材料概论 双语 第三章ppt
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材料物理概论英文版
Outline
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Introduction
Why metals could be plastically deformed? Why the plastic deformation properties could be changed to a very large degree by forging without changing the chemical composition? Why plastic deformation occurs at stresses that are much smaller than the theoretical strength of perfect crystals?
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Slip in Single Crystals - Critical Resolved Shear Stress
When the resolved shear stress becomes sufficiently large, the crystal will start to yield (dislocations start to move along the most favorably oriented slip system). The onset of yielding corresponds to the yield stress, y. The minimum shear stress required to initiate slip is termed the critical resolved shear stress:
7
Direction of the dislocation motion
For mixed dislocations, direction of motion is in between parallel and perpendicular to the applied shear stress.
金属材料概论第三章--2
正常价化合物 根据形成的条 件及结构特点
电子化合物
间隙相和间隙化合物
★正常价化合物：指严格服从原子价规律的化合物。 具有严格的化学比，成分不变，可用 化学式表示； 具有较高的硬度，脆性较大。
Mg2Si, Cu2Se, MnS
★电子化合物：不遵守化合价规律,但符合于一定电子 浓度的比值形成的化合物。
集中缩孔破坏了铸锭的完整性，在其附近集中了较多 的杂质，在轧制过程中随铸锭整体的延伸而伸长，并 不能焊接，造成废品 —— 必须在轧制前将缩孔切除！
集中缩孔形成示意图
缩松 以树枝晶方式长大的金属结晶时，由于树枝晶的充分 发展以及晶枝间相互穿插和相互封锁作用 → 一部分液 体被孤立分隔于各枝晶之间，凝固收缩时得不到液体 的补充 → 结晶结束形成许多分散的显微缩孔
间隙相的中间隙原 子分布是有规律的
间隙相VC的结构
间隙化合物
a) B 的原子半径最大 — 过渡族金属的硼化物都是间隙 化合物； 一部分碳化物，Fe3C（ 渗碳体）、 Mn3C、Cr7C b) 复杂结构的间隙化合物的熔点和硬度很高,但比间 隙相稍低些。 实际上工业用合金是固溶体作基体和少量的金属化合 物所构成。 化合物的合理存在可提高混合组织的强度和硬度
合金中的价电子数与其原子数之比
VA (100 r ) VB r c电子 100
VA 、VB 分别是溶剂和溶质的原子价
r 为溶质 B 的物质的量比 电子浓度越↓— 形成固溶体的倾向越大；
电子浓度越↑ — 固溶体变得不稳定，形成金属化合物 的倾向增大
★间隙相 和 间隙化合物 由过渡金属元素与C, N, H, B等原子半径较小的非 金属元素形成的化合物，尺寸较大的过渡金属元 素原子占据晶格的结点位置, 尺寸较小的非金属原 子则有规律地嵌入晶格的间隙之中。 根据非金属元素(以 X 表示）与金属元素（以 M 间隙相: rX / rM < 0.59时，形成的简单结构的化合物表 示）原子半径的比值分为： 间隙化合物:rX / rM > 0.59 时，形成复杂结构的化合物
《材料概论第》PPT课件
23
• Subatomic level Electronic structure of individual atoms that defines interaction among atoms (interatomic bonding).
• Atomic level Arrangement of atoms in materials for the same atoms can have different properties, e.g. two forms of carbon: graphite and diamond.
Tin
210 thousand
Molybdenum Titanium W Uranium Silver Gold Platinum
121 thousand 95 thousand 43 thousand 39 thousand 14 thousand 1.9 thousand 270 ton
2020/12/21
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精选ppt
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1.1 材料科学与工程的发展史
芳纶纤维
Ceramics 10,000 BC 5,000 BC 1,000 BC
2020/12/21
DJTU Materia精ls 选Scpipent ce & Engineering
8
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DJTU Materia精ls 选Scpipent ce & Engineering
•Bauxite
101 million
•Coal
4,573 million
•Iron ore
943 million
•Cement
1121 million
• Subatomic level Electronic structure of individual atoms that defines interaction among atoms (interatomic bonding).
