材料工程基础：第1章 绪论.ppt

第一章 习题 11、建筑材料有何特点？ 12、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？ 13、航空航天材料的性能特点如何？ 14、先进陶瓷材料如何分类？各有何特点？ 15、什么是复合材料？如何设计和制备复合材料？ 16、新能源材料有哪些？各有何特点？ 17、超导材料的三个临界参数？如何区分低温超导和高温超导？ 18、纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？ 19、生物医用材料有哪些？应具备什么特性？ 20、什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？ 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料工程基础—材料的液态成形 材料工程基础 材料科学与工程 材料科学？（发现规律） 材料工程？（技术创新） 材料工程基础？ 第1章 绪论 材料是人类赖以生存和发展的物质基础 信息、材料、能源——当代文明的三大支柱(20世纪70年代) 新材料、信息技术、生物技术——新技术革命的重要标志（80年代） 战略性新兴产业：节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车、文化创意（湖南）（2010年代） 材料分类：理化属性：金属、无机非金属、高分子、复合材料 用途：电子、航天航空、建筑、核、能源、生物等 功能属性：结构、功能（一体化） 年代属性：传统、新型（相互转化） 新型材料：新出现或正发展中具有优异性能的材料； 高技术发展需要、具有特殊性能的材料； 采用新技术（工艺、装备）明显提高了性能或出现新功能的材料 1-1 材料科学与工程概述 材料是人类社会进步的里程碑 一百万年前（旧石器时代）——由猿进化为原始人，直立，使用工具 一万年前（新石器时代）——熟食，皮毛遮身，发明陶器、丝绸、青铜器 3000年前：出现铁器，炼铁技术逐步推广 2000年前：开始炼钢，刀剑等兵器快速发展 18世纪：发明蒸汽机，工业革命 19世纪：发明电动机，研制出特种钢材，进入现代物质文明时代 20世纪：发明人造丝（合成纤维）、电子管、晶体管，计算机等，进入科技快速发展的年代。 21世纪：纳米材料，光计算机，…… 1-1 材料科学与工程概述 先进材料是社会现代化的先导 科技发展——社会进步——材料是基础、是先导 电子材料——电子技术——自动控制——智能机器人 光导纤维——光纤通讯——信息产业——互联网 宇航材料——航天技术——卫星通讯——GPS定位 纳米材料——纳米技术——…… 传统材料——性能提升——节能减排——可持续发展 1-1 材料科学与工程概述 材料科学：表征和发现材料的基本属性（结构、性能） 材料工程：研究材料的制备与加工技术 进行材料剪裁和设计 材料制备技术：从气态、从液态、从固态制备材料 材料加工技术：材料成型、材料加工、材料改性 材料设计：材料复合（剪裁）、材料结构或功能设计 1-1 材料科学与工程概述 1-2 材料制备工艺与技术 从气态制备材料：物理气相沉积（PVD） 化学气相沉积（CVD） 从液态制备材料：铸造、注浆、注塑、熔融纺丝、凝胶注模、溶胶—凝胶、溶液沉淀、聚合、…… 从固态制备材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷烧结 1-2 材料制备工艺与技术 新材料从科研到应用：产业化制备工艺与技术突破 成功：分子束外延，纳米技术，…… 停滞：高温超导，C60， 材料应用：性能，寿命，可靠性，环境适应性，价格。在工艺—性能—价格上找到平衡点。 先进材料推动高科技产业：纳米材料—电子信息产业，敏感材料—遥感测控，新能源材料—新能源，生物材料—生物工程，环境材料—环境工程 1-3 材料的加工技术 金属：煅造、退火、回火、淬火等热处理 车、刨、镗、磨等加工，焊接 陶瓷：切割研磨、抛光、腐蚀、金属化等 玻璃：钢化、刻蚀、抛光、吹拉加工等 聚合物：热塑焊接、热塑加工等 1-4 材料设计 量子设计：最基础，基于电子运动，光学性能 原子设计：基于原子操纵的纳米技术，实用化 微观设计：微米级结构设计，相变，晶界控制 宏观设计：毫米以上尺度，产品及宏观性能 材料设计：涉及材料科学、材料工程，需数学、物理、化学、材料学知识，建模十分复杂，计算量大，需