材料化学导论.ppt

●纳米热！超导热！新材料热！化学学生学点材料知识有好处！
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●国外2部大型辞书对材料的定义：
国内大型辞书《辞海》：人们把自然界经过开采而获得的劳动对象称为原料。自然界自然存在而未经过人类任何劳动输入的就不能称为原料。例如，开采出来的矿物是冶金的原料，种植出来的小麦是制造面粉的原料，单采掘工业中就没有原料。在加工工业中，一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为原料，把经过工业加工的原料（如钢铁、水泥）称为材料。材料和原料合成为原材料。
《辞海》定义可以总结为：经过人类劳动而取得的劳动对象称为原料，经过二次加工的原料称为材料。●上述定义的欠缺及使用不便
共性3个定义都指出了：材料是用来制作某种物件或完成事情。
差异两种英文定义均未能指出材料使用过程中本质方面的变化。
辞海的定义虽然阐明了原料和材料之间的联系和区别，但也没有指出材料在使用中本质的变化。
使用这些定义在实际中带来不便：
①化工品烧碱(NaOH)？
按定义应是材料，但类似不胜枚举的化工产品都是原料。
②来自采掘工业的沙石、木材等等？
按定义似乎应是原料，习惯上将其归入建筑材料。
思考？食盐在加工中失去了其原质。烧碱在应用于其它化工加工过程时，也要失去原质。所以，食盐和烧碱一般都看作是化工原料。原料在加工中一般均失去了原质。怎样定义材料？
●借助两个英语词组来说明材料的含义：
“madeof”指构成或制成物品后，其物质的原质没有发生变化；
“madefrom”指构成或制成物品后，其物质的原质已经发生变化，即失去了原质。
定义材料：经过人类劳动获得的、在进一步的加工过程中仍然保持原质的劳动对象称为材料。1.2材料的分类
⑴按照材料的化学属性可以分为4类：结构材料（Structuralmaterial）：以力学性能，如受力形变、脆性断裂和强度等作为应用性能，如制造工具、机器、车辆用的钢铁材料，建筑房屋、桥梁和铁路用的混凝土材料。这些材料都具有抵抗外力作用而保持自己的形状、结构不变的优良力学性能。
功能材料（Functionalmaterial）：此概念1965年由美国贝尔研究所的J.A.Morton博士提出，现已被各国材料界重视和接受。其定义是：具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学和生物学功能及相互转化的性能，被用于非结构目的的高技术材料。
对于功能材料，在我国材料界，也有一个普遍使用的名词，就是新技术材料。功能材料大都是新材料，又都是应用在新的科技领域，因此冠以新技术材料的头衔，也是当之无愧和众望所归的。材料的功能及其示例
热学性能——热容、热传导、热稳定；
光学性能——与光的作用、吸光、发光和透光性；
电学性能——导电、介电和压电性等；
磁学性能——永磁、硬磁、软磁等；
化学性能——反应性、催化等；
生物功能——人造器官、骨骼和牙齿等。
举例：
①弹性材料——应用力学性能——用于非结构目的——属于功能材料；
②结构陶瓷——应用力学性能——用于结构目的——属于结构材料；
③普通玻璃——应用光学性能——用于结构目的——属于结构材料；
④耐火砖——应用热学性能——用于结构目的——属于结构材料。固体材料的宏观和微观形态无机非金属材料——陶瓷材料多相材料●纳米材料，由数百个乃至上千个原子组成的至少在一维方向的尺度在0～20nm。因此它属于微观和宏观之间的介观范畴，具有不同于宏观材料的诸多特殊性质！
纳米技术采用“自下而上”（bottomup）的思路，以超分子化学（组装技术）和分子电子学（功能分子）为基础正在发展分子器件，而我国科学家的研究走在国际的前端。分子马达
Molecularmotor●杂化材料与复合材料存在多相组成不同，有机-无机组分间是在原子分子水平上的复合，结合方式自然是强化学键和弱化学键，已构成了功能杂化材料领域。从80年代开始，日本理部化学研究所山田瑛、雀部博之等人，应用化学中“杂化”（hydrid）概念而提出。指两种以上不同种类的有机、无机、金属材料在原子、分子水平上杂化，从而产生具有新型原子、分子集合结构的物质。这种材料具有许多新性能和用途。超微粒化
（0D）金属材料复合材料以石头制造工具。可以划分为旧石器时代（公元前2~3百万年至约1万年），从原始部落到母系社会；中石器时代（公元前约1万年至7~8千年）；新石器时代（公元前7~8千年至6千年）。这期间，我们的祖先以石器为主要工具，在寻找石器的过程中认识了矿石，发明了火，制造了第1种人造材料——陶，并在烧陶过