• Atomic level Arrangement of atoms in materials for the same atoms can have different properties, e.g. two forms of carbon: graphite and diamond.
Tin
210 thousand
Molybdenum Titanium W Uranium Silver Gold Platinum
121 thousand 95 thousand 43 thousand 39 thousand 14 thousand 1.9 thousand 270 ton
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1.1 材料科学与工程的发展史
芳纶纤维
Ceramics 10,000 BC 5,000 BC 1,000 BC
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•Bauxite
101 million
•Coal
4,573 million
•Iron ore
943 million
•Cement
1121 million
功能材料概论3(导体半导体及材料性能)
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（2）磁感应强度饱和性 当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时，全部 二、磁饱和性 磁畴都会转向与外场方向一致，这时的磁感应强度将达 到饱和值。 （3）磁滞性 在铁心线圈通有交变电流时，铁心将被交变磁化。电流变 化一次时，B随H而变化的关系如图所示：当H减少为零时， B 并未回到零值，出现剩磁Br。磁感应强度滞后于磁场强 度变化的性质称为磁滞性。 B 1 不同物质的滞回曲线是不同的。 2
空带
E g
禁带
3 ~ 6eV (E 3 ~ 6eV ) g
满带 例如金刚石中两个碳原子相距 15nm时，△Eg=5.33eV。
满带与导带之间被一个较宽的禁带所隔开，在常 温下几乎很少有电子可以被激发越过禁带，因此 其电导率很低。
7
3. 半导体：价带是满带，但是禁带宽度较小 空带 半导体能带结构下面是价带， 价带是一个满价带；上面是导 带，导带是空的；满价带和空 带之间是禁带，其禁带宽度比 较窄，一般在1ev左右。价带 中的电子受能量激发后，如果 激发能大于Eg，电子可以从价 带跃迁到空带上，形成导带， 同时在价带中留下一个空的能 级位置--空穴。
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磁性物质的分类
根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类：
(1)软磁材料 矫顽磁力较小， 磁滞回线较窄。 (铁心) B H (2)永磁材料 矫顽磁力较大， 磁滞回线较宽。 (磁铁) B (3)矩磁材料 剩磁大而矫顽磁力 小，磁滞回线为矩 形。(记忆元件) B H
H
21
17
在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上，即 产生了一个与外场方向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁 感应强度大大增加。就是说磁性物质被强烈的磁化了。 磁性物质被广泛地应用于电工 设备中，电动机、电磁铁、变压 器等设备中线圈中都含有的铁心。 就是利用其磁导率大的特性，使 得在较小的电流情况下得到尽可 能大的磁感应强度和磁通。 非磁性材料没有磁畴 的结构，不具有磁化 特性。
（2）磁感应强度饱和性 当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时，全部 二、磁饱和性 磁畴都会转向与外场方向一致，这时的磁感应强度将达 到饱和值。 （3）磁滞性 在铁心线圈通有交变电流时，铁心将被交变磁化。电流变 化一次时，B随H而变化的关系如图所示：当H减少为零时， B 并未回到零值，出现剩磁Br。磁感应强度滞后于磁场强 度变化的性质称为磁滞性。 B 1 不同物质的滞回曲线是不同的。 2
空带
E g
禁带
3 ~ 6eV (E 3 ~ 6eV ) g
满带 例如金刚石中两个碳原子相距 15nm时，△Eg=5.33eV。
满带与导带之间被一个较宽的禁带所隔开，在常 温下几乎很少有电子可以被激发越过禁带，因此 其电导率很低。
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3. 半导体：价带是满带，但是禁带宽度较小 空带 半导体能带结构下面是价带， 价带是一个满价带；上面是导 带，导带是空的；满价带和空 带之间是禁带，其禁带宽度比 较窄，一般在1ev左右。价带 中的电子受能量激发后，如果 激发能大于Eg，电子可以从价 带跃迁到空带上，形成导带， 同时在价带中留下一个空的能 级位置--空穴。
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磁性物质的分类
根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类：
(1)软磁材料 矫顽磁力较小， 磁滞回线较窄。 (铁心) B H (2)永磁材料 矫顽磁力较大， 磁滞回线较宽。 (磁铁) B (3)矩磁材料 剩磁大而矫顽磁力 小，磁滞回线为矩 形。(记忆元件) B H
H
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在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上，即 产生了一个与外场方向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁 感应强度大大增加。就是说磁性物质被强烈的磁化了。 磁性物质被广泛地应用于电工 设备中，电动机、电磁铁、变压 器等设备中线圈中都含有的铁心。 就是利用其磁导率大的特性，使 得在较小的电流情况下得到尽可 能大的磁感应强度和磁通。 非磁性材料没有磁畴 的结构，不具有磁化 特性。
材料概论第三章
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Electrical Applications: Electrical properties of ceramics: insulating, semi-conducting, superconducting, piezoelectric and magnetic. Products: cell phones, computers, television, other electronic products. Magnetic storage
7ຫໍສະໝຸດ Advanced ceramics: used in diesel and automotive engines: its light-weight, hightemperature and wear resistant properties results in more efficient combustion and significant fuel savings. Also used: in oil spill containment booms.
