材料化学01绪论资料教程.ppt

材料化学ChemistryofMaterials旧石器时代
新石器时代
陶器时代
青铜器时代
铁器时代钢
硅
塑料
合成材料
半导体
精密陶瓷
复合材料
纳米材料
……本课程所涉及的内容就属于材料化学这一分支。而作为本课程的绪论，这里我们将首先来讨论几个相关的名词：第一章绪论1.1什么是材料？材料是可以用来制造有用的构件、器件或物品的物质几乎所有的物质都可以称为是材料群居洞穴的猿人通过简单加工获得石器以狩猎、护身和生存；

随着对石器加工制作水平的提高，出现了原始手工业如制陶和纺织

青铜时代大约源于4000~5000年前。青铜是铜锡铝等元素组成的合金，与纯铜相比，青铜熔点低，硬度高，比石器易制作且耐用。青铜器大大促进了农业和手工业的出现。铁器时代被认为是始于2000多年前，由铁制作的农具、手工工具及各种兵器得以广泛应用，大大促进了当时社会的发展。

钢铁、水泥等材料的出现和广泛应用，人类社会开始从农业和手工业社会进入了工业社会。

本世纪半导体硅、高集成芯片的出现和广泛应用，则把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。一方面，材料是人类生存和生活必不可缺少的部分，是人类文明的物质基础和先导，是直接推动社会发展的动力。
另一方面，随着社会的发展，科学技术的进步以及自然资源和能源的逐渐减少，人们所关注的、所使用的材料种类也在发生着变化……因此材料的定义可以发展为：一个例子铝铝曾经比金银还要珍贵……技术的进步让铝走出了首饰店……美铝的生意是从一把铝壶开始的……铝的应用市场的打开……铝合金的出现，大大拓宽了铝的用途……美国纽约的世界贸易大厦是一个大量使用铝合金贴面的雄伟建筑。可惜已经灰飞烟灭了。长期以来人们一直认为铝是无毒的，因此用起来很放心。但是医学家经过长期研究后发现，人体摄入过量的铝也会带来危害。
由于铝制品的大量使用，特别是铝制品盛放咸的、酸性的或碱性的食物时，其表面的保护膜就会遭到破坏，氧化铝就会被溶解，使人体摄入铝的量增加，日积月累，对健康会产生影响。一般说来，一种材料能否在一个时代引起人们关注、得到广泛使用应该从以下几方面加以分析新陈代谢这一生命规律在材料中也是同样存在的。事实上，每种材料都有其生命曲线所谓的“材料科学”的主要研究对象是新材料，或者是想方设法使传统材料获得新生。石棉是含有铁、镁、镍、钙、铝等元素的硅酸盐，分为温石棉和青石棉两种，由于具有结实、抗弯、绝缘、隔热、保温、耐酸碱腐蚀等优点，所以被广泛用于建筑、造船、航天和交通机械中隔热、保温、防火等领域。石棉经过加工后制成的纺织、石棉水泥制品，具有耐磨、绝缘等特点，还可制成防火材料、滤料、填料等。据统计，石棉的各种用途已逾千种。近年来的研究表明石棉是一种致癌物质，欧美国家许多癌症的病因，都曾与石棉污染有关。目前这种状况正在向发展中国家转移。据保守估计，今后30年中死于石棉污染者将达到100万，其中大多数是制造含石棉的地板、天花板、屋顶材料、接合剂和自动闸的工人。若进行大规模楼层定向爆破、拆除等工作时，现场附近人员不采取防护措施，也极可能被构成伤害。专家估计，全世界每年约有20万人死于与石棉有关的癌症，其中约25％死于肺癌，10％死于恶性间皮瘤。

在欧盟的15个国家中，已有12个禁止使用石棉，沙特阿拉伯也将它列在禁用之列，阿根廷、智利等国也随之仿效。目前美国也不再生产石棉，其石棉使用仅依靠进口。钢铁工业在发达国家已进入衰退阶段，原因是有许多新材料来代替钢铁，并且钢铁生产污染环境，他们往往把这些企业放在第三世界国家。

钢铁在我国还在成熟阶段，钢铁的需求量很大，不但每年产量有所增加,每年还需进口2000万吨。

据估计,我国的钢产量达到12000万～15000万吨，才能满足国内市场需要。在“9·11”事件中变成废墟的纽约世贸大厦的数十万吨废钢铁被运往中国和印度，将在那里回炉后重新使用。从这两座100多层的双子大厦废墟中回收的钢材数量相当可观，估计多达40万吨。材料中的“常青树”：陶瓷1.2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1.3材料科学超音速飞机(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)1947年，在美国新墨西哥州哥西维尔地方，有一艘外星来的宇宙飞船坠毁了。科学家们纷纷云集此地，对这艘飞船进行了全方位的研究，于是地球上就诞生了半导体、光纤、激光器等一系列对当代文明产生了显著影响的新材料。后来美国政府将这艘飞船隐匿起来了……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。20世纪80年代出现的新技术革