【2017年整理】材料化学1绪论.ppt

;●纳米热！超导热！新材料热！化学学生学点材料知识有好处！ ●本科程从材料的组成、结构、性能和应用的关联角度介绍材料，化学味浓！结构味浓！ ●本课程为化学类各专业核心平台课程，学时36，学分2。 ●好好听完每一节课，课后做做习题，随即点名，3次不到取消考试资格。课程结束考试采用笔试方式，占80～70％。;第1章 材料化学绪论;什么叫材料？ ●国外2部大型辞书对材料的定义： ;●国内大型辞书《辞海》： 人们把自然界经过开采而获得的劳动对象称为原料。自然界自然存在而未经过人类任何劳动输入的就不能称为原料。例如，开采出来的矿物是冶金的原料，种植出来的小麦是制造面粉的原料，单采掘工业中就没有原料。在加工工业中，一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为原料，把经过工业加工的原料（如钢铁、水泥）称为材料。材料和原料合称为原材料。 《辞海》定义可以总结为：经过人类劳动而取得的劳动对象称为原料，经过二次加工的原料称为材料。; ●上述定义的欠缺及使用不便 共性 3个定义都指出了：材料是用来制作某种物件或完成事情。 差异 两种英文定义均未能指出材料使用过程中本质方面的变化。 辞海的定义虽然阐明了原料和材料之间的联系和区别，但也没有指出材料在使用中本质的变化。 ●使用这些定义在实际中带来不便： ①化工品烧碱(NaOH)？ 按定义应是材料，但类似不胜枚举的化工产品都是原料。 ②来自采掘工业的沙石、木材等等？ 按定义似乎应是原料，习惯上将其归入建筑材料。 思考？食盐在加工中失去了其原质。 烧碱在应用于其它化工加工过程时，也要失去原质。所以，食盐和烧碱一般都看作是化工原料。原料在加工中一般均失去了原质。 ;怎样定义材料？ ●借助两个英语词组来说明材料的含义： “ made of ” 指构成或制成物品后，其物质的原质没有发生变化； “made from ” 指构成或制成物品后，其物质的原质已经发生变化，即失去了原质。 ●在《辞海》定义基础上修改材料定义： ;1.2材料的分类 ⑴按照材料的化学属性可以分为4类：;⑵按材料的性能分类;★材料的功能及其示例 热学性能——热容、热传导、热稳定； 光学性能——与光的作用、吸光、发光和透光性； 电学性能——导电、介电和压电性等； 磁学性能——永磁、硬磁、软磁等； 化学性能——反应性、催化等； 生物功能——人造器官、骨骼和牙齿等。 举例： ①弹性材料——应用力学性能——用于非结构目的——属于功能材料； ②结构陶瓷——应用力学性能——用于结构目的 ——属于结构材料； ③普通玻璃——应用光学性能——用于结构目的 ——属于结构材料； ④耐 火 砖——应用热学性能——用于结构目的 ——属于结构材料。;金属材料;（4）从固体材料的存在相态看;无机非金属材料——陶瓷材料 多相材料; 由数百个乃至上千个原子组成的至少在一维方向的尺度在0～20nm。因此它属于微观和宏观之间的介观范畴，具有不同于宏观材料的诸多特殊性质！ 从材料属性看，有纳米金属、纳米合金，纳米氧化物和纳米化合物等；从存在尺度形态讲，有纳米粒子，纳米棒，纳米膜；还有纳米管，纳米器件等。 纳米技术采用“自下而上”（bottom up）的思路，以超分子化学（组装技术）和分子电子学（功能分子）为基础正在发展分子器件，而我国科学家的研究走在国际的前端。;纳米银粒子;分子马达 Molecular motor; 与复合材料存在多相组成不同，有机-无机组分间是在原子分子水平上的复合，结合方式自然是强化学键和弱化学键，已构成了功能杂化材料领域。从80年代开始，日本理部化学研究所山田瑛、雀部博之等人，应用化学中“杂化”（hydrid）概念而提出。指两种以上不同种类的有机、无机、金属材料在原子、分子水平上杂化，从而产生具有新型原子、分子集合结构的物质。这种材料具有许多新性能和用途。;超微粒化 （0D）;复合材料; 以石头制造工具。可以划分为旧石器时代（公元前2~3百万年至约1万年），从原始部落到母系社会；中石器时代（公元前约1万年至7~8千年）；新石器时代（公元前7~8千年至6千年）。这期间，我们的祖先以石器为主要工具，在寻找石器的过程中认识了矿石，发明了火，制造了第1种人造材料——陶，并在烧陶过程中发展了冶铜术，开创了冶金技术。;铁器时代;⑵材料的发展过程; 在20世纪初期出现了化工合成产品，其中合成塑料、合成橡胶和合成纤维已广泛地是用于生产和生活中。从19