方法论要点总结选读.docx

第一章材料的分类：金属材料、非金属材料（无机非金属材料、有机高分子材料）、复合材料。金属材料：黑色金属、有色金属。无机非金属材料： 天然无机非金属材料、硅酸盐材料、新型硅酸盐材料。有机高分子材料： 天然高分子材料、合成高分子材料。复合材料：按强化相形态分：纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、晶须增强复合材料。按基体相形态分：金属基复合材料、陶瓷基复合材料、高分子基复合材料。材料发展史：旧石器时代→新石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁（资本主义大工业时期）→合成材料（20世纪）→复合材料（20世纪40年代）材料发展近代史：第一次技术革命：18世纪后期，以蒸汽机的发明为主要标志，推动了冶炼技术的发展，开始大规模钢铁生产新时代。金属材料第二次技术革命：19世纪末，以电的发明为标志，电子和化学工业的发展，促进了无机非金属材料的发展和高分子材料的出现。非金属材料第三次技术革命：20世纪中期，以原子能的应用为主要标志，实现了合成材料、半导体材料的大规模工业化。为计算机的出现做准备第四次技术革命：20世纪70年代，以计算机，特别是微电子技术、生物工程技术和空间技术为主要标志，促进了各类新型材料发展。复合材料第二章材料科学的共性规律：晶体学结构规律，材料缺陷与强度，材料的相变原理，材料的形变与断裂、材料的强韧化原理。材料的共同效应：材料的界面效应、表面效应、复合效应、形状记忆效应、动态效应、环境效应和纳米效应。学科分类：一级学科材料科学与工程二级学科材料物理化学材料学材料加工工程本科专业材料物理材料化学金属材料与工程高分子材料与工程无机非金属材料工程复合材料工程材料成型与控制相关学科物理/化学材料科学类/材料类机械工程材料科学与工程学科的发展方向：①实现宏观、微观结构不同层次上的材料设计以及在此基础上的新材料开发；②材料的复合化、低维化、智能化、结构-功能的材料一体化设计与制备技术；③材料加工自动化、集成化等；④研究和解决有关材料的质量和工程问题，不断挖掘传统材料的潜力。当前材料研究应该向多相复合材料、纳米材料、智能材料、生物医学材料及材料设计、材料的无损评价方向发展。新材料工业发展方向：原子能工业：需要耐腐蚀和耐辐射的材料航空航天、军工工业：轻质高强的材料电子工业：需要超纯、薄、细、匀材料海洋开发：需要耐腐蚀和耐高压材料农业：农业电气化、机械化、水利化、工业化都离不开材料的支持。材料研究开发趋势：单一材料向多种材料扬长避短的复合化；结构材料和功能材料的整体化；材料多功能的集成化，功能材料和器件一体化；材料制备加工的智能化、敏捷化、功能仿生化；材料科技的微型化、纳米化；材料设计的优选化、创新化；材料研究开发的环境意识化、生态化；材料科学技术的多学科渗透综合化、大学科化。材料科学与工程学科发展特点：各类材料逐步趋向统一材料的发展和应用是系统工程1989年Flemings四元体系→五要素模型：科学与工程的全面融合多学科和跨学科交叉研究和应用新的思维、方法、发现和理论不断产生三大材料的结构、结合键、组成相分类：（材料缺陷与断裂强度： 陶瓷的实际晶体中也存在着各种缺陷，位错对形变、强度、结晶等过程都有影响。 实际强度 理论强度金属材料 σcs≈ 1/10σc陶瓷材料 σcs≈ 1/(40~50)σc 高分子聚合物 σcs≈ 1/(100~1000)σc）材料的强韧化原理：陶瓷和金属材料中，主要的强化机制有：固溶强化、细晶强化、第二相强化；金属还有位错强化，陶瓷有相变增韧。材料的界面效应：1. 分割效应：分割大小等对基体有影响；2. 不连续效应：在界面处各种性质不连续；3. 功能效应：界面处材料的透光性、隔音性不同；4. 感应效应：对外界条件反应不同，如热膨胀性。界面的重要问题：热力学、界面偏析、界面扩散、界面化学反应等。材料的形状记忆效应：单程记忆效应、双程记忆效应、全程记忆效应第三章归纳与演绎法归纳法：主要特点：①个别→一般；②结果有一定的可靠依据； ③具有或然性。分类：(1) 求同法：从不同场合中寻找相同的因素。(2) 求异法：从两种场合的差异中找出事物的因果关系。（3）同异并用法：把求同法和求异法两种推理形式结合起来寻求研究对象的因果关系（4）剩余法： 在一组复杂的自然事物或现象中，排除已有的因果关系后，来研究其它现象产生的原因。实质上是求异法的变种。归纳法的作用与局限性： 归纳法具有一定的科学性：其研究也是从积累大量数据到概括出一般原理的过程；归纳法具有很大的创造性，主要用于科学发现。归纳法具有局限性。是一种或然性的推理方法。演绎法演绎法的作用与局限用逻辑推理方式为科学知识提供