材料工程基础
《材料工程基础》课件
03
无机非金属材料工程
无机非金属材料的性质
硬度
无机非金属材料的硬度通常较高，具有较好的耐 磨性和耐久性。
电绝缘性
部分无机非金属材料具有较好的电绝缘性能，常 用于电子、电气等领域。
ABCD
化学稳定性
无机非金属材料具有良好的耐腐蚀性和化学稳定 性，能够在恶劣环境下保持稳定。
热稳定性
无机非金属材料具有良好的热稳定性和隔热性能 ，能够在高温环境下保持性能稳定。
展。
04
复合化与多功能化
通过材料复合和多功能化设计， 实现材料的多重性能和功能，满
足复杂的应用需求。
材料工程的未来展望
新材料的不断涌现
随着科技的不断进步，将会有更多新 型材料不断涌现，为各领域的发展提 供更多选择和可能性。
绿色环保成为主流
随着人们对环境保护意识的不断提高 ，未来的材料工程将更加注重绿色环 保材料的研发和应用，减少对环境的 负面影响。
包括反应釜、搅拌器、管 道等。
01 03
缩聚反应
包括酯化缩聚、醚化缩聚 、缩聚反应等。
02
高分子合成方法
包括乳液聚合、悬浮聚合 、本体聚合等。
有机高分子材料的加工
加工工艺
包括压延、挤出、注射、吹塑等。
加工设备
包括混炼机、压延机、注塑机等。
加工条件
包括温度、压力、时间等。
加工助剂
包括增塑剂、润滑剂、抗氧剂等。
02
金属材料工程
金属材料的性质
金属材料的物理性质
金属材料的力学性质
包括密度、热膨胀系数、热导率等， 这些性质决定了金属材料在不同环境 下的性能表现。
包括硬度、强度、韧性、疲劳强度等 ，这些性质决定了金属材料在不同受 力条件下的行为。
材料工程基础-第1章金属材料的制备--冶金
II、作业温度比其他火法冶金过程低； III、分离效率高，综合利用好。在高品位矿石资源逐 渐枯竭的情况下，对储量很大的低品位、成分复杂难 选的贫矿来说，氯化冶金将发挥它的作用。
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法 ②氯化冶金 尚有三个问题待解决： I、氯化剂的利用效率和氯化剂的再生返回利用是关 键性问题； II、继续解决氯化冶金设备的防腐蚀； III、环境保护
A 形状控制：电磁铸造、金属薄膜的电磁成行，电磁 塑性成型，悬浮熔炼等
B 驱动金属液体：电磁搅拌，电磁泵 C 抑制流动：磁力制动，抑制波动 D 悬浮：非金属夹杂物的电磁分离 E 热量生成：感应熔炼，电磁加热、电弧熔炼、等离
子熔炼等 F 组织控制：晶粒细（粗）化，非晶金属制备
1.1 冶金工艺
三、电冶金 ㈠电热熔炼 ②电磁熔炼
的化合物析出或造
渣。
◆ 物理法 基于在两相平衡时杂质和主金属在两相
间分
配比的不同。
◇ 利用粗金属凝固或熔化过程中，粗金属中的杂质和主金
属在液–固两相间分配比的不同——熔析精炼、区域精
炼（区域熔炼）。
◇ 利用杂质和主金属蒸气压的不同，因而粗金属蒸发过程
中，其易蒸发的组份将主要进入气相，与难蒸发组分分
离——蒸馏精炼、升华精炼。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
氧势图（Ellingham）的形成原理
为了直观地分析和考虑各种元素与氧的亲和能力，了解不同 元素之间的氧化和还原关系，比较各种氧化物的稳定顺序， 埃林汉曾将氧化物的标准生成吉布斯自由能数值折合成元素 与1mol氧气反应的标准吉布斯自由能变化即，将反应：
材料工程基础
材料工程基础材料工程是一门研究材料的性能、结构、制备和应用的学科，是现代工程技术的基础。
材料工程的发展与人类的生产生活密切相关，它不仅是现代工程技术的基础，也是现代科技的重要组成部分。
材料工程的基础知识对于工程技术人员来说是非常重要的，因此我们有必要深入了解材料工程的基础知识。
