材料工程导论绪论.ppt

* 中国四川省广汉市 材料工程导论 Introduction for Materials Engineering 张振忠 博士, 教授 2012年2月20日 绪 论 本章要求： 1、了解材料工程及其单元操作的概念； 2、了解本课程的内容及学习方法； 3、熟悉物理量的单位及量纲； 4、了解物料衡算与能量衡算。 绪 论 任课教师简介：njutzhangzz@126.com Tel. :、材料工程与单元操作 二、材料工程导论课程 三、物理量单位与量纲 四、物料衡算与能量衡算 使用教材 1、 王志魁.《化工原理》，北京：化学工业出版社，2005年1月，第三版 2、林柏年，魏尊杰. 金属热态成型传输原理，哈尔滨：哈工大出版社，2000，第一版－第七章 3、孙晋涛.《硅酸盐工业热工基础》，武汉：武汉理工大学出版社，1999年-第四章 4、蔡增寿. 流体力学泵与风机. 北京：机械工业出版社，2002年. –第一章参考 一、材料工程与单元操作 1、材料的概念 用于制造有用物件的物质。是社会发展的基础，精神文明的标志，现代科学基础的重要支柱之一。社会发展以材料化分： 木器－石器－铜器－铁器－高分子－新材料 新材料：复合材料、功能材料、智能材料、结构材料 材料技术、信息技术、生物技术、能源技术被誉为现代文明的支柱。 青铜器 四羊方尊 大禾人面方鼎 司母戊鼎 1939年安阳武官村出土，高133厘米，重833千克，是中国目前发现最重的青铜器。 司母戊鼎 三星堆 铸于商代晚期立人像，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。 铸于商代晚期突目面具，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，其造型在世界上亦属首见。 制作车间的富贵弥勒大佛按比例缩小模型 2002年南京晨光集团为泰国铸制的世界最大的青铜弥勒大佛，膝广15米，高19米，重量达100吨左右。 工人在清理已制作成型的佛手石膏模型 夏钺(yue) 戈ge 铁器 湖南长沙砂子塘 战国凹形铁锄 铁器 万吨液压机 现代机床 auto parts, motorcycle parts, 一、材料工程及单元操作 2、材料科学与材料工程 ● 材料科学（MS）：材料成分、组织及性能的关系。 ● 材料工程（ME）：根据使用要求，应用材料科学知识，采用合理的工艺流程及设备经济高效的生产出高性能的材料零件。与工业生产直接相关。 一、材料工程及单元操作 ● 材料生产的特点：单元操作，高能量的输入及输出 如：普通水泥、陶瓷材料的生产过程 金属材料的生产过程：铸造，焊接等 ● 生产原理：物理加工过程－机械过程 物理化学变化过程－热工过程 ● 共性过程：“三传一反” 动量传输、热量传输、质量传输、反应工程 一、材料工程及单元操作 材料生产过程（物理、化学过程）：也由化学反应和若干物理操作过程组合起来的。 单元操作的研究内容：单元操作的基本原理；单元操作典型设备的结构；单元操作设备选型设计计算。 原料预处理 化学反应 产物后处理 物理过程 单元操作 化学反应过程 反应器 物理过程 单元操作 铸件 型腔 金属液 铸型 浇包 型芯 铸造过程 砂型铸造一般工艺流程 ? 铸件常见缺陷casting flaw 冷隔cold shut 、浇不足Miss run 气孔 gas hole (porosity) 粘砂、夹砂inclusions 砂眼sand hole 缩孔skrinage porosity 与缩松skrinage browhole 热裂纹thermal cracking与冷裂纹crack 与三传过程直接相关。 一、材料工程及单元操作 水泥生产过程：“两磨一烧” 水泥生产过程 二、材料工程导论课程 ● 材料工程导论课程：研究材料加工单元操作中一些共性的过程，如流体流动、传热、传质和干燥、燃烧等过程的基本规律及典型设备。 ●性质：专业基础课。 ●内容：1、流体流动 （增加相似理论16学时）；2、流体输送机械（6学时）；3、传热及换热器（12学时）；4、燃料燃烧及燃烧计算（增加部分，6学时）；5、质量传输（6～7学时）；6、干燥（6～7学时）；7、三传过程数值模拟简介（6学时）。 ●学习方法及注意点：熟悉基本理论及基本计算；理论联系实际；工程意识的建立；单位的选用。 ● 考核：平时成绩20％（作业、出勤），考试80％。 三、物理量单位与量纲 1、物理量的单位 ● 基本单位：选择几个独立的物理量，并以使用方便原则规定单位； ● 导出单位：由