材料合成与加工前言与绪论-培训课件.ppt

1960’s 制作越来越小的硅芯片 1966年，一位英籍华人高琨博士发表一篇著名的论文，首次提出，解决玻璃纯度和成分问题，就能够得到光传输衰减很小的玻璃纤维，并指出提高玻璃的纯度可以减少光传播过程中的损耗。1970年美国康宁公司将这一科研成果开发为商品，用高纯石英玻璃制造出了现代光导纤维。这种光纤是一种比头发还细的高纯度玻璃丝,一根细丝就能同时传输2000路通话，并且不失真、不受环境干扰、不易被窃听、还传输特别快，光缆一秒钟传输的距离若改用铜缆则要花上20个小时，快了72000倍。 光导纤维 光导纤维奠定了当代信息革命的基础 1980’s ，高温超导体，高温超导的革命时代 汽车由于种种原因在不断发展：燃料短缺，空气污染，全球危机——迫使政府对汽车行业加以控制。但是一些汽车制造商已能依仗自力，主动参与到革新中 —— 福特2000与西纳给2010，材料科学领域给推进系统（包含内燃，气体涡轮机，及燃料电池等混合电气系统）带来发展。铝合金工艺及低阻缆线等领域的进展将使未来汽车行驶的更远，热耗减少，噪音也将比现在的汽车更小。 未来汽车材料 轿车制造 桥梁建造 智能传感材料 机器人制造 远程感应材料 摩天大厦与建筑材料 美国商业部对2000年12项新型技术的预测 项目 产值/亿美元 所占比例/％ 分类 先进材料× 超导材料 1500 50 42.1 1.4 新兴材料 先进半导体器件 数字图象技术 高密度数字存储器 高功能计算机 光电子 750 40 150 500 40 21.1 1.1 4.2 14.0 1.1 新型电子与信息技术 人工智能 柔性集成加工 传感技术 50 200 50 1.4 5.6 1.4 新型生产系统 生物技术 医疗与诊断装置 150 80 4.2 2.3 新型生命科学 技术 合计 3560 100 ×先进材料包括特种陶瓷，陶瓷基和金属基复合材料，金属间化合物与轻合金，先进塑料，表面改性材料，金刚石薄膜，膜材料及生物材料等。 4、材料对人类的意义 适应性－与人类社会发展相适应 标志性－标志人类智慧的程度 推动性－高科技材料推动工业技术的发展 革命性－材料引起技术的革命，引起人类 革命 决定性－材料及其技术决定人类 现代化的建筑和现代化的室内装修要求优质的新型建筑材料 新型的显示技术和照明技术要求性能优良的新型荧光材料 高密小型电池及燃料电池要求新型电极材料和电解质材料 高密度的新型信息存储器件对磁性材料有新的要求 通讯技术要求光纤的衰减更小,中继距离更长 更高的超导转变温度，实用化 三基色荧光粉 微波介电陶瓷 白色发光二极管 超导体悬浮 5 现代科技、生产和生活对材料的新要求 绪论中的重点 1、材料的定义、分类、发展历史 2、材料与技术革命的关系 3、材料是如何标志人类社会发展的各个 历史的 4、材料对人类社会进步的意义 5、本课程的意义、重点、学习方式、考 核 青铜：铜、锡、铅的合金。 1886AD，电化学方法冶炼铝，使铝成为一种常用金属。 1856AD，英国发明家贝塞麦（Henry Bessemer， 1813～1898）发明了钢铁冶炼的专利——贝塞麦转炉炼钢法，在铸造炉中熔化铁时使用鼓风设备，利用空气即可除去铁水中的碳，炼出熟铁或低碳钢。贝塞麦法的诞生使钢铁制品性能大大改观而成本也降低不少，这在冶金发展史上具有划时代的意义，标志着早期工业革命“铁时代”向“钢时代”的演变。 贝塞麦曾任英国钢铁学会主席，1879年当选为英国皇家学会会员 继次之后，炼铁的需要促使了鼓风机与熔炉的发明 廉价的冶铁业 第三代材料为合成材料 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1907年第一个小型酚醛树脂厂建立，到1927年第一个热塑性聚氯乙烯塑料的生产实现商品化，1930年建立了聚合物概念后，聚合物工业迅猛发展起来，这一领域的进展经历了新型塑料和合成纤维的深入研究（1950-1970年）、工程塑料、聚合物合金、功能聚合物材料的工业化（1970-1980年）、分子设计、高性能、高功能聚合物的合成（1990年）等几个发展进程。 1939 尼龙商业发展迅速发展 高分子材料发展的关键时期 第四代——可设计的材料 并不满足于现有的材料，而是出现了根据实际需要而设计的具有特殊性能的材料，如金属陶瓷、铝塑薄膜等复合材料属于这一类。 第五代——智能材料，现代功能材料 是近三、四十年来研制的一类新型功能材料，它们随时间、环境的变化改变自己的性能或形状，好像具有智能。例如自修复材料、形状记忆材料等就属于这一类，后者已开展在金属、高分子和复合