1材料概论 材料科学概论课件 双语
《材料概论》课件
复合材料的物理性质，如热导率、电导率、磁导 率等，也取决于其组成成分的性质以及它们的组 合方式。
化学性质
复合材料的化学性质取决于其组成成分的性质以 及它们的组合方式。它们通常具有更好的耐腐蚀 性和抗氧化性。
复合材料的用途
航空航天领域 汽车工业 建筑领域
体育用品领域
由于复合材料具有高强度、轻质等特点，广泛应用于制造飞机 和航天器的结构件。
有机高分子材料的用途
塑料
包装材料、建筑材料、家电外壳
橡胶
轮胎、密封圈、减震材料
纤维
纺织品、防护服、绳索
涂料与粘合剂
防腐涂料、家居装修用粘合剂
05
复合材料
复合材料的分类
按基体分类
复合材料可以分为金属基复合材料、树脂基复合材料、陶瓷基复合材 料等。
按增强体分类
复合材料可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料、层叠增强 复合材料等。
材料科学的分类
总结词
材料科学主要分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等。
详细描述
根据材料的性质和应用，材料科学主要分为金属材料、无机非金属材料、高分 子材料和复合材料等。这些类别涵盖了各种常见的材料，如钢铁、陶瓷、塑料 、橡胶等。
材料科学的重要性
总结词
材料科学在科技和工业发展中具有重要 作用，对国民经济和社会发展具有重要 意义。
按应用领域分类
复合材料可以分为航空航天复合材料、汽车复合材料、建筑复合材料 、体育用品复合材料等。
按制备工艺分类
复合材料可以分为热压复合材料、热熔复合材料、液体复合材料等。
复合材料的性质
1 2 3
力学性质
复合材料的力学性质取决于其组成成分的性质以 及它们的组合方式。它们通常具有更高的强度、 刚度和耐疲劳性。
材料科学概论英文版ch8-2 (1)
Heat Treatment of Steels
Martensite has the strongest microstructure and can be made more ductile by tempering. Therefore the optimum properties of quenched and tempered steel are realized if high content of martensite is produced. Problem: difficult to maintain same conditions throughout volume of steel during cooling: surface cools more quickly than interior, producing range of microstructures through volume. The martensitic content, and the hardness, will drop from a high value at the surface to a lower value in the interior of the piece. Production of uniform martensitic structure depends on • composition • quenching conditions • size + shape of specimen• Anneຫໍສະໝຸດ ling, Stress Relief
• More on Heat Treatment of Steels
• Precipitation Hardening
Annealing
《材料科学概论》课件
2 原子结构和元素周期表
通过了解原子的组成和元素周期表，我们可以深入了解材料的基本构成和特性。
3 材料分类和特性
材料可以根据其组成、结构和性能进行分类，不同材料具有各自独特的特性和应用。
材料的加工与性能
1
材料的性能评估方法
2
了解材料性能评估的常用方法，如力学 性能测试、热学性质分析等，以评估材
未来发展趋势
1 材料科学的新挑战
2 人工智能
探讨材料科学在面对新兴技术和需求时所面 临的挑战，如环境友好材料、可持续发展等。
了解人工智能在材料科学中的应用，如材料 设计、加工过程优化等，以推动材料科学的 发展。
学习方法
课程将采用讲座、案例分析和实验等多种教学 方法，帮助学习者全面理解材料科学的概念和 应用。
课程内容
我们将涵盖材料科学的基础知识、加工与性能、 新材料与应用，以及未来发展趋势等内容。
考试评估
学习者将参加期中考试和期末考试，以及完成 课程作业和实验报告，综合评估学习成果。
基础知识
1 材料科学的定义
《材料科学概论》PPT课 件
欢迎来到《材料科学概论》PPT课件！在这个课程中，我们将一起探索材料科 学的世界，了解材料的定义、分类和加工方式，还会探讨材料的性能评估、 新材料与应用，以及材料科学的未来发展趋势。
课程介绍
课程目标
通过本课程，学习者将了解材料科学的基础知 识，培养对材料的分类和性能评估的认知，以 及掌握材料加工方法。
料的可行性和应用潜力。
材料的加工方法
学习不同的材料加工方法，包括冶金和 塑料加工，了解其原理和实际应用。
新材料和的材料研究进展，如纳米材料、新能源材 料等，了解它们带来的革新和应用领域。
1材料概论 材料科学概论 双语ppt课件
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• Chemical properties: the behavior of material in a reactive environment.
