【2017年整理】机械工程材料--一.ppt

Mechanical Engineering Materials机 械 工 程 材 料 ---材料科学基础Ι 内 容 提 要 0 绪论 0.1 学习《机械工程材料》课程的重要性 0.2 《机械工程材料》的目的和要求 1 机械工程材料的结构 1.1 材料的原子键合与排列方式（自学） 1.2 固体材料的晶体结构特点 1.3 实际晶体的结构特征 0.1 学习《机械工程材料》课程的重要性The Importance for Studying Mechanical Engineering Materials（见教材绪论P1~3） 0.1.1 材料与材料科学的发展及其在国民经济中的地位 1. 材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑 2. 发展中的材料大家族（材料的分类） 3. 材料、特别是新型材料，是发展高科技的先导和基石 4. 21世纪材料的发展趋势与可持续发展战略 0.1.2 《机械工程材料》与所学专业的关系 1.材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑 1. 材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑  1. 材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑 2. 材料的主要分类（按化学成分） 2. 材料的主要分类（按性能） 2. 材料的主要分类（按性能） 材料，特别是新型材料，是发展高科技的先导和基石 何谓新型材料？ 由航天飞机两次失事看 新型材料的重要性 新技术的需要促进了新型材料的不断发展 （1）新型材料的含义 新型材料一般指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料，主要包括新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料，它具有多学科交叉和知识密集、技术密集的特点，是一类品种繁多、结构特性好、功能强、附加值高、更新换代快的材料。 传统材料是指已在大量生产、价格一般较低、在工业应用上已有长期使用经验和数据的材料。但是，新型材料解密后，开始商业化及大量生产、并积累了经验之后，就成为传统材料了；也可能一些传统材料采用特殊高科技工艺加工后，具有了新的、更优良的性能，则就成为新型材料了。 （2）由9.3阅兵武器装备看 新型材料的重要性 （2）由9.3阅兵武器装备看 新型材料的重要性 （3）新技术的需要促进了新型材料的不断发展 例如，信息传输技术的发展。要架设1000km长的同轴电缆，电缆，大约需要铜50000t，铅200000t；采用新型材料光导纤维，仅需几十kg的石英玻璃即可。若用廉价的有机玻璃代替石英用于光纤，更具重要意义。利用光导纤维进行远距离通信的效率要比电缆通信提高10亿倍以上。 随着经济的飞速发展和科学技术的不断进步，对材料的要求越来越苛刻，结构材料向高比强、高强韧性、耐高温、耐腐蚀、抗辐照以及多功能方向发展。 新型材料在不断地涌现,层出不穷。 新材料涉及领域广泛，主要包括新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料，其范围随着经济发展、科技进步、产业升级不断发生变化。 国家“十二五”规划主要包括以下六大领域：①特种金属功能材料。具有独特的声、光、电、热、磁等性能的金属材料。②高端金属结构材料。较传统金属结构材料具有更高的强度、韧性和耐高温、抗腐蚀等性能的金属材料。③先进高分子材料。具有相对独特物理化学性能、适宜在特殊领域或特定环境下应用的人工合成高分子新材料。④新型无机非金属材料。在传统无机非金属材料基础上新出现的具有耐磨、耐腐蚀、光电等特殊性能的材料。⑤高性能复合材料。由两种或两种以上异质、异型、异性材料（一种作为基体，其他作为增强体）复合而成的具有特殊功能和结构的新型材料。⑥前沿新材料。当前以基础研究为主，未来市场前景广阔，代表新材料科技发展方向，具有重要引领作用的材料。 21世纪对材料提出的新要求与可持续发展战略 （1） 时代对材料提出新的要求 i.结构与功能相结合 要求材料不仅能作为结构材料使用，而且具有特殊的功能或多种功能，正在开发研制的梯度功能材料和生物材料即是属于此。 ii.智能化 要求材料本身具有感知、自我调节和反馈能力，即具有敏感和驱动双重功能。 iii.减少污染 为了人类的健康和生存，要求材料的制作和废弃过程中对环境产生的污染尽可能少。 iv.可再生性 是指一方面可保护和充分利用自然资源，另一方面又不为地球积存太多的废物，而且能再次利用。 v.节省能源 制造材料时耗能尽可能少，同时又可利用新开发的能源。 vi.长寿命 要求材料