9
A material’s resistance to the removal of its known by what terms Why do ductile materials withstand impact better than brittle materials
10
Chap.3: 3.3 3.12
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Medical: Bioceramic materials: are used for repair and replacement of human hips, knees, and other body parts. ceramic materials: can stimulate bone growth, promote tissue formation and provide protection from the immune system.
GAP概论教程 - 第三章 - 种质和繁殖材料
第三章种质和繁殖材料第一节物种和物种鉴定一、种质和种质资源从遗传学观点，种质(gennplasm)是指“决定生物种性，并将其丰富的遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质总体”，它是决定药材品质的内在因素。
种质学说是新达尔文主义的创始人魏斯曼(Weismann，A．1834一1914)提出，以后得到许多科学家的修正和发展，现在认识到，种质并不单指生殖细胞，而是包括所有细胞核里的染色体和载在它上面的基因。
种质资源(gemlplasm resources)是指“能够繁殖后代并保持稳定的遗传性状的(动)植物材料的统称，如孢子、种子及供繁殖用的细胞和组织等”。
各种药材其性味功能不同，含有的活性成分不同，都与其具有的不同种质有关。
对于各种不同种质来源，必须用科学的方法加以区分，才能避免药材品种的混淆，保证其真实性和有效性。
目前普遍应用的方法是(动)植物分类学方法。
二、物种概念物种(species)是生物分类的基本单位，是实际存在的生物种群。
一个种的成员具有相似的形态特征，共同的祖源，在通常情况下生殖隔离，即不与他种杂交，在地球上占有一定的分布区(现时的或历史的)。
物种既是进化的单位，又是生态系统中的功能单位。
每一物种都由若干分散的、不连续居住场所形成大大小小的群体所组成，这些群体叫居群(population)或叫种群(spedespopuladon)。
个体组成居群，居群组成物种，每个居群所有成员共有一个基因库。
区分物种的标准：1．形态学标准即物种的表型特征。
同种植物具有相似的形态特征，特别是那些遗传保守性很强的部位如花器、种子等繁殖器官。
2．遗传学标准同一种物种共有一个基因库，可互相交配繁殖。
异种间具有生殖隔离，即不交配或交配后代的不育等，这就揭示了物种遗传学的特征，但这一标准不适用于无性生殖的生物。
3. 生态学标准每一物种都占有一个生态位，在生态系统中都处于它所能达到的最佳适应状态，就像在适应场上，占据一个适应峰。
材料概论 材料科学概论 双语课件
Artifical Bone
Resomer® Resorbable Polyester：Polylactide, Polyglycolide or the copolymers
—Boehringer Ingelheim KG
PPT学习交流
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1.1 Materials and Material Science
特点: 具有一定的成分和配比；
可成型加工； 保持一定形状和外观； 具有使用价值并可回收再利用。
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保持一定形状和外观 可成型加工
具有使用价值
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Essential role of materials: indispensable to our society as food, energy and information.
1.1.1 Definition Constitute: The materials making up the surrounding world consist of discrete particles, having a submicroscopic size.
