材料化学导论第1章绪论.ppt

张逢星（1954年9月20日出生）男山西临猗人。教授、博士生导师。现任化学系副主任（主管教学），兼任陕西省化学会常务理事、无机化学专业委员会主任，中科院《盐湖研究》编委。主讲本科生《材料化学导论》、《综合化学实验》和研究生《物理化学分析》等课，指导硕士研究生和博士研究生。作为主要完成人合作出版《中级无机化学》、《综合化学实验》等教材。课程简介
目录
第1章绪论
第2章完美晶体的结构（复习）
第3章晶体缺陷化学
第4章固体的电性质与电功能材料
第5章固体的光性质与光功能材料
第6章固体的磁性与磁性材料
第7章材料的合成与制备
第8章沸石、层状和纳米材料
§1材料的定义、分类和作用
1.1材料的定义
●国内外3部大型辞书对材料的定义：
①《LongmanDictionary》：
anythingfromwhichsomethingisormaybemade。
②《OxfordAdvancedLearner’English-ChineseDictionary》：
thatofwhichsomethingiscanbemadeorwhichsomethingisdone。
③《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：
在英语中，有2个短语来表示制造、制成，但其有明显的区分：
“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。
可以如此来定义材料：
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。
例子：钢铁1.2材料的分类
⑴按照材料的化学属性可以分为4类：“杂化材料”：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:
0维：超微粒子
无机材料高分子络合物一维：超取向化
各向异性
高分子材料杂化高分子构成二维：超薄膜化
金属材料高分子复体三维：叠层化
多维、多孔化
构造机制：离子界面消失，完全结晶化⑵按材料的性能分类
任何材料在使用过程中都能提供可资利用的某种或某些功能。根据这些性能可以将材料分为2大类：
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。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。⑶混合分类在一个体系中同时使用性能和化学属性进行分类。
有机