substance ~ material: differences
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战机
舰船
导弹
高层 建筑
火箭
材料的应用领域
战车
人造 卫星
高速列车
汽车
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1.1.2 Classification
Basis of classification:
atomic structures
nature of chemical bonds:
金属键 离子键 共价键 次价键
Metallic bond Ionic bond Covalent bond
secondary bond
范德华力 Van der Waals bond 氢 键 Hydrogen bond
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28
Classification: metals and their alloys:
材料的发展史，就是人类社会的发展史。
3
材料的发展历史
金 青铜 铁
高分子材料
木材 皮革 骨
纤维
相
皮胶
对
占
有
复合材料
量
稻草杆砖
纸
钢 合金钢
金属材料
橡胶 赛璐珞
耐热合金
火石 陶
瓷 玻璃
无机非金属材料
水泥 耐火材料
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
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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
材料学概论绪论PPT课件
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聚丙稀短纤维
一些典型的高聚物材料
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合成橡胶轮胎
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衣服 纤维
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三、聚合物的应用
塑 钢 窗
塑料的应用
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塑 料 的 应 用
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塑料的应用
往往伴随化学变化。 • 材料的特点往往是为获得产品，一般从材料
到产品的转变过程不发生化学变化。
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3. 材料与物质
材料与物质(Materials and Matter) 材料可由一种或多种物质组成。 同一物质由于制备方法或加工方法不同
可以得到用途各异、类型不同的材料。
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材料重要性
b. 导体材料，电线芯（铜） c. 工具
第79页/共89页
无机非金属材料
Inorganic nonmetals
分类（按成分，化学结构和用途分四大类） 混凝土（水泥） 玻璃 Glass 硅及耐火材料 Silicon 陶瓷（器） Ceramics
传统陶瓷（天然硅酸盐矿）：各中粘土烧制而成。 (Silicate Ceramics)
Biomaterials are employed in components implanted into the human body for replacement of diseased or damaged body parts.
• Advanced materials
Materials that are utilized in high-technology (or high-tech) applications are sometimes termed advanced materials.
材料科学与工程导论(双语)复习用.docx
材料科学与工程导论1 Polymerization (聚合作用)is the process by which small molecules (分子) consisting of one unit or a few units are chemically joined to create these giant molecules. Those small molecule units are called _____A) polymers B) monomers (单体) C) oligomers D)elastomerscable.A)For automobile bumper, the best choice of polymer is Natural Rubber.B)For mineral water bottle, the best choice of polymer is Low-Density (密度) Polyethylene (聚乙烯)C)For insulating cable, the best choice of polymer is polystyrene (聚苯乙烯).D)For mineral water bottle^ the best choice of polymer is Polyethylene Terephthalate.3)In general, for a given type of thermoplastic (热塑性塑胶)the tensile (可延展的) strength, creep resistance impact toughness, wear resistance, and melting temperature all increase with _______A) degree of polymerization B)density of branching C)tacticity D) crystallinity4)ABS, composed of acrylonitrile, butadiene, and styrene (苯乙烯)，is one of the most common polymer materials. Styrene and acrylonitrile form a liner copolymer (异量分子聚合物)(SNA) that serves as a matrix. Styrene and butadiene also form a liner copolymer, BS rubber, which acts as the __________ material.D or B?A)fire retardant B) filler C) cross-linking D)plasticizer5)Epoxies (环氧树月旨)are thermosetting polymers formed from