1.化工材料学基础概论.docx

目录一、材料概论5第一节材料的发展史及分类5一、材料的定义5二、材料的发展史6（1）人类使用材料的六个时代6（2）新材料6三、材料工程与材料科学7四、材料的分类7材料发展趋势8第二节 材料的成分与组织结构8一、材料的成分与结构9晶体非晶体9晶体与非晶体的区别9单晶体与多晶体的区别9晶体的几个定义9晶系与布拉菲点阵9晶体形成的途径10晶体的组成10晶体的缺陷11二、材料的组织12三、材料成分和组织结构的检测12◇高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）13◇扫描电子显微镜（SEM）14◇扫描隧道显微镜（STM）14◇原子力显微镜（AFM）15◇X射线衍射（XRD）15◇热重/差热分析（TG/DTA）15◇差示扫描量热法（DSC）15◇BET气体吸附表面积测量和孔结构分析（BET法）15◇其它的方法15第三节 材料的主要性能指标及涵义15一、力学性质161．弹性162．强度16蠕变和蠕变强度16疲劳和疲劳强度16屈服和屈服强度16韧度和断裂韧度163．硬度174．塑性175．韧性17二、物理性质171．密度172．热学性能173．电学性能174．磁学性能17三、材料的化学性质17四、材料的使用性能18材料的性质和使用性能之间的关系18第四节 结构材料的失效18一、材料的变形181．弹性变形182．塑性变形（范性变形）18二、材料的断裂18材料的断裂分类18三、材料的磨损19材料磨损的主要类型19四、材料的腐蚀19五、防腐19总结20问题1 什么叫材料？20问题2 人类使用材料经历了哪七个时代？20问题3 新材料和新材料时代的定义和特征是什么？20问题4 材料科学四要素是什么？20问题5 材料按化学成分、生产过程、结构及性能特点分为哪四类？20问题6 材料按照使用性能分为哪两类？20问题7 材料按照结构分为哪三类？20问题8 什么叫材料的结构？20问题9 试述晶体与非晶体的区别。20问题10 晶体有哪七大晶系？20问题11 结构材料的失效形式有哪四种？21问题12 材料的性质指哪三种性质？21问题13 材料的常用表征方法有哪些？为什么说表征方法具有特别的重要性？21课堂作业题21什么是化工材料？与化工有关的材料，几乎包括所有的材料。通过化工技术生产的材料，主要包括高分子材料和无机材料，如：涂料、塑料、橡胶、陶瓷等。化工与材料建造化工装置需要大量的工程材料和功能材料，如：金属材料、非金属材料及高分子材料及复合材料等。化工装置技术的进步与材料的发展密不可分。许多材料都是通过不同化工过程及单元操作生产出来的。化工学科的发展进步促进材料性能的提高；新材料的不断涌现和发展，推动化工学科的进步。材料概论第一节 材料的发展史及分类一、材料的定义1、材料的定义1）定义可为人类社会接受的、能经济地用于制造有用物品的物质。在生产生活中人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他各种满足多种需要的产品。作为材料，一般是固态，可作为工程上的物质；作为材料科学的研究对象，主要是那些制造器件或者物品的人造物质。（简洁：材料是用来制造有用的构件、器件或物品的物质。）2）材料定义的内涵（1）材料的有用性 相对的（2）材料的经济性 暂时的（3）范畴材料是制造物品的组成部分，或者制造物品中含有某种材料的成分。3）材料与物质注意：（1）材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。比如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格，如炸药、固体火箭推进剂，一般称之为含能材料，因为它属于火炮或火箭的组成部分。（2）广义上的材料A燃料也是一种材料，是制造过程不可或缺的。B空气C催化剂D天然矿物4)材料判据（肖纪美院士提出）（1）资源判据（2）能源判据材料在生产、使用过程中的能耗问题？（3）环保判据材料在生产、使用过程中，满足环境保护要求？（4）质量判据能否有效制造？（5）经济判据在材料生产和研究中，成本？效益？资源、能源、环境为战略性判据！经济与质量是技术性判据。二、材料的发展史（1）人类使用材料的六个时代1．石器时代：公元前10万年? 是考古学对早期人类历史分期的第一个时代。即从出现人类到铜器的出现，大约始于距今二三百万年、止于距今6000至4000年左右。这一时代是人类从猿人经过漫长的历史、逐步进化为现代人的时期。? 根据人们使用的石制工具的形状和复杂程度，石器时代通常划分为旧石器时代、中石器时代和新石器时代。? 旧石器时代：使用打制石器为主的时代。中石器时代：使用打制石器，也有用磨制石器的时代。会使用天然火烤熟猎物。新石器时代：使用磨制石器为主的时代。在新石器时代的猿人已经会使用陷阱捕捉猎物。2．青铜器时代（灭火的铜鼎）：公元前3000年√青铜器时代，约从公元前4000年至公元初年。指主要以青铜为材料制造工具、用具、武器的人类物质文化发展阶段。