首先，材料工程的基础知识包括材料的分类和性能。
材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
其中，金属材料具有良好的导电性和导热性，广泛应用于工程领域；非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等，具有轻质、耐腐蚀等特点；复合材料是将两种或两种以上的材料组合在一起，具有综合性能优异的特点。
材料的性能包括机械性能、物理性能、化学性能等，这些性能直接影响着材料的应用范围和使用寿命。
其次，材料工程的基础知识还包括材料的制备和加工技术。
材料的制备包括熔炼、溶解、沉淀、结晶等过程，不同的制备方法会影响材料的结构和性能。
而材料的加工技术则包括锻造、轧制、铸造、焊接等工艺，这些工艺可以使材料获得不同的形状和性能。
最后，材料工程的基础知识还包括材料的表征和测试技术。
材料的表征包括显微结构分析、成分分析、物理性能测试等，这些表征技术可以帮助我们了解材料的内部结构和性能特点。
而材料的测试技术则包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等，这些测试可以直接反映材料的力学性能和耐久性能。
总之，材料工程的基础知识是工程技术人员必须掌握的重要知识，它对于提高材料的性能、开发新型材料、改进材料加工工艺等方面具有重要意义。
只有深入了解材料工程的基础知识，我们才能更好地应用材料，推动工程技术的发展。
希望大家能够重视材料工程的基础知识，不断学习和提高自己的专业能力。
《材料工程基础》课程标准
《材料工程基础》课程标准一、课程性质与目标《材料工程基础》是一门综合性较强的课程，旨在培养学生掌握材料工程的基本理论、基本知识和基本技能，为材料科学与工程领域的发展打下坚实的基础。
本课程的目标是使学生具备材料工程领域的基本素养，能够在实际工作中应用所学知识解决实际问题。
二、教学内容与要求1. 教学内容：本课程主要包括材料工程的基本概念、材料制备工艺、材料结构与性能的关系、材料加工技术、材料表面处理技术等方面的内容。
2. 要求：学生应掌握材料工程的基本原理和方法，能够运用所学知识分析材料制备、加工、表征过程中的问题，并能够选择合适的材料加工技术和方法解决实际问题。
同时，学生还应具备创新意识，能够不断探索新的材料制备和加工技术。
三、教学方法与手段1. 课堂教学：采用多媒体教学，通过图片、视频等手段展示材料工程的基本概念和工艺过程，激发学生的学习兴趣。
2. 实验实训：安排适量的实验实训课程，让学生亲自动手操作，了解材料制备和加工的实践过程，加深对理论知识的理解。
3. 案例教学：结合实际案例，分析材料工程在实际生产中的应用，培养学生解决实际问题的能力。
四、考核方式与标准1. 考核方式：本课程的考核包括平时成绩和期末考试成绩两部分。
平时成绩包括出勤率、作业完成情况、实验实训表现等；期末考试采用闭卷笔试方式。
2. 评分标准：根据学生的回答质量和实际操作能力进行评分，注重考察学生的综合素质和能力。
五、师资队伍与教学资源1. 师资队伍：本课程应由具有丰富教学经验和扎实专业知识的教师担任主讲，同时配备一定数量的实验指导教师。
2. 教学资源：提供丰富的多媒体教学资源，包括教学课件、视频资料、实验指导书等。
同时，应建立完善的实验实训基地，为学生提供实践操作的机会。
六、课程设置与学时分配本课程建议设置40学时，其中理论课32学时，实验课8学时。
具体分配如下：1. 理论课：包括基本概念和原理讲解、材料制备工艺和表征技术介绍等，共32学时。
材料工程基础
材料工程基础材料工程是工程学科中的一门重要学科，涉及到材料的选择、设计、制备和应用等方面。
