第1章：材料与人类.ppt

□核心与本质： ①结构决定性能； ②材料科学是MSE的基础、指导，是核心； ③MSE直接付诸于应用，反过来又促进了材料科学的发展。 本 章 小 结 ●材料与人类密切相关，材料是人类物质文明的基础。材料、 信息、能源是现代文明的三大支柱，而材料又是一切发展和进步的前提。人类进入21世纪后认真思考材料、能源和环境的密切关系，越来越重视材料的可持续发展与生态环境材料的研究，考虑MSE的发展思路，从单一循环方式向双向闭合循环过渡，向着无公害、零排放方向发展，全方位全过程再度规划未来材料及相关产业的发展。 ●材料从各个分散的分支学科向统一的大材料观发展，这是材料科学发展的必然。材料科学和材料工程密不可分，统称为“材料科学与工程”。现代材料观最重要的思想就是把材料成分——结构——合成与加工——性能——使用效能作为材料材料科学与工程的五大要素来综合考虑，而且要特别重视材料使用效能的作用。正确进行材料设计和从系统而全面的观点进行选材、用材是材料科学与工程工作者的主要任务之一。 * * * 第一章：材料与人类 Materials and Man 第一节 材料与人类文明及社会现代化 第二节 材料循环（Materials Cycling） 第三节 材料科学与工程 第四节 材料成分—结构—合成与加工… 前 言 Return 法：埃菲尔铁塔 Return Return Return Return 美：北极星火箭 阿拉斯加的输油管道 起重机 电视塔 机 床 齿 轮 螺 栓 二战期间，美、英等盟军诺曼底登陆。货轮（自由轮）横渡大西洋时船体断裂。 1950年，美国北极星导弹的固体燃料发动机在试射时爆炸。 1986年1月28日，美国航天飞机“挑战号”发射升空后75秒即发生爆炸 挑战号全体人员合影 2003年2月1日，美国使用次数最多的“哥伦比亚”号航天飞机失事 哥伦比亚号全体人员合影 飞机，船舶，埃菲尔铁塔…… 人类社会的一切活动，都离不开材料; 新世纪人类面临的五大问题（人口、粮食、资源、能源与环境）都与材料密不可分。 材料是人类文明和科学进步的基础，它使人类——社会——环境紧密而有机地联系在一起。 前 言 第一节：材料与人类文明及社会现代化 一、材料与物质 物质（Substance):宇宙万物均是物质构成、 包括水、空气、废弃物。 材料（Materials):是人类用于制造生活和生 产用的机器、构件、器体和产品的物质，是人类 赖以生存和发展的物质基础。 材料与物质的区别、联系： 材料是 ①有用的、能用来制造物件、物品的物质； ②多指固体的、用于工程上的物质； ③主要是指人造物质。 二、材料是人类文明的里程碑 1. 是人类历史阶段的标志 旧石器时代→新石器时代→青铜器时代→铁器时代→ ？ 思考题1: 为何青铜器时代在前、铁器时代在后？ 思考题2： 现在是什么历史阶段？ 2. 导致城市的建立 例：芝加哥；嘉峪关、金昌 3. 推动经济发展 如几次工业革命；并参P2； 无钢铁→无铁道→美国就不能开发西部→不能 现代化； 无金属材料→无机械工业、无建筑业…… 无高分子材料→无家电、无轻工业…… 无功能材料→无晶体管、集成电路、计算机、硅材 料等；无激光器（激光材料）和光纤通讯（光导纤 维）…… 无高温合金、钛合金和高温结构陶瓷→无航空航天 技术的发展…… 无现代材料→无现代科技、文明及经济发展。 材料、信息、能源是人类文明的三大柱石， 而材料又是后二者的物质基础。 三、材料是社会现代化的 物质基础与先导（自学） 新世纪美国确定的经济发展重点 三大产业：信息产业、生物工程产业、纳米产业 两大支柱：材料、先进制造技术 第二节：材料循环（Materials Cycling） —材料、能源与环境 一、材料的单向循环模式（如图1—1） 资源开采—生产加工—消费使用—废物丢弃 与材料相关的产业既是资源消耗的大户，也是能源消耗的大户，又是环境污染的主要来源。 二、材料的双向循环模式 一个生产过程的输出变为另一个（生 产） 过程的输入，一个过程的废物变成另一个过程的原料；如图1—2 清洁生产、