molecules containinga tight C-O-C ring. During polymerization, the C-O-C rings are opened and the bonds are rearranged to join the molecules. If epoxy is used as an adhesive (粘齐ll) for a variety of applications, which kind of adhesives does it belong to?A)Chemically Reactive AdhesivesB)Evaporation or Diffusion AdhesivesC)Hot-Melt Adhesives D) Pressure-Sensitive Adhesives6)What area the major advantages associated with plastic compared to ceramics(陶瓷)，glasses, and metallic materials?A)lightweight and corrosion(铁锈,腐蚀卜resistantB)high strength and high-temperature resistantC)high-temperature resistant and insulatingD)high stiffness and corrosion-resistant7)Which one is not a thermoset polymer?A) Polyethylene B) Natural Rubber C) Epoxy D) Phenolic8)Depending on the degree of cross-linking, the polyurethanes behave as thermosetting polymers, thermoplastics (热塑性塑胶)，or elastomers. These polymers find application as fibers, coatings, and foams for furniture, mattress, and insulation. Why polyurethanes are versatile(为什么聚氨酯是通用的)？A) for their polar repeat unit B) for their linear structureC) for their multi-functional monomer D) for their tactictity structure9) Liquid Crystalline(透明的)Polymers are polymers which behave as _____A) liquid B) thermoplastic C) thernoset D) oriented (取向)rods10) The glass temperature (Tg) is typically about ______ t imes the absolute melting temperature (Tm).A) 0.2 to 0.3 B) 0.5 to 0.7 C) 0.8 to 1.0 D) 1.0 to 2.011) Most thermoplastic exhibit a non-Newtonian and visicoelastic behavio 匸 The stressand train are not linearly related for most parts of the stress-strain curve. The viscoelastic behavior means when an external (夕卜部的)force is applied to a B) both elastic and plastic (塑性) C) only plastic D) neither elastic nor plastic12) Compare the tensile strength of LDPE, HDPE, PVE, PP, and arrange them in sequence (顺序)from high strength to low tensile strength•A) LOPE>HDPE>PVE>PP B) LDPE>HDPE>PP>PVCC) PVC>PP>HDPE>LDPE D) PVC>HDPE>PP>LDPE13) Degree of polymerization is usually used to characterize _______A) cross-linking network B) thermosetting polymerC) polymer degradation D) thermoplastic polymer14) Silicones (硅)are important elastomer based on chains composed of silicon and oxygen atoms. The silicone rubbers provide high-temperature resistance, permitting use of the elastomer at temperature as high as ____________ °C. Low molecular weight silicones form liquids and are known as silicon oils.A) 100 B) 150 C) 200 D) 30015) There are a lot of thermoplastic processing methods, typical forming processincludes: extrusion, blow molding, injection molding, thermoforming, calendaring and spinning ・ If we want to produce sping water bottles, which processing way is best choice?A) extrusion 挤ill 成型 B) blow molding 吹塑成型 C) injection molding 注射成型D) thermoforming 热成型16) The recycling of thermoplastics is relatively easy and practiced widely. Many of the everyday plastic products you encounter (bags, soda bottles, yogurt containers, etc.) have numbers stamped on them. For PRT products, the number is 1. For HOPE and LDPE, the numbers are __________ ，respectively. Other plastics are marked