组成:构成物质世界的材料由具有亚 微观尺度的各种微粒子组成。
影响材料使用的因素
materials behavior availability
cost
synthesis and production method
processing techniques
environmental acceptability
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1.1 Materials and Material Science
材料成型概论 第三章 轧制成型2
轧机（钢球轧机、环形件轧机） ❖ 初轧机、型钢轧机以轧辊的名义直径表示型号（命名）。 ❖ 板带钢轧机以轧辊辊身长度表示型号（命名）。 ❖ 钢管轧机以其所轧制的钢管最大外径表示型号(命名)。 ❖ 特种轧机 轧制车轮、轮箍、钢球、齿轮、轴承环等
轧机按轧辊装配形式分类
按轧辊的数目、放置、大小来区分轧机的基本型式 为：表3－2
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程： 由钢锭或钢坯轧成具有一定规格和性能的钢材的一 系列加工工序的组合。
❖ 在提高质量和产量的同时，力求降低成本是制定轧 钢生产工艺过程的总任务和总依据。
❖ 碳素钢和合金钢的基本典型生产工艺过程如下图所 示。
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程总包括六大工序： 热轧工艺系统—— 坯料准备→加热→轧制→冷却→精整→验收入库 冷轧工艺系统—— 坯料准备→酸洗→轧制→退火→精整→验收入库
材料也比较稀贵，产量不大而产品种类繁多。 ❖ 常属中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。
❖ 各种轧钢生产系统组成见下表。
3.4.1 轧钢生产系统
轧材生产系统的发展： ❖ 向大型化、连续化、自动化方向发展。 ❖ 工艺流程经历了“长流程”到“短流程”的发展过
程。 ❖ 目前“长流程”和“短流程”共存。 ❖ 长流程主要吃铁水，短流程主要吃废钢。
❖ 采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的 必然趋势。
3.4.1 轧钢生产系统
型钢生产系统 热轧线材、热轧棒材、热轧H型钢、热轧型钢
❖ 型钢生产系统的规模往往不很大，就规模而言可分 为大型、中型和小型三种生产系统。
❖ 年产100万t以上的称大型生产系统；年产30～ 100万t称中型生产系统；年产30万t以下的称小型 生产系统。
轧机按轧辊装配形式分类
按轧辊的数目、放置、大小来区分轧机的基本型式 为：表3－2
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程： 由钢锭或钢坯轧成具有一定规格和性能的钢材的一 系列加工工序的组合。
❖ 在提高质量和产量的同时，力求降低成本是制定轧 钢生产工艺过程的总任务和总依据。
❖ 碳素钢和合金钢的基本典型生产工艺过程如下图所 示。
3.4.1 轧钢生产系统
轧钢生产工艺过程总包括六大工序： 热轧工艺系统—— 坯料准备→加热→轧制→冷却→精整→验收入库 冷轧工艺系统—— 坯料准备→酸洗→轧制→退火→精整→验收入库
材料也比较稀贵，产量不大而产品种类繁多。 ❖ 常属中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。
❖ 各种轧钢生产系统组成见下表。
3.4.1 轧钢生产系统
轧材生产系统的发展： ❖ 向大型化、连续化、自动化方向发展。 ❖ 工艺流程经历了“长流程”到“短流程”的发展过
程。 ❖ 目前“长流程”和“短流程”共存。 ❖ 长流程主要吃铁水，短流程主要吃废钢。
❖ 采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的 必然趋势。
3.4.1 轧钢生产系统
型钢生产系统 热轧线材、热轧棒材、热轧H型钢、热轧型钢
❖ 型钢生产系统的规模往往不很大，就规模而言可分 为大型、中型和小型三种生产系统。
❖ 年产100万t以上的称大型生产系统；年产30～ 100万t称中型生产系统；年产30万t以下的称小型 生产系统。
材料概论(周达飞)(二版)第3-2章
塑料等的真空蒸镀、沉积膜等，近年用于塑料表面镀金属， 还制备In2O3-SnO2系等透明导电陶瓷薄膜。
