材料科学基础绪论.ppt

欢迎进入材料科学基础课程绪论一、材料在人类社会发展中的作用和地位5、20世纪初期人工合成高分子材料问世；
6、1950年硅时代、半导体时代；
7、当代社会使用的材料已多样化，可称为多元材料时代或新材料时代、纳米材料，复合材料，功能材料，智能材料等等。
目前人类发现的材料据称已达800余万种，每年还以25万种的速度增长，具有实际应用价值的也有8万余种。2材料的发展和进步推动了社会不断向前发展。1856年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢，使世界钢产量从1850年的6万吨猛增到2800万吨，为钢铁材料的普及应用奠定了基础，促进了机械、建筑、造船、铁路的大发展，世界上第一艘钢板制造的轮船、第一座钢铁桥梁，第一座钢架结构摩天大楼相继问世。没有钢铁材料就没有铁路的发展，机械工业也无从谈起，其他工业也不可能建立和发展。可以毫不夸张的说，从19世纪起，人类文明进入了鼎盛的钢铁时代，就是在现代社会，人类文明的大厦依然是建立在钢铁基础之上的。第二次工业革命：19世纪后期开始，是以电力、石油开发为突破口，推动了汽车、飞机等工业的发展，其支撑依然是新材料的开发，如高强合金钢、铝合金、有色金属、高分子材料、非金属材料等。20世纪50年代镍基高温材料的出现，导致超音速飞机问世，
钛合金、纤维增强复合材料和高温陶瓷的出现，促进了航天工业的发展。
60年代高分子材料（塑料、合成橡胶、合成纤维）的问世，使人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。
半导体材料的问世和发展和光缆的使用，为人类社会步入信息时代奠定了基础。当今世界正面临又一场技术革命(第四次工业革命)，它是以信息科学、材料科学和生物科学为代表。世界权威人士认为，这场技术革命所带来的影响和创造的社会财富将超过历次工业革命，其中材料技术是基础，没有相应新材料的开发成功，任何科学技术开发便成为无米之炊，离开新材料来发展高新技术是无法想象的。3新材料的开发与生产本身已成为一门新兴的产业，在国民经济中具有十分重要的地位。二、材料分类
什么是材料？按组成分：
1）金属材料：钢铁和有色金属。
2）无机非金属材料（陶瓷材料，硅酸盐材料）：玻璃、水泥、普通陶瓷、特种陶瓷（先进陶瓷和精细陶瓷）。
3）高分子材料（有机非金属材料）：塑料、合成橡胶、各种人造纤维。
4）复合材料：由两种或两种以上不同性质的原料通过一定的工艺方法组成的多相固体材料。按用途分：
1）结构材料强调力学性能，使用时以承受载荷为主，用来制造各种工程构件、机器设备、生活用具等。以金属材料和高分子材料为主，陶瓷材料也有使用。从重量上看，是用量最大的一类材料。
2）功能材料强调光学、电学和热学性能，使用时承受载荷较小，主要是利用它们的物理化学性能，以陶瓷材料为主（各种金属氧化物），如气敏陶瓷、热敏陶瓷、压电陶瓷、半导体、超导体、磁性记录粉等。在微电子技术、通信、光电子、传感器、医疗设备等高科技领域有着广泛的用途。三、这门课的任务、内容和特点、学习方法
1任务
从事材料的生产、加工、开发、研究需具备什么条件？具体任务：
●学习材料科学基础知识，为后续课程和今后的工作奠定良好的基础；
●学习材料科学的研究方法，从实验结果中归纳、总结，上升为理论，掌握专业课的学习方法；
●为继续深造作准备。三大模块知识结构

1材料的组织与结构（金属中的固态相变）
2材料的变形与强化
3材料中物质的输运1材料的组织与结构模块知识
主要包括下列知识点：
材料的原子结构、晶体结构、相结构、相和组织的关系、金属的结晶（凝固）、二元合金相图、铁碳合金相图、三元相图。
主干知识是材料的组织结构和影响因素
结构：材料内部质点（原子、分子、原子团）

的排列方式。

组织：肉眼或显微镜下观察到材料中具有特定

形貌的区域。
宏观组织：肉眼或放大镜观察到的组织。
微观组织：显微镜观察到的组织。通孔泡沫铝宏观组织Nimonic105镍基超合金1000X(可以看到氮化钛和晶界沉淀)SiC颗粒增强铝基复合材料球墨铸铁400X玻璃基复合材料250XChinese-stylelandscapepaintinginmicroscopeNanoTeddyBear2材料的变形与强化模块知识3材料中物质的输运模块知识3课程特点：
材料科学是一门实验科学，理论、定理是大量实验结果的归纳总结，与公共基础课完全不同。
课程内容庞杂、概念抽象、定性叙述多，定量计算少，基本上无理论推导（多为半定量的经验式）。4学习方法
1主干学习法；
2在理解的基础上记忆；
3前后对照法学习（温故知新）；
4小结式学习；
5自我提问法学习；
6独立完成课后作业；
7注重基本概念、基本原理的灵活应用。5学习窍门成绩考核