number 7,A) 3 and 4 B) 4 and 5 C) 2 and 4 D) 2 and 317) The temperature above which a polymer burns, chars, or decompose. Which team is appropriately used in describing the remperature ・A) Tg B)Td C) Tm D) HDT18) Which forming process is not a best choice for thermosetting polymers.A) Compression molding B)transfer moldingC) reaction injection D) spinning19) Elastomers are thermoplastics or lightly cross-linked thermosets that exhibitthermoplastic _ A) only elasticdeformation occurs.greater than ______ elastic deformation.A) 0.2% B)2% C) 20% D)200°/o20)Thermoplastic elastomers combine feature of both thermoplastics and elastomers. At high temperature, these polymers behave as __________ and are plastically into shapes, at how temperature, they behave as ________A) thermoplastics; elastomers B) thermoplastics; thermosetting polymersC) elastomers; thermoplastic D) elastomers; thermosetting polymers21 Define (a) a thermoplastic, (b) thermosetting plastics, (c) elastomers, and (d) thermoplastic elastomers.Thermoplastics :热后可塑性物质是由一些单体聚合成长链组成，它们代表性的特性是可塑性，延展性。
英文版-材料概论
《材料科学概论》课件
陶瓷材料的应用
总结词
耐高温、硬度高
详细描述
陶瓷材料具有优良的耐高温和硬度高的特性，广 泛应用于高温炉具、航空航天、机械等领域。
总结词
绝缘性好、化学稳定性高
陶瓷材料的应用
详细描述
陶瓷材料具有良好的绝缘性能和化学稳定性，能够适应各种恶劣 环境下的使用需求。
总结词
生物容性和生物活性，能够促进骨组织 再生和修复。
02
CATALOGUE
材料的性质
材料的物理性质
导热性
光学性质
描述材料传输热量的能力。金属通常 具有良好的导热性，而隔热材料如玻 璃纤维或泡沫则具有较低的导热性。
涉及材料对光的吸收、反射和折射等 特性。例如，镜子利用玻璃的高反射 性，而透明玻璃则允许光线通过。
电导率
衡量材料传导电流的能力。金属是电 的良导体，而塑料和陶瓷则是电的不 良导体。
材料的化学性质
耐腐蚀性
材料抵抗化学物质（如酸、碱、 盐等）腐蚀的能力。例如，不锈 钢因其抗腐蚀性而在许多应用中
得到使用。
抗氧化性
材料在高温下抵抗氧化（即生锈或 腐蚀）的能力。某些金属如金和铂 具有很高的抗氧化性。
稳定性
材料在各种环境条件下保持其化学 性质的能力。例如，食盐在水中溶 解，但在干燥条件下会结晶。
高分子材料的应用
总结词
质轻、强度高
VS
详细描述
高分子材料具有质量轻、强度高的特点， 能够有效地减轻产品重量，提高使用性能 。
高分子材料的应用
总结词
绝缘、耐腐蚀
详细描述
高分子材料具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性 ，能够适应各种复杂环境下的使用需求。
高分子材料的应用
总结词
材料科学与工程导论（双语）Chater_8（可编辑）
材料科学与工程导论(双语)Chater_8INTRODUCTION TO MATERIALSSCIENCE AND ENGINEERING国家级双语教学示范课程ISSUES TO ADDRESSCHAPTER 9BIOMATERIALS/NANOMATERIALS/SMART MATERIALS What are biomaterials What is nano What are smart materials Applications of smart materialsAn Interdisciplinary FieldBioengineersMaterial ScientistsImmunologistsChemistsBiologistsSurgeons.9.1 BiomaterialsA Little History on BiomaterialsRomans, Chinese, and Aztecs used gold indentistry over 2000 years ago, Cu not good Ivory & wood teethAsepticsurgery 1860 ListerBone plates 1900, joints 1930Turn of the century, synthetic plastics came intouseWWII, shards of PMMA unintentionally gotlodged into eyes of aviatorsParachute cloth used for vascular prosthesis1960- Polyethylene and stainless steel beingused for hip implantsWhat’s a biomaterial?1980 - Passive and inert point of viewAny substance or drugs, of synthetic or naturalorigin, which can be used for any period aloneor as part of a system and that increases orreplaces any tissue, organ or function of thebody.1990 ? Active point of viewNon-living material used in a medical deviceand designed to interact with biologicalsystems.Classification of BiomaterialsFirst generation: INERT Do not trigger any reaction in the host: neitherrejected nor recognition “ do not bring anygood result”Second generation: BIOACTIVE Ensure a