材料化学导论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

●纳米热！超导热！新材料热！化学学生学点材料知识有好处！●本科程从材料组成、结构、性能和应用关联角度介绍材料，化学味浓！结构味浓！●本课程在专业指定选修课程设置，课时40，学分2。指定选修≡必修！●好好听完每一节课，课后做做习题，随即点名，3次不到取消考试资格。课程结束考试采取笔试方式，占80～70％。教材下载：第1章材料化学绪论什么叫材料？●国外2部大型辞书对材料定义：国内大型辞书《辞海》：人们把自然界经过开采而取得劳动对象称为原料。自然界自然存在而未经过人类任何劳动输入就不能称为原料。比如，开采出来矿物是冶金原料，种植出来小麦是制造面粉原料，单采掘工业中就没有原料。在加工工业中，普通把来自采掘工业和农业劳动对象称为原料，把经过工业加工原料（如钢铁、水泥）称为材料。材料和原料合成为原材料。《辞海》定义能够总结为：经过人类劳动而取得劳动对象称为原料，经过二次加工原料称为材料。●上述定义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改变。辞海定义即使说明了原料和材料之间联络和区分，但也没有指出材料在使用中本质改变。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，但类似不胜枚举化工产品都是原料。②来自采掘工业沙石、木材等等？按定义似乎应是原料，习惯上将其归入建筑材料。思索？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，食盐和烧碱普通都看作是化工原料。原料在加工中普通均失去了原质。怎样定义材料？●借助两个英语词组来说明材料含义：“madeof”指组成或制成物品后，其物质原质没有发生改变；“madefrom”指组成或制成物品后，其物质原质已经发生改变，即失去了原质。定义材料：经过人类劳动取得、在深入加工过程中依然保持原质劳动对象称为材料。1.2材料分类⑴按照材料化学属性能够分为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、车辆用钢铁材料，建筑房屋、桥梁和铁路用混凝土材料。这些材料都含有抵抗外力作用而保持自己形状、结构不变优良力学性能。功效材料（Functionalmaterial）：此概念1965年由美国贝尔研究所J.A.Morton博士提出，现已被各国材料界重视和接收。其定义是：含有优良电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学和生物学功效及相互转化性能，被用于非结构目标高技术材料。对于功效材料，在我国材料界，也有一个普遍使用名词，就是新技术材料。功效材料大都是新材料，又都是应用在新科技领域，所以冠以新技术材料头衔，也是当之无愧和众望所归。材料功效及其示例热学性能——热容、热传导、热稳定；光学性能——与光作用、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；生物功效——人造器官、骨骼和牙齿等。举例：①弹性材料——应用力学性能——用于非结构目标——属于功效材料；②结构陶瓷——应用力学性能——用于结构目标——属于结构材料；③普通玻璃——应用光学性能——用于结构目标——属于结构材料；④耐火砖——应用热学性能——用于结构目标——属于结构材料。固体材料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最少在一维方向尺度在0～20nm。所以它属于微观和宏观之间介观范围，含有不一样于宏观材料很多特殊性质！纳米技术采取“自下而上”（bottomup）思绪，以超分子化学（组装技术）和分子电子学（功效分子）为基础正在发展分子器件，而我国科学家研究走在国际前端。分子马达Molecularmotor●杂化材料与复合材料存在多相组成不一样，有机-无机组分间是在原子分子水平上复合，结合方式自然是强化学键和弱化学键，已组成了功效杂化材料领域。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。指两种以上不一样种类有机、无机、金属材料在原子、分子水平上杂化，从而产生含有新型原子、分子集合结构物质。这种材料含有许多新性能和用途。超微粒化（0D）金属材料以石头制造工具。能够划分为旧石器时代（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，我们祖先以石器为主要工具，在寻找石器过程中认识了矿石，创造了火，制造了第1种人造材料——陶，并在烧陶过程中发展了冶铜术，开创了冶金技术。人类制造和使用第3种人造材料——铸铁，嗣后是钢铁工业迅猛发展,成为18世纪产业革命主要内容和物质基础。人类社会发展到20世纪中叶以来，科学技术突飞猛进，