无机材料物理性能绪论.ppt

按材料性能（功能）分类 机械性能 高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、摩擦材料等 热学性能 耐火材料、绝热材料（保温材料）、传热材料、防火材料等 化学性能 耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等 光学性能 电光材料、导光材料、透光材料、荧光材料、发光材料、感光材料、分光材料等 按材料性能（功能）分类 电学性能 绝缘材料、导电材料、压电材料、铁电材料、超导材料、半导体材料等 磁学性能 磁性材料 声学性能 隔声材料、吸音材料等 核物理性能 放射性材料、反应材料等 生物性能 骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等 复合性能 智能材料、梯度功能材料等 陶瓷科学与技术是研究无机非金属材料合成与制备、组成与结构、性能与使用效果四者关系的科学。 陶瓷科学偏重于研究材料的合成与制备、组成与结构、性能及使用效能各组元本身及其相互关系， 陶瓷工程则着重于研究如何利用这些规律性的研究成果去研制、开发并生产新材料、新产品，同时兼顾经济因素。 陶瓷材料的特点： 塑性差、硬度高、加工性能差 制备特点： 不是生产大量不同品种与规格的原料材料，而是直接生产成产品走向市场。 要求更高： 具备材料的知识，还要具备机械设计与机械加工的知识。要强调跨学科。综合性的科学与工程方面的研究。 陶瓷材料在工程应用中应注意的问题： 脆性大、塑韧性低：要注意低应力下的失效 ，注意安全性与可靠性。 成本与应用：仅数千元的铁质柴油机，若用 全陶瓷，其价格要提高2～3个数量级。 强度设计与材料的合理使用：抗拉强度差， 但抗压强度却很高。要尽可能地用其长处。 我国陶瓷发展简史－－陶器 示例 这里有学问吗？ 本章主要参考书目 《无机非金属材料工学》林宗寿，武汉工业大学出版社（所用教材，主要参考书目） 《陶瓷材料学》,周玉，哈尔滨工业大学出版社 《工程陶瓷材料》金志浩 西安交通大学出版社 《陶瓷导论》,W D 金格瑞．中国建筑工业出版社 《工程结构陶瓷》郭瑞松 天津大学出版社 《粉体工程导论》 陆耶根 同济大学出版社 《新型陶瓷材料手册》钦征骑 江苏科学技术出版社 《现代工程陶瓷》戴维 W 里彻辛 建筑出版社 《精细陶瓷技术》徐维新 上海交大出版社 《陶瓷工艺学》宜兴陶校 中国建筑工业出版社 无机材料物理性能 * 第一讲 绪论 绪 论 材料性能的定义 ? 材料性能是一种用于表征材料在 给定的外界条件下的行为的参量 ? 有多少行为，就对应地有多少性能。 ? 外界条件不同，相同的材料也会有不同的性能。 ? 性能必须量化，多数的性能都有量纲。 从定义可以看出： 物理性能 力学性能 化学性能 复杂性能 材料性能的划分 ①复合性能 ②工艺性能 ③使用性能 ①抗氧化性 ②耐腐蚀性 ③抗渗入性 ① 强 度 ② 延 性 ③ 韧 性 ④ 刚 性 ①热学性能 ②声学性能 ③光学性能 ④电学性能 ⑤磁学性能 ⑥辐照性能 为什么要研究材料的性能 ？ 材料性能研究的重要性 1.材料性能的研究，贯穿于整个人类的文明史 此图片说明人类使用的材料，决定了人类的文明程序，实质上，这里谈的主要是材料的性能。 材料性能研究的重要性 2.材料性能决定了材料用途（形式上使用材料，实质上使用性能） 如：绝缘基板材料，首先必须要具有一定的强度，以便能够承载起安装在其上的集成电路元件及布在其上的电路线，要有均匀而平滑的表面，以便进行穿孔、开槽等精密加工，从而能够构成细微而精密的图形，应有优良的绝缘性能(尤其是在高频下)，要有充分的导热性，以迅速散发电路上因电流产生的热，硅与基片的热膨胀系数之差应较小，从而保证基片与电路间良好的匹配性，电路与基片就不会剥离 3. 材料性能的研究，有助于研究材料的内部结构 如：根据nλ=2dsinθ，利用晶体对X-ray的衍射图象，就可以推知晶体中面网间距d，进而就可以分析晶体的结构。结构决定了性能，而性能则是内部结构某些方面的体现。 材料性能研究的重要性 材料性能研究的重要性 4. 对陶瓷材料性能的要求，决定了陶瓷材料生产的工艺过程 如：石器：坚硬，但难成型 陶器：容易成型，但很不坚硬 目标是：既要容易成型，又要具有坚硬的特征 →提高质量，这就是矛盾的统一体。解决改进的途径，由所要求的性能来决定。 ? 材料性能的研究，既是材料开发的出发点，也是其重要归属 ? 材料性能的研究，有助于研究材料的内部结构 ? 对材料性能的要求，决定了材料生产工艺 材料性能研究目的 现象与本质 同一材料不同性能只是相同的 内部结构，在不