more stable performance in a longtime or for the period you wantThird generation: BIODEGRADABLE It can be chemically degraded or decomposedby natural effectors weather, soil bacteria,plants, animalsMean Features for Medical ApplicationsBIOFUNCTIONALITY Playing a specific function in physical andmechanical termsBIOCOMPATIBILITY Concept that refers to a set of properties that amaterial must have to be used safely in abiological organism The ability of a material to perform with an appropriate host response in a specificapplication Host response: the reaction of a living system to the presence of a material.What is a biocompatible material?1 Synthetic or natural material used in intimatecontact with living tissue it can be implanted,partially implanted or totally external.2 Biocompatible materials are intended tointerface with biological system to EVALUATE,TREAT, AUGMENT or REPLACE any tissue,organ or function of the body A biocompatible device must be fabricated frommaterials that will not elicit an adverse biologicalresponse.Biocompatible material features1 Absence of carcinogenicity 致癌性 the abilityor tendency to produce cancer2 Absence of immunogenicity 致免疫性absence of a recognition of an external factorwhich could create rejection3 Absence of teratogenicity 致畸性 ability tocause birth defects4 Absence of toxicityWhat’s a bi odegradable implant Once implanted, should maintain its mechanical properties until it is no longerneeded and then be absorbed and excretedby the body, leaving no trace Biodegradable implants are designed to overcome the disadvantages of permanentmetal-based devices.BiomaterialsPolymeric biomaterialsBioceramicsMetallic biomaterialsBiocompositeBiologically based derived biomaterials Polymeric Biomaterials: Adv. & Disadv.聚甲基丙烯酸甲酯，俗称“有机玻璃”。
材料科学导论(英文课件)--青岛科技大学Polymer structures and properties
The chain-folded structure for a plate-shaped polymer crystallite.
Chapter 4 Polymer Structures, Applications & Processing
Introduction
• Natural polymers: (1) Derived from plants and animals, such as wood, rubber, cotton, wool, leather and silk. (2) proteins, enzymes, starches, and cellulose in biological and physiological process. • Synthetic polymers: plastics, rubbers, and fiber materials. After WWII, the field of materials has been virtually revolutionized by the advent of synthetic polymers.
TEM image of the spherulite structure in a natural rubber specimen. Chainfolded lamellar crystallites approx.10nm thick extend in radical directions from the center.
Hydrocarbon molecules
Hydrocarbon molecules: hydrogen and carbon. Intramolecular bond: covalent. Saturated and unsaturated molecules: saturated – all the bonds are single ones (CH4); unsaturated – molecules have double and triple covalent bonds (CH2=CH2, CH≡CH).
《材料科学概论》课件
02
材料的基本性质
材料的物理性质
导热性
描述材料传输热量的能力。金属 通常具有良好的导热性，而隔热 材料如玻璃纤维或泡沫塑料则具 有较低的导热性。
电导率
衡量材料传导电流的能力。金属 是电的良导体，而塑料和陶瓷则 是电的不良导体。
光学性质
涉及材料对光的行为，如反射、 折射、吸收和散射等。例如，镜 子利用其高反射性来反射光。
详细描述
材料科学是研究材料的组成、结构、性能及其应用的学科，旨在通过实验、理论分析和计算模拟等方法，探索材 料的内在规律和特性，为新材料的研发和应用提供理论支持。
材料科学的重要性
总结词
材料科学在人类文明进步、科技发展、国民经济等方面具有重要作用。
详细描述
材料科学是现代工业和科技发展的重要基础，对人类文明进步和国民经济具有重要意义。新材料的研 发和应用为能源、环保、医疗、交通等领域提供了关键技术支持，推动了科技进步和社会发展。
