材料概论绪论.pptxVIP

材料概论;材料概论的主要任务;课程的性质;教学内容;教材与参考书;第一章 绪 论;1.什么是材料?;注意:;生活中的材料 — 可口可乐容器; 材料是人类文明的里程碑，是人类进化的重要标志之一，人类历史曾以使用的主要材料来加以划分。;旧石器时代（10000年前）;;青铜器时代 公元前5000年 ;青铜器时代;铁器时代 公元前1200年;铁器时代;人类的文明史——;材料发展近现代史;现代高新技术的发展更离不开材料的发展, 只有开发制备出满足性能需要的新材料后, 技术创新才可能实现, 我们的生活才会更加丰富多彩.;;材料是当代文明的三大支柱之一 材料、能源、信息是当代社会文明和国民经济的三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展的物质基础和技术先导。;以半导体材料为核心的计算机制造技术； 以光导纤维为基础的光纤通讯技术； 以超导材料为基础的磁悬浮技术； 以耐热轻质材料为结构材料的航空航天技术等， 构成了现代科学技术的基础； 纳米材料科学与技术是20世纪80年代发展起来的 新兴学科，成为21世纪新技术的主导中心。;;磁悬浮列车;1946年世界第一台计算机占地面积为170平方米左右，重量30吨。运算速度5000次/秒; 经过了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路四个阶段。 现:几百亿次/秒。;钛合金自行车;现代涡轮喷气发动机;;航空材料 ;;;;责任重大 大有作为;按化学组成分类 按材料的性能分类 按材料的应用分类 按材料结晶状态分类 按材料的尺寸分类; 金属材料  纯金属(单质)、合金 黑色、有色、特殊金属材料 无机非金属材料  水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料…… 高分子材料  塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂 复合材料  金属基、陶瓷基、树脂基、C/C;金属＋陶瓷 Co+WC （硬质合金）;;;;;复合材料;2) 根据材料的性能分类 ;结构材料 具有抵抗外场作用而保持自己的形状、结构不变的优良力学性能（强度和韧性等），用于结构目的的材料。;;杭州湾跨海钢铁大桥，桥长36公里 ;青藏铁路 1142公里;功能材料;按材料的性能分类;;电饭锅：利用磁性材料的居里点特性。;压电晶体和光电晶体;PZT Fibers;57 ;3）按材料的应用分类;航空、航天材料;能源材料;光学材料;建筑材料;4）按材料的结晶状态分类;单晶金刚石;;多晶;非晶;液 晶;5）按材料的尺寸分类;铁基纳米晶带材;材料科学与工程的定义;材料科学的形成;材料科学与工程的形成;材料学科的交叉和渗透;Materials Science and Engineering;材料科学与工程的形成与发展，反映了学科发展从细分到整合（综合）的基本规律。;材料学科的分合图;;;金属材料;材料科学与工程;结论：;材料科学与工程的四要素;使用 性能;例一、汽车底盘材料;制备汽车底盘的材料要求： 具有极高的强度，但易于成型，以制造出满足空气动力学要求的外形轮廓； 考虑到能耗，钢板必须薄而轻； 为增加汽车的安全性，在撞车情况下钢板还必须能够吸收大量的能量。 需考虑：成分、强度、重量、能量吸收性能以及延展性 材料科学家需从显微结构上检验钢材，以确定该材料是否满足上述要求；他们还需采用低成本的制造方式。 在材料选择和设计过程中还必须考虑：成型过程是否影响钢材的力学性能？采用何种涂层可更好地提高钢的抗腐蚀性能？这种钢材是否易于焊接？等等。;例二、三种不同的氧化铝材料;5.环境及其它影响材料的因素;材料强度随温度的变化;Titanic号破裂和沉没;疲劳损伤: 当材料在使用过程中经历反复的加载和卸载，其内部微裂纹扩展而导致的材料损伤称为疲劳损伤。 腐蚀: 大多数金属和高分子材料与氧气和其它气体均会发生反应，尤其是在较高温度下。材料也会受腐蚀性液体的侵蚀而永久损坏。 ;应变速率: 材料选择和应用中，也应考虑应变速率。如silly Putty是一种硅橡胶，当被缓慢拉伸，可以变形很大，而被快速拉伸时，则很容易破裂。很多金属也有此现象。 在大多数情况下，温度、疲劳损伤、应力和腐蚀是互相相关的。材料除受到上述因素影响外，还受到其它自然环境的影响，需根据材料使用的具体环境进行选择和处理。;材料的选择;此外，还需考虑其它一些因素： 成本 使用寿命 (一次性使用还是多次使用?) 耐久性 (边缘是否易损？可否经得起机器洗涤？色彩保持程度如何?) 外观 (是否具有装饰价值？色彩如何？等） 盛装何种液体 (热的还是冷的