chǎn)的灌鋼。先煉鐵后煉鋼的兩步煉鋼技術(shù)我國要比其它國家早1600多年。西漢時期

煉鐵技術(shù)有很大的提高，采用煤作為煉鐵的燃料，比歐洲早1700多年。在河南鞏縣漢代冶鐵遺址中，發(fā)掘出20多座冶鐵爐和鍛爐。爐型龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并有鼓風(fēng)裝置和鑄造坑。生產(chǎn)規(guī)模壯觀。緒論鋼的熱處理技術(shù)達到相當(dāng)高的水平西漢《史記·天官書》中有“水與火合為淬”一說，正確地說出了鋼鐵加熱、水冷的淬火熱處理工藝要點?！稘h書·王褒傳》中記載有“巧冶鑄干將之樸，清水淬其鋒”的制劍技術(shù)。明代科學(xué)家宋應(yīng)星在《天工開物》一書中對鋼鐵的退火、淬火、滲碳工藝作了詳細的論述。0.2新材料新工藝迅速發(fā)展一、新材料新工藝迅速發(fā)展高分子材料迅速發(fā)展陶瓷材料引人注目復(fù)合材料前途廣闊功能材料發(fā)展很快二、我國在新材料新工藝的研究和應(yīng)用方面取得重大成果高分子材料迅速發(fā)展

從20世紀60年代到70年代，高分子材料每年以14％的速度增長，而金屬材料的年增長率僅為4％。到70年代中期，全世界的高分子材料和鋼的體積產(chǎn)量已經(jīng)相等；除了用作結(jié)構(gòu)材料代替鋼鐵外，目前正在研究和開發(fā)具有良好導(dǎo)電性能和耐高溫的高分子材料。

滌綸安全帶尼龍齒輪陶瓷材料引人注目耐磨陶瓷陶瓷材料除了具有許多特殊性能作為重要的功能材料(例如可作光導(dǎo)纖維、激光晶體等)以外，其脆性和抗熱震性正在逐步獲得改善，是最有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。機器零件和工程結(jié)構(gòu)已不再只使用金屬材料制造了。絕緣陶瓷復(fù)合材料前途廣闊玻璃鋼賽車殼體

玻璃纖維樹脂復(fù)合材料(即玻璃鋼)、碳纖維樹脂復(fù)合材料已應(yīng)用于宇航和航空工業(yè)中制造衛(wèi)星殼體、宇宙飛行器外殼、飛機機身、螺旋槳等、發(fā)動機葉輪等；

在交通運輸工業(yè)中制造汽車車身、輕型船艇等；

在石油化工工業(yè)中制造耐酸、耐堿、耐油的容器、管道等。玻璃鋼儲液罐功能材料發(fā)展很快

光纜近年來超導(dǎo)材料、磁性材料、形狀記憶材料、信息材料等各種功能材料有很大的發(fā)展。磁浮列車（時速430公里）研制成功性能優(yōu)越、用途廣泛的新型結(jié)構(gòu)鋼—貝氏體鋼；研制出零電阻溫度為128.7K的Tl-Ca-Ba-Cu-O超導(dǎo)體(鉈系超導(dǎo)體)；鎂鋁合金的開發(fā)和應(yīng)用研究取得重大成果。鎂鋁合金葉輪鎂鋁合金手機殼重大成果重大成果材料快速成型技術(shù)和材料表面處理技術(shù)在我國得到迅速發(fā)展。

分層實體快速成形減速機箱體原型熔融沉積快速成形葉輪原型激光表面淬火、激光熔涂技術(shù)已在汽車發(fā)動機缸套、凸輪軸、石油抽油管、紡織用錠桿等零件的表面強化上得到應(yīng)用。

重大成果航空、航天事業(yè)迅速崛起，帶動航空、航天材料的發(fā)展。1966年我國成功發(fā)射人造衛(wèi)星；1999年11月21日我國載人航天工程第一艘試驗飛船“神舟”一號飛行成功；2003年10月15日中國第一艘載人飛船“神舟”五號飛行成功。人造衛(wèi)星運載火箭“神舟”五號飛行成功飛船重大成果

研制了超7隱形戰(zhàn)斗機，2003年8月30日首飛成功。超7隱形戰(zhàn)斗機

殲7E戰(zhàn)斗機在C60和碳納米管新型碳材料的研究方面取得許多新的成果,利用碳納米管作為襯底,制備出均勻、致密的金剛石薄膜，并用碳納米管作為晶須增強復(fù)合材料，制作納米復(fù)合材料。碳納米管0.3工程材料的分類金屬材料①黑色金屬—鐵和以鐵為基的合金(鋼、鑄鐵等)②有色金屬—黑色金屬以外的所有金屬及其合金。2．高分子材料

①塑料—主要指工程塑料。又分熱塑性和熱固性塑料②合成纖維—由單體聚合而成再經(jīng)過機械處理成纖維材料。③橡膠—經(jīng)硫化處理，彈性優(yōu)良的聚合物。分通用和特種橡膠。④膠粘劑—分樹脂型、橡膠型和混合型。3．陶瓷材料①普通陶瓷—主要為硅、鋁氧化物的硅酸鹽材料.②特種陶瓷—高