磁学性能测试
包括磁导率、磁化强度、矫顽力等， 用于研究材料对磁场的作用和响应。
材料的化学性能测试
化学稳定性测试
包括耐腐蚀性、抗氧化性、耐候性等，用于 评估材料在化学环境中的稳定性。
腐蚀性能测试
包括电化学腐蚀、化学腐蚀等，用于评估材 料在特定环境中的耐腐蚀能力。
催化性能测试
通过研究材料对化学反应的催化作用，了解 其反应机理和活性。
硬度测试
通过测量材料表面抵抗被压入或划痕的能力 ，反映其硬度。
材料的其他性能测试
生物性能测试
针对生物相容性、生物活性等进行测试，用于评 估材料在生物医学领域的应用潜力。
渗透性测试
针对气体、液体等在材料中的渗透行为进行测试 ，用于评估材料的密封性能等。
材料概论 双语玻 玻璃
P2O5 And phosphate glasses
Complex oxide glasses
4.2 Preparation Technologies of Glasses
Speaker : 吕金建 B10010624
Preparation Technologies of Glasses
The
Tg: Glass transition temperature at Tg
Second
derivative thermodynamic properties, namely heat capacity, thermal expansivity and compressibility undergo more or less sudden changes
Dependence of rate of crystallization of an undercooled liquid on temperature
4.2.1 Preparation of Glasses
In the case of good glass forming materials like SiO2 ,GeO2 or B2O3, the required rate of cooling of the melts is remarkably low because the maximum crystallization velocities in these materials are themselves very low It appears that any liquid can be quenched into a glass provided the required high degree of quenching rate is achieved.
材料概论 双语 第五章 水泥
2021/2/21
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Consumer Product Safety
• Prolonged contact between wet cement and concrete mixtures should be avoided.
• Contact with freshly mixed cement, mortar, grout ,or concrete may cause skin irritation or burns.
2021/2/21
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Properties of Concrete
• Freshly mixed concrete can be formed into practically any shape.
• Concrete can withstand heat and fire. While it can lose strength when the temperature high enough.
C-S-H = poorly crystalling or amorphous calcium silicate hydrate of unspecified composotion
Properties or reactions
AR = alumina ratio ASR = alkali silica reaction
mixture of limestone and clay , or other materials of similar bulk , composition and sufficient reactivity ultimately to a temperature of about 1450℃ .partial fusion occurs and nodules of clinker are produced . The clinker typically has a composition in the region of 67 ％ CaO, 22％ SiO2, 5％ Al2O3 , 3％Fe2O3 , 3％other components , and normally contains f20o21u/2/r21major phases , called alite , belite , 3
材料科学导论(双语)教学大纲
材料科学导论(双语)教学大纲《材料科学导论》(双语)教学大纲一、课程基本信息课程编号: 0421170材料科学导论(双语)课程中文名称:Fundamentals of Materials Science and Engineering课程英文名称: 专业课课程类别:材料物理专业、材料化学专业、无机非金属材料专业、金属适用专业:材料专业、高分子材料与工程专业4开课学期:64学时总学时:4总学分:大学英语(1011021)、基础化学原理(0211011)、大学物理预修课程(编号): (0621020)、高分子化学与物理(0421230) 并修课程(编号): 材料科学基础(0421080)、材料热处理(0421030)、复合材料(0411080)本课程是我校为材料类宽专业本科学生开设的专业课程。
课课程简介:程凝聚材料学科知识和应用型英语知识的精髓，使用英文原版专业教材，通过中英双语授课工程材料技术，材料家族，材料组成、结构、性质、表征、分类、加工与再生利用，以及材料选择的基本概念和基础理论，结合上述专业知识讲授相关的专业英语语言知识，并讲授英语学术演讲和英语科技论文写作基础知识和要点。
建议教材: Fundamentals of Materials Science and Engineering, William thD. Callister Jr., 5 Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2001[1] The coming of materials science, R. W. Cahn, Pergamon 参考书:Press 2001[2]《材料科学导论》，冯端，师昌绪，刘治国等编，化学工业出版社，2002年5月第1版[3]《材料科学与工程基础》，顾宜主编，化学工业出版社，2002年4月第1版二、课程教育目标本课程的教育目标是培养创新性、研究型、国际化的一流人才。
材料概论第一章材料与材料科学
径
例一、汽车底盘材料
性质/使用性能 成本
• 什么结构特性制约了 强度和成型性能?
