材料化学绪论01.ppt

材料化学(Materialschemistry)课程简介绪论一、材料科学及其发展几乎所有的物质都可以称为是材料，但并不是所有的材料都能引起人们的广泛关注。
那么，材料实用价值的五个判据考虑到上述各种因素之后，有人提出材料应该定义为：2、材料科学及其发展材料科学的发展过程：20世纪科学技术领域发生了一系列惊人的重大发现（原子能、航空航天、激光、信息、能源等领域），它有力地促进了材料的发展，使得材料在20世纪中叶，发生了一次“革命性”的飞跃：
超音速飞机(镍基超级合金)
计算机(晶体管、半导体)
航天飞机(高温结构陶瓷)
这个飞跃的标志就是“材料科学”的形成。3、材料科学形成的背景
20世纪中叶是苏美两个超级大国在各个领域进行全面竞争的时代。材料的竞争是其中的主要内容之一。
1957年苏联率先将人造地球卫星送上了天，从而引发了全球性的材料科学研究。
美国从此相继成立了一些材料研究中心，正式将材料科学作为一个学科对待。美国：50年代末美国政府就制定了全国材料发展规划，70~80年代又进行了多次的补充和修正，把重点放在超硬化合物、半导体激光材料、磁性材料和精密陶瓷上。
日本：在1980年开展了为期10年耗资4亿美元的新材料发展规划，重点领域为精密陶瓷、功能高分子、复合材料、生物材料等。
欧洲：与前苏联也制订了类似的规划，竞争的项目也集中在这些领域。英国人悲哀地说：英国没有硅工业了，英国从第一流的经济大国变为了第二流的经济发达国家，而日本却从第二流的经济发达国家变成了第一流的经济大国。二、材料的分类按材料的组成分类按材料的用途分类按材料内部原子排列情况分类从材料尺度角度分类三、新材料应用实例1982年日本首次研制出了陶瓷发动机小汽车。它的出现使发动机重量减轻，提高燃烧度和节约燃料的愿望成为现实。

1988年前苏联一架以液氢为燃料的中型运输机首次试飞成功。液氢的沸点为253C，携储液氢需要高效率的绝热材料。液氢发动机的使用，则意味着低温极限技术已达到实用化程度。

1989年日本一艘潜水调查船下潜到6500米的深海区，打破了美国、前苏联和德国的下潜纪录。这艘潜水艇耐水舱使用的是一种高强度钛合金，观察窗使用的是一种新型的有机玻璃。美国在海湾战争中使用的隐身战斗机所以能隐身，就是使用了一种吸波材料和吸波涂层。隐形武器由于其科技含量高，对材料要求苛刻，研制费用异常高。
美国的F-117A隐形飞机单价为1.1亿美元，B-2隐形轰炸机单价更高达5.3亿美元，比与机体等重量的黄金价值还要高。
最近，美国又以4000亿美元的天价，开始研制一种集“隐形、敏捷、高速”为一体的F-35新型隐形战机。F-117A战斗机周身几乎全由直线构成，机体表面使用了6种不同的雷达吸波涂层材料，大大降低了雷达探测度。经科学家测试，雷达在距离F-117A飞机600米时，就已完全接收不到它发出的信号。在美国的航天史上发生过三起巨大灾难

1967年1月27日：阿波罗号飞船升空时爆炸，三名宇航员遇难；
1986年1月28日：挑战者号航天飞机升空时爆炸，包括一名女教师在内的宇航员全部遇难；
2003年2月1日：“哥伦比亚号”航天飞机在完成16天的太空研究任务后，在返回大气层时突然发生解体，机上7名宇航员全部遇难“哥伦比亚号”是航天飞机第一次在即将着陆时发生的灾难。空难发生后，由美国宇航（NASA）组成了由材料和工艺工程师及科学家组成的调查组对飞机残骸进行了重组、残骸材料的冶金分析以及模拟试验，分析了航天飞机爆炸的原因。“哥伦比亚号”航天飞机的爆炸，震惊了世人，同时也引起了人们对材料的关注，材料分析揭开了哥伦比亚空难之谜。这张照片是在哥伦比亚号返回地球的11天前拍摄并传回的，通过哥伦比亚号上随机安装的一架照相机拍摄。2005年8月9日，美国的“发现”号航天飞机平安着陆。它对于人类今后探索太空、进一步发展载人航天事业具有重要意义。与此同时，美国航天飞机两年半来重返太空的这次首航，在美国航天界、舆论界及民众中引发了对航天飞机探测飞行前景及对载人飞行安全前所未有的关注……新材料的发展方向形成了一支40万人的研究与生产队伍，其中科研人员近10万人。研究单位有300多个，新材料生产工厂1000多个。各类大学有150多个与材料有关的专业，毕业生的数量与美国相近。
在光学晶体、有机分离膜、稀土永磁材料、高温超导体、准晶态研究等方面取得举世瞩目成绩。
与发达国家相比，总体水平估计落后10年左右。钢材和化工有机合成材料要靠进口，高技术所需的新材料以及引进生产线所用原材料大量依靠国外。四、材料化学化学与材料亲密接触的历史“一硝二磺三木炭”的原理在抗日战争时期发挥了巨大的作用。18世纪末分析化学的发展使得人们第一次认识到钢中存在有碳原子，而且碳原子在决定钢的性质方面起着十分关键的作用，从而促使人们开