图 真空沉积 法机理图
机理:将需制成膜的金属元素or化合物在真空中蒸发 or升华，使之在基片表面上析出并附着的过程。
第三章 材料的制备方法
（2）真空溅射法：荷能粒子（高能的离子、中性原
子等）冲击靶材，使靶材表面原子or原子团逸出。
控溅射是在溅射仪中附加了磁场，∵洛仑兹力的作用， 能使V溅射，∴使溅射技术→新的高度。
• 反应溅射：通过将活性气体混合在放电气体中，可控制
膜的组成和性质，主要用于制绝缘化合物薄膜。可采用 直流、高频和磁控等溅射方法。
第三章 材料的制备方法
(3)离子镀法
是蒸发工艺与溅射技术的结合，1种较新的方法。
共聚单体从循环气体压缩机出 口、冷却器进口之间引入反应 器；引发剂加入循环管路的位 置是在冷却器出口与反应器入 口之间。为调节组成，循环气 部分放空前需要经过单体冷凝 及粉粒分离器。 产品出料包括系统流化床料位 测定、出料罐、吹送罐等。 流化床是整个聚合过程的核心 设备，包括：筒体、分布板和 扩大段3部分。
溅射设备主要有以下几种：
• 二极直流溅射：最简单，很早就工业生产，但无法获
得绝缘膜。
• 高频溅射：可在较低电压下进行，能制介质膜，∴高频
溅射仪自1965年问世以来很快得到普及，数量在溅射仪 中占绝对优势。
• 磁控溅射：与真空蒸镀相比，二极直流or高频溅射的V
成膜都非常小(只有~50nm/min，约为蒸镀的1/51/10)。磁
1.熔融法
通过加热使原料反应并熔融 (在加热过程和熔融状态下产生
各种化学反应)从而形成一定的组成和结构。按T高低分为：
A.高温熔融法：将矿物原料投入各种高温熔炉内，使其 在高温下发生反应并熔融。如：
图 真空沉积 法机理图
机理:将需制成膜的金属元素or化合物在真空中蒸发 or升华，使之在基片表面上析出并附着的过程。
第三章 材料的制备方法
（2）真空溅射法：荷能粒子（高能的离子、中性原
子等）冲击靶材，使靶材表面原子or原子团逸出。
控溅射是在溅射仪中附加了磁场，∵洛仑兹力的作用， 能使V溅射，∴使溅射技术→新的高度。
• 反应溅射：通过将活性气体混合在放电气体中，可控制
膜的组成和性质，主要用于制绝缘化合物薄膜。可采用 直流、高频和磁控等溅射方法。
第三章 材料的制备方法
(3)离子镀法
是蒸发工艺与溅射技术的结合，1种较新的方法。
共聚单体从循环气体压缩机出 口、冷却器进口之间引入反应 器；引发剂加入循环管路的位 置是在冷却器出口与反应器入 口之间。为调节组成，循环气 部分放空前需要经过单体冷凝 及粉粒分离器。 产品出料包括系统流化床料位 测定、出料罐、吹送罐等。 流化床是整个聚合过程的核心 设备，包括：筒体、分布板和 扩大段3部分。
溅射设备主要有以下几种：
• 二极直流溅射：最简单，很早就工业生产，但无法获
得绝缘膜。
• 高频溅射：可在较低电压下进行，能制介质膜，∴高频
溅射仪自1965年问世以来很快得到普及，数量在溅射仪 中占绝对优势。
• 磁控溅射：与真空蒸镀相比，二极直流or高频溅射的V
成膜都非常小(只有~50nm/min，约为蒸镀的1/51/10)。磁
1.熔融法
通过加热使原料反应并熔融 (在加热过程和熔融状态下产生
各种化学反应)从而形成一定的组成和结构。按T高低分为：
A.高温熔融法：将矿物原料投入各种高温熔炉内，使其 在高温下发生反应并熔融。如：
功能材料概论4-3(高分子基础)
3.2 高分子相关概念
3.2.1 高分子定义
高 分 子 Polymer , High Polymer, Macromolecule
也叫聚合物、高聚物或大分子等。主链由共价键结合， 具有高的分子量（大于104），其结构必须是由多个重 复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由 相应的小分子（单体）衍生而来。概括的说，高分子是 由许多相同的重复单元通过化学键连接而成的大分子。
农用塑料：①薄膜 ②灌溉用管。 建筑工业：①给排水管PVC、HDPE ②塑料门窗 ③涂料油漆 ④ 复合地板、家具人造木材、地板 ⑤PVC天花板。 包装工业：①塑料薄膜：PE、PP、PS、PET、PA等 ②中空容器： PET、、PE、PP等 ③泡沫塑料：PE、PU等。 汽车工业：塑料件、仪表盘、保险机、油箱内饰件、坐垫等。 军工工业：飞机和火箭固体燃料（低聚物）、复合纤维等。