• 什么性能控制强度?
材料概论课件翻译
•材料概论•材料简介•课程安排章Ⅰ简介2小时第Ⅱ章材质属性6小时章Ⅲ高分子材料12小时章Ⅳ复合材料6小时第Ⅴ陶瓷材料2小时章Ⅶ金属材料2小时评论2小时总32hrs第一章材料概述•第一章简介材料•简介1.1材料简介1.2材料周期1.3材料家庭•1.1材料简介1.1.1定义材料1.1.2材料科学与工程1.1.3材料的发展•1.1.1材料定义•材料已使他们有用的机器（机器）结构（建筑物），宇宙（宇宙）的物质，设备（设备），产品（产品），系统（系统）。
•例如，PDF 1:4-21;简史材料，PDF 1:22-361.1.2材料科学与工程材料科学与工程（MSE）已成为一个主要的研究领域，一个关键的涉及到许多其他领域。
•MSE的定义由美国科学院研究所的研究，涉及到有关的知识的组成，结构和材料处理其性能和用途的发现和应用。
•“科学”专注于发现的材料，这反过来又导致理论解释结构如何组成，性质和行为的性质。
“工程”，另一方面，涉及使用的科学，以开发（开发），准备，修改和申请材料，以满足特定的需求。
材料科学与工程是跨学科或跨学科（交叉学科），拥抱（包含）领域，如冶金（冶金学），陶瓷，固态物理，高分子物理与化学，等等。
科学家和工程师是专家谁是完全参与调查和材料设计。
•为什么要研究材料科学与工程•要了解材料•要选择材料•设计材料•1.1.3材料的发展•材料飞机第一架飞机纯铝于1930的Al合金的开始1970 CC复合材料•材料成熟度曲线•1.2材料循环的制造商（制造业者）开始的原料如原油，天然气，树木，和棉花，以化学化合物，如乙烷，三氯甲烷，氟化氢，包括氯化乙烯。
从这些原料的单体（单分子）的生产和乙烯，甲基丙烯酸甲酯和氯乙烯。
•如果我们使总的材料循环效率，从而保护环境和自然资源，为子孙后代，我们必须制定正确的态度和习惯，在我们的公民（养成）。
•1.3材料家庭•聚合物1。
电气绝缘2。
保温3。
耐化学性4。
极轻的重量5。
透明度6。
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材料科学:
基于现代科学技术，一方面，利用 化学手段研究材料的化学成分、化学键 和合成方法； 另一方面，借助物理学 方法，研究材料性质, 主要根据晶体物 理和固体物理描述材料结构和性能的关 系。
The four basic aspects of materials science and technology
战机
舰船
导弹
高层 建筑
火箭
材料的应用领域
战车 人造 卫星 汽车
高速列车
1.1.2 Classification
Basis of classification: atomic structures nature of chemical bonds: 金属键 Metallic bond 离子键 Ionic bond 共价键 Covalent bond
Materials Science studies:
• 化学组成、化学键、合成方法:
chemical composition, chemical bonds and synthesis methods
• 特性: nature of materials • 结构与性能的关系:
describe the relationship between structure and properties based on crystal physics and solid physics
• Organic polymers: made up of long-chain molecules; are electrical and thermal insulators; are light and easily formable; and the best-known organic polymers are: － poly (vinyl chloride) (PVC); － polyethylene (PE); － polystyrene (PS).
Electric properties Magnetic properties Thermal properties Optical properties
• Chemical properties: the behavior of material in a reactive environment.
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。
Materials: defined as solids used by man to produce items which constitute the support for his living environment.
Character: materials have certain compositions; can be formed; with certain shape and color; can be used and reused or recycled.
