材料科学基础-第1章.pptx

材料科学基础 1 教学大纲 适用专业：材料成型及控制工程 课程类别：专业必修课 先修课程：大学物理、基础化学、物理化学等 上课时间： 2-17周 总 学 时：64 学 分：4.0 考核方式：闭卷考试 2 教学大纲 考核方式：平时考核与期末考试相结合。 3 教材 《材料科学基础》 第2版 西安交通大学 石德珂主编 机械工业出版社 2003.7 4 课程的性质与任务 阐明材料的组成、结构、性质之间的相互关系，以及在各种条件下的变化规律。为指导材料的生产和研制特定性能的新材料提供理论依据和线索。为成型专业课的学习奠定坚实的理论基础。 要求学生能掌握材料学科范围内的基本理论和物理化学过程的变化规律，并能运用所学的基本原理和知识，对工艺上的物理化学问题，对组成-结构-性能的关系作初步的分析和解释。 5 导 论 6 一、材料科学的重要地位 七个时代造就材料辉煌 导 论 7 七个时代 的划分 公元前10万年 1.石器时代 2.青铜器时代 3.铁器时代 4.水泥时代 5.钢时代 6.硅时代 7.新材料时代 公元前3000年 公元前1000年 公元0年 1800年 1950年 1990年 导 论 8 七个时代 的特征 1.石器时代 石斧 漫长而又曲折的历程： 导 论 9 七个时代 的特征 2.青铜时代 导 论 10 七个时代 的特征 3.铁器时代 铁 商朝中期（距今有3100-3600年）的墓穴中发现—— 铁刃铜钺，是一件镶有铁刃的青铜斧状兵器。 炼铁——4000年前，地处西亚的安纳脱利地区赫梯人。 把人类带进铁器时代的是发明家贝塞麦。 贝塞麦是英国人，1813年1月19日出生在哈福德郡的查尔顿。 导 论 11 七个时代 的特征 4.水泥时代 住 缘木而居——山洞——粘土——石膏（埃及金字塔） 我国：石灰（长城） 意大利、日本：火山灰 水泥：粘土和石灰混合煅烧 1824年英国人阿斯普丁 18世纪初俄国建筑工程师叶伐尔 契利耶夫 1985年，在我国甘肃省秦安县大地湾村，发现一个新石器时代文化遗址，其地坪为325号硅酸盐水泥 钢筋混凝土 法国园艺师蒙尼亚和俄国建筑师别列柳布斯基 导 论 12 七个时代 的特征 5.钢时代 钢 中国——千锤百炼； 汉朝以后出现炒钢、团钢； 直到19世纪前半叶，人类还在已经经历了2000多年的铁器时代里徘徊，并没有真正跨入钢铁时代的大门。 锰钢——英国的哈德菲尔德（Mn13%） 不锈钢——英国的布里而利 金属玻璃——杜微滋（美国）发现（1959），增本（日本）发现（1969） 导 论 13 6.硅时代 七个时代 的特征 导 论 14 七个时代 的特征 7.新材料时代 是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。 新材料技术则是按照人的意志，通过物理研究、 材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。 导 论 15 二、各种材料概况 ●按属性分 金属材料（钢铁材料、有色金属） 陶瓷材料 （工程陶瓷、结构陶瓷） 高分子材料（塑料、合成纤维、橡胶） 导 论 16 三、材料性能与内部结构的关系 ★从材料的内部结构，可分为四个层次： 结合键 原子结构 显微组织 原子排列方式 导 论 17 三、材料性能与内部结构的关系 ★材料的四要素 导 论 18 四、材料的制备与加工工艺对性能的影响 导 论 19 四、材料的制备与加工工艺 对性能的影响 单晶材料 导 论 20 四、材料的制备与加工工艺 对性能的影响 单晶材料 导 论 21 单晶材料 22 激情时刻 第 一 章 材 料 结 构 的 基 本 知 识 23 第 一 章 材 料 结 构 的 基 本 知 识 本章教学要点 24 第一节 原子结构 第二节 原子结合键 第三节 原子排列方式 第四节 晶体材料的组织 第五节 材料的稳态结 构与亚稳态结构 第 一 章 材 料 结 构 的 基 本 知 识 25 不同的材料具有不同的性能，同一材料经过加工也会有不同的性能，这些都归结为内部的结构不同。 结构大致可分为四个层次：原子结构、原子结合键、材料中原子的排列以及晶体材料的显微组织。 概 述 第一节 原 子 结 构 26 一、原子的电子排列 可看成是原子核及分布在核周围的电子组成。 原子 第一节 原 子 结 构 27