材料化学讲稿绪论1.pptxVIP

材料化学教学大纲; 参考书目录; 第一章 绪 论;主要内容;材料的发展;1.1 材料的发展历史及在现代社会中的重要地位;;材料是社会进步的物质基础，是人类进步程度的主要标志，所以人类社会的进步以材料作为里程碑。 纵观人类发现和利用材料的历史，每一种重要材料的发现和广泛利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新水平。 给社会生产力和人类生活水平带来巨大的变化，把人类的物质文明和精神文明向前推进一步。 一百万年以前，人类开始用石头做工具，进入旧石器时代。 大约一万年以前，人类开始对石头进行加工制成精致的器皿或工具，人类进入新石器时代。 人们逐渐掌握从地层开采石料的技术，对石料的选择，切割、磨制、钻孔、雕刻等工序已有一定的要求。;陶器的出现是对精神文明的一大促进，其对人类文明的贡献是不可估量的。;康熙 黄釉盖罐 ;唐 三彩鸳鸯壶 ;明 掐丝珐琅 葫芦式扁瓶 ;当然那时还不明白这是铜、锡的氧化物在高温下被炭还原的产物;公元前2700年，中国已经使用青铜器，至今约5000年的历史，到商周(公元前17世纪到公元前3世纪)进入了鼎盛时期，如河南安阳出土的达875kg的鼎、湖北隋县的编钟、西安青铜车马都充分反映了当时中国冶金技术水平和制造工艺的高超。;5000年前，人类开始用铁。公元前13~14世纪，人类已开始大量用铁。由于铁比铜更容易得到，更好利用，在公元前10世纪，铁制工具比青铜工具更为普遍，人类开始进入了铁器时代。;铁器时代。 中国最早出土的人工冶铁制品约在公元前9世纪。到春秋(公元前770~476年)末期，生铁技术有较大突破，遥遥领先于世界其他地区，如用生铁退火而制成韧性铸铁及以生铁炼钢技术的发明，促进了中国生产力的大发展，对战国和秦汉农业、水利和军事的发展起到很大作用。早在公元二世纪中国的钢和丝绸已驰名罗马帝国。 生铁技术在公元前5世纪即春秋末叶已经在黄河长江流域传播。这些技术于公元6~7世纪传人朝鲜半岛、日本和北欧，推动了整个世界文明的进步。;炼铁过程的化学;依含碳量 和杂质多少;人类借助风箱在高温下用木炭还原优质铁矿石生产铁。 随着制造工艺的不断提高，特别是鼓风机与熔炉的发明，使炼铁的成本不断降低。;18世纪发明了蒸汽机，19世纪发明了电动机，对金属材料提出了更高要求，同时对钢铁冶金技术产生了更大的推动作用。1854年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢，使世界钢产量有一个飞速发展。1850年世界钢产量为6万吨，1890年达2800万吨，大大促进了机械制造、铁道交通及纺织工业的发展。 电炉冶炼开始，不同类型的特殊钢相继问世 1887年高锰钢 1900年18-4-1(W18Cr4V)高速钢 1903年硅钢及1910年奥氏体镍铬(Crl8Ni8)不锈钢，把人类带进了现代物质文明。 铜、铝得到大量应用，镁、钛和很多稀有金属也相继出现， 金属材料在整个20世纪占据了结构材料的主导地位。;早期：纯粹凭经验工艺。 近现代： 基本化学原理 物质微结构;化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中，化学一直担当着关键的角色。;有机化学的发展，19世纪末叶西方科学家仿制中国丝绸发明了人造丝，这是人类改造自然材料的又一里程碑。 20世纪初，人工合成有机高分子材料相继问世。 1909年的酚醛树脂(电木)， 1920年的聚苯乙烯， 1931年的聚氯乙烯 1941年的尼龙等，促进了高分子材料的发展，使高分子化学逐渐从有机化学中独立出来。 性能优异，资源丰富、建设投资少、收效快而得到迅速发展。目前世界三大有机合成材料(树脂、纤维和橡胶)年产量逾亿吨。而且有机材料的性能不断提高，附加值大幅度增加，特别是特种聚合物正向功能材料各个领域进军，显示其巨大的潜力。;;材料仍然是21世纪研究的重点领域。各国都把新材料的研究与开发作为重要的研究项目。;陶瓷本来用作建筑材料、容器或装饰品等。 由于其资源丰富、密度小、高模量、高硬度、耐腐蚀、膨胀系数小、耐高温、耐磨等特点，到了20世纪中叶，通过合成及其他制备方法，做出各种类型的先进陶瓷(如Si3N4、SiC、ZrO2等)，成为近几十年来材料中非常活跃的研究领域，有人甚至认为“新陶器时代’’即将到来。 由于其脆性问题难以解决，且价格过高，作为结构材料没有得到如钢铁或高分子材料一样的广泛应用。 复合材料是20世纪后期发展的另一类材料。天然材料很多是复合材料，如木材、皮革、竹子等。人类很早就制造复合材料，如泥巴中混入碎麻或麦秆用以建造房屋，钢筋水泥是脆性材料和韧性材料的复合。 近几十年来，利用树脂的易成型和金属韧性好，无机非金属的高模量、高强度、耐高温，做成了树脂基复合材料或金属基复合材料，前者已得到广泛应用，后者以其制作困难、价格高而受到一定限制。为了改善陶瓷的性能，也制成