• Materials Engineering: concerned with manufacturing, transformation and shaping processes.
1.1.3 Properties
Mechanical properties: the behavior of materials deformed by a set of forces. 弹性 Elasticity 塑性 Plasticity 强度 Strength 硬度 Hardness 韧性 Toughness 疲劳特性 Fatigue behaviour 耐磨性 Abrasion resistance
• Physical properties: the behavior of materials subjected to the action of temperature, electric or magnetic fields, or light.
电性能 磁性能 热性能 光性能
—Boehringer Ingelheim KG
1.1 Materials and Material Science
影响材料使用的因素 materials behavior availability cost synthesis and production method processing techniques
抗腐蚀能力 Corrosion resistance：
atmospherically, chemically (salts, sour, alkali)
1.1.4 Use of materials
Factors related to the use of a material are:
Quality: properties and functions Economy: costs related to materials, processing and energy Environment: environmental behavior of the material Resources & Recycling: resources and possible recycling
Polymeric Biomaterials
•人工心脏：
聚酯、聚氨酯、环氧树脂
•人工肺：
硅橡胶半透膜
•关节(肩、髋、膝):
聚四氟乙烯
•人工肾(kidney)：
透析膜 •……
Atrifical Heart
硅油
聚酯编织管
环氧树脂
聚醚型聚氨酯
聚酯
Artifical Bone
Resomer® Resorbable Polyester：Polylactide, Polyglycolide or the copolymers
原始人打造的石器
印地安人用的石斧
（２）青铜器时代：这是人类社会出现 最早的金属材料，中国历史上曾有过灿 烂的青铜文化。
青铜鼎 青铜宝剑
青铜编钟(chimes)
hoe
（3）铁器时代：用铁作为材料来制造农具，铁在农 业上的广泛应用，推动了以农业为中心的科学技 术日益进步；以钢铁为中心的金属材料大规模发 展，有力地摧毁了封建社会的生产方式，萌发了 资本主义。
1.1 Materials and Material Science
材料的重要性
石器时代陶器时代青铜器时代铁器时代
材料的发展史，就是人类社会的发展史。
材料的发展历史
金 青铜 铁
高分子材料
木材 皮革 纤维 骨 皮胶 橡胶
金属材料
钢 玻璃态金属
合金钢
微合金钢
相 对 占 有 量
复合材料
稻草杆砖 纸
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。
保持一定形状和外观
可成型加工
具有使用价值
Essential role of materials: indispensable to our society as food, energy and information. substance ~ material: differences
environmental acceptability
1.1 Materials and Material Science
1.1.1 Definition Constitute: The materials making up the surrounding world consist of discrete particles, having a submicroscopic size.
《材料概论》
Introduction to Materials
Introduction to Materials
材料学院
November 2011
Chapter 1 Introduction to Materials
Content
－Definition
材料的定义 －Types 材料的类型 －Structure 材料的结构 – Structure – properties – processing 结构－性能－工艺之间的关系
Classification:
ceramics - ionic bonding & covalent bonding
Types of materials
• Metals and their alloys: are good conductors of heat and electricity; are opaque to visible light; are hard, rigid; can undergo plastic deformation have a high melting temperature (Tm).
耐热合金 赛璐珞
功能高分子
高温高分子
高强高模高分子
火石 陶 瓷 玻璃 水泥 耐火材料
各种基体复合材料
通用高分子
纤维增强塑料 金属陶瓷 韧性工程陶瓷
1980 1990 2000 2010
无机非金属材料
先进功能陶瓷
5000 公元前
0 公元
1000 1500 1800
（１）石器时代： 旧石器时代－－原始人采用天然的石、木、竹、骨等材料作 为狩猎工具； 新石器时代－－公元前6000年，人类发明了火，掌握了钻木 取火技术，用以烧制陶瓷。瓷器的出现已成为中华民族文化的 象征之一，对世界文化产生过深远的影响。
Composite