柱晶 当聚合物熔体在应力作用下冷却结晶时，还常常形成一种柱状 晶。由于应力作用，聚合物沿应力方向成行地形成晶核．后以这 些行成核为中心向四周生长成折叠链片晶。在熔融纺丝的纤维中、 注射成型制品的表皮以及挤出拉伸薄膜中等存在柱晶。 串晶 高分子溶液温度较低时边搅拌边结晶，可以形成一种类似于串 珠式结构的特殊结晶形态--串晶，串晶同时具有伸直链和折叠链 两种结构单元组成的多晶体。 伸直链结构--中心线， 折叠链的片晶--间隔地生长 在中心线周围，构成珠。
3.3 高分子结构
高分子两级结构
链结构（一级结构）：是指单个分子的结构和形态，分为近程 结构和远程结构。
近程结构：属于化学结构，又称一次结构，包括构造与构型。 构造是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元 的排列顺序，支链的类型和长度等；构型是指某一原子的取代基在 空间的排列。 远程结构：又称二次结构，包括分子的大小与形态，链的柔顺性及 分子在各种环境中所采取的构象。构象指分子链中由单键内旋转所 形成的原子（或基团）在空间的几何排列图像。
复合材料概论课件 王国荣 第三章 复合材料的增强材料
第三章 复合材料的增强材料
• 定义：复合材料中凡能提高基体材料力学性能的物质。
• 纤维：在复合材料中起增强作用，是主要承 力组分。可使复合材料的强度、刚度以及耐 热性、韧性得到较大幅度提高，且可减小收 缩。
• 例如：PS塑料中加入玻璃纤维后 拉伸强度可从600MPa提高到1000MPa, 弹性模量可从3GPa提高到8GPa， 热变形温度可从85℃提高到105 ℃， 使-40 ℃下的冲击强度提高10倍。
纤维种类
E-玻纤 S-玻纤 M-玻纤 棉纤维 铝合金
密度
2.54 2.44 2.89 1.5 2.7
拉伸强度 MPa 3500
4700
3700 300～400 40～460
弹性模量 GPa 72 87
118 10～12
72
3.2.1 物理性能
• 密度: 2.4～2.9； • 耐磨性和耐折性: 都很差； • 热性能: 导热率小0.035W/（m·K），隔热
表3-2 各种金属丝的性能
金属丝 W
密度 19.4
弹性模量 拉伸强度
GPa
MPa
407
4020
熔点 /K
3673
Mo
10.2
329
2160 2895
钢
7.74
196
4120 1673
不锈钢 7.8
196
3430 1673
Be
1.83
245
1270 1553
3.4 有机纤维（芳纶纤维）
➢芳纶纤维（Kevlar纤维)是芳香族聚酰胺类纤 维的总称。最常用的为Kevlar-49。
性好、价格低，但强度不如无碱GF； ➢ 有碱GF（A玻纤）: 碱金属含量>14%，强度低、耐湿热
• 定义：复合材料中凡能提高基体材料力学性能的物质。
• 纤维：在复合材料中起增强作用，是主要承 力组分。可使复合材料的强度、刚度以及耐 热性、韧性得到较大幅度提高，且可减小收 缩。
• 例如：PS塑料中加入玻璃纤维后 拉伸强度可从600MPa提高到1000MPa, 弹性模量可从3GPa提高到8GPa， 热变形温度可从85℃提高到105 ℃， 使-40 ℃下的冲击强度提高10倍。
纤维种类
E-玻纤 S-玻纤 M-玻纤 棉纤维 铝合金
密度
2.54 2.44 2.89 1.5 2.7
拉伸强度 MPa 3500
4700
3700 300～400 40～460
弹性模量 GPa 72 87
118 10～12
72
3.2.1 物理性能
• 密度: 2.4～2.9； • 耐磨性和耐折性: 都很差； • 热性能: 导热率小0.035W/（m·K），隔热
表3-2 各种金属丝的性能
金属丝 W
密度 19.4
弹性模量 拉伸强度
GPa
MPa
407
4020
熔点 /K
3673
Mo
10.2
329
2160 2895
钢
7.74
196
4120 1673
不锈钢 7.8
196
3430 1673
Be
1.83
245
1270 1553
3.4 有机纤维（芳纶纤维）
➢芳纶纤维（Kevlar纤维)是芳香族聚酰胺类纤 维的总称。最常用的为Kevlar-49。
性好、价格低，但强度不如无碱GF； ➢ 有碱GF（A玻纤）: 碱金属含量>14%，强度低、耐湿热
材料概论 双语 第三章ppt
Nuclear Fuels
The History of Chinese Ceramics
（1）. 3 000 B.C : Potters in Henan and Gansu is technically superior.
After 600 A.D : Ceramics is adaptable to higher firing temperatures and more translucent and white after firing.
The classification of ceramic
Traditional ceramics
Traditional ceramics are derived and processed from clay or nonclay minerals.
Traditional ceramics are usually heavy,fragile( 脆)
Classification based on applications
Advanced ceramics
Advanced ceramics are developed form rather simple chemical compounds , and advances in processing which have provided greater control over their structures. Advanced ceramic: the scale of the raw materials and microstructures, including the crystal grains, crystal interface, pores and defects is at the level of microns.
材料与社会第三章.ppt
生活中常见的材料
生活中经常看见的材料包括：金属、陶瓷、半 导体、超导体、聚合物、木材、玻璃、陶瓷等， 在古代人们把石头也作为制造工具的一种材料。
2.材料与物质的区别
材料是物质，但不是所有的物质都可以成 为材料。
例如：燃料和化学原料、工业化学品、食 物和药物等。但是关于材料的定义并不那么严 格，炸药、固体火箭推进剂也被称之为“含能 材料”。
世界上最早进入铁器时代的是西台帝国，约BC 1400掌握了冶铁技术 BC1200，中东各地广泛运用铁，但并未取代青铜的主导地位
BC 1000，欧洲出现铁制工具，可能是由小亚细亚西传而来 BC 800，尼德兰出现铁制工具
美洲及大洋洲没有铁器时代，铁由欧洲人传入
中国是世界上利用铁最早的国家之一 19000年前，周口店“山顶洞人”就开始使用赤铁矿粉作为赭红
发展时间 65 33 35 18 5 3 3 2
1.3材料的发展趋势
材料是社会进步的物质基础和先导，对国 民经济和国防建设起着关键的支撑作用。新材 料是高技术领域的重要组成部分，与信息、生 命、能源并称为现代文明和社会发展的四大支 柱。加强新材料的开发，对推动高新技术产业 发展、促进传统产业升级换代和增强综合国力， 具有重要的意义。
色颜料，涂于装饰品上或者随葬撒在尸体周围。为天然矿物颜料 利用的开端 新石器时代(距今10000~4000) 兴起制陶业，发明绘制各种风格 的彩陶。绘制赭红色彩陶的原料就是赭石(赤铁矿)
1972，河北北藁(gǎo)城台西村商代(BC 13世纪)中期遗址出土铁 刃青铜钺。刃部是陨铁加热锻造而成 中国在BC 6世纪已出现了生铁制品
材料与社会
主讲教师： 时 间：
第二章新材料与社会进步
英文版-材料概论
英文版材料概论 logointroduction materialsschool materialsscience engineeringcompany name materialscience materialscan understoodfrom followingaspects: humancivilization socialdevelopment stronglyintertwined pervasiverole entireeras humancivilization pany name company name 1.1 how materialdefined solidsused produceitems which constitute hisliving environment. properties availabilitycost methods materialsdepends companyname 1.2 materialscompany name 1.3 materials properties properties materialresponds externalforces. mechanical properties physical properties chemical properties company name 1.4 use materialsdepends: properties availabilitycost methods productioncompany name 1.5 materials science material science relationshipamong processing, structure, properties, materials.materials science deals relationshipbetween macroscopicproperties microscopicstructures.
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the changs take place during drying and firing processes , the characteristics of the finished piece and the proportions of the constituents: clay quartz(石英) and flux （助熔剂）.
3.2.2structure of ceramics
the silicate structure is SiO4 tetrahedra linked by ionic and covalent (共价） compounds different silicates depend on different SiO4 tetrahedra(such as :mica（云母） and soapstone（滑石）)
小组成员 : 李志鹏 李萌萌 李 梦龙 李建毅 张良玉 李连成
introduction
1. What is the ceramic
2. The development of ceramics 3. Traditional ceramics 4. Advanced ceramics
5. The History of Chinese Ceramics
Classification based on applications
Advanced (New) Ceramic materials Oxides Abrasives Bioceramics Electrical Gas Turbiness Cutting Tools (Steel) Nitrides Rocket Engines Carbides Abrasives Resistance Heating Steel Additives
The development of ceramics
（1）. human-made ceramics can be date back to at least 24,000 BC. and Appearance simple, Raw material simple, processed simple. It is utilitarian . （2）. 9 000 BC functional pottery beginning to be appearing. （3）. Now ceramics rapid development.
3.2.1 porosity and density atomic weight
factors of density atoms stack（堆叠） reduce the strength porosity （多孔性 ） increase the insulating（绝热 性） makes lighter
Eighteenth-and nineteenth-Century Ware: Europeans discovered the secret of Chinese ceramic . their commercial incursions into china created such political unrest. China ceramic industry is very depressed.
Drying
as drying progresses and water is removed,the
interparticle separation decreases,which is manifested as shrinkage during drying it is critical to control the rate of water removal
Nuclear Fuels
The History of Chinese Ceramics
（1）. 3 000 B.C : Potters in Henan and Gansu is technically superior.
After 600 A.D : Ceramics is adaptable to higher firing temperatures and more translucent and white after firing.
melting pot as the main sintering tool
Performance:high strength、high
hardness 、 corrosion resistance(耐腐蚀) electric conduction、 BC(biocompatibility) （生物相容性）and so on.
Cutting Tools
Refractory Brick Glass Additives High Temperatures Substrates Cutting Tools(cermets) For IC Chips coatings Armor Ceramic Matrix Composites Reinforcing Fibers
Advanced Ceramic Processing
Chemical Processes Melt Processing Producing Single-crystal Materials Vapor Processing Directed Metal Oxygen Process
Preparation procedure:No longer with
Power Pressing
l powder pressing the ceramic analogue to powder metallurgy,is used to fabricate both clay and nonclay compositions including electronic and magnetic ceramics as well as some refractory brick products
Firing
After drying , a body is usually at a
temperature between 900 the 1400:firing temperature depends on the composition and desired properties of the finished piece.
3.2 Nature of ceramics
properties extreme hardness, heat resistance corrosion resistance, low ductility low electrical and thermal conductivity apply ceramic heat engine, batteries, computer and communication technologies, hunman bone
What is the ceramic
The word “ceramic” can be traced back to Greek term “keramos” which is related to an old Sanskrit root meaning “to burn”. Can be defined as inorganic compounds made by heating clay or other mineral matter to a high temperature at which they partially melt and bond together. Ceramic can be defined as inorganic, nonmetallic materng
The most common hydropalstic forming technique is
extrusion , in which a stiff plastic ceramic mass is forced through a die orifice having the desired crosssectional geometry
Solid phase method:Including thermal
decomposition method(热分解法) ； Amorphous alloy annealing crystallization method（非晶合金退火结晶法）；SHS(自 蔓延高温合成)
3.3 Ceramic Processing
Traditional processing Advanced Ceramic Processing
Traditional Processing
Structural clay products and whitewares
Forming
Drying and Firing Power Pressing Hydroplastic Forming Slip Casting
Classification based on applications
Advanced ceramics
Advanced ceramics are developed form rather simple chemical compounds , and advances in processing which have provided greater control over their structures. Advanced ceramic: the scale of the raw materials and microstructures, including the crystal grains, crystal interface, pores and defects is at the level of microns.