材料工程基础是扎实的理论基础，为学生进一步学习和研究材料工程提供了必要的支持与帮助。
材料工程基础包括材料的结构和性能、材料的物理性质和化学性质、杨氏模量与泊松比等基本物理力学性质、材料的加工方法及动力学等。
在材料工程基础课程中，学生将学会使用不同的实验检测和分析方法来研究和测试材料的性能和特性。
材料的结构与性能是材料工程中的基础知识，通过研究材料的结构可以了解材料的晶格结构、晶格缺陷和晶格在外力作用下的变形等。
材料的性能包括力学性能、热物性、电磁性质等，这些性能直接影响材料的应用和性能。
材料的物理性质和化学性质是材料工程中的重要内容，物理性质包括杨氏模量、泊松比、热胀系数等，这些性质与材料的结构和性能密切相关，通过研究这些性质可以了解材料的基本力学行为。
化学性质包括材料的化学组成、化学反应和材料的腐蚀行为等，通过研究材料的化学性质可以选择适合的材料和防止材料的腐蚀。
杨氏模量与泊松比是材料工程中的重要参数，它们可以描述材料在外力作用下的变形行为。
杨氏模量是材料在拉伸或压缩时的应力与应变之比，泊松比是材料在拉伸或压缩时横向应变与纵向应变之比。
通过研究这些参数可以分析材料的力学性能和变形行为。
材料的加工方法和动力学是材料工程中的另一个重要内容，材料的加工方法包括铸造、热处理、焊接等，这些方法可以改变材料的结构和性能。
材料的动力学则研究材料在外力作用下的运动学和动力学行为，通过研究材料的动力学可以预测和控制材料的变形和破坏。
材料工程基础课程的学习对于学生进一步研究和应用材料工程至关重要。
掌握这些基础知识将有助于学生在材料工程领域取得更好的成就。
这些知识将为学生进一步学习和研究提供帮助，也为学生的工程实践提供必要的知识和经验。
综上所述，材料工程基础是材料工程学科中的重要课程，涉及到材料的结构和性能、物理性质和化学性质、杨氏模量与泊松比等基本知识。
材料工程基础
材料工程基础材料工程是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，它涉及到物质的内部构造和外部特性，对于现代工程技术的发展起着至关重要的作用。
在材料工程的学习过程中，我们需要了解材料的基本概念、分类、性能和应用等内容，这些知识将为我们日后的学习和工作打下坚实的基础。
首先，我们来谈谈材料的基本概念。
材料是构成各种物体的物质，它可以是金属、陶瓷、高分子材料、复合材料等。
材料的选择对于产品的性能和成本有着重要影响，因此了解不同材料的特性和适用范围是十分必要的。
其次，我们需要了解材料的分类。
根据材料的来源和组成，我们可以将材料分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等。
而根据材料的性能和用途，我们又可以将材料分为结构材料、功能材料、先进材料等。
不同类别的材料具有不同的特性和应用领域，因此我们需要对其进行深入的了解和研究。
接下来，让我们来关注材料的性能。
材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能、热学性能等多个方面。
这些性能直接影响着材料的使用效果和寿命，因此我们需要通过实验和理论分析来了解材料的各项性能指标，以便更好地选择和应用材料。
最后，我们需要了解材料的应用。
材料广泛应用于工程技术、电子信息、航空航天、生物医药等领域，不同的应用领域对材料的性能和要求也不尽相同。
因此，我们需要结合实际需求，选择合适的材料并进行相应的加工和处理，以满足不同领域的需求。
综上所述，材料工程基础知识对于我们的学习和工作都具有重要意义。
通过深入学习和实践，我们能够更好地掌握材料工程的核心知识，为未来的发展奠定坚实的基础。
希望大家能够认真对待材料工程基础知识的学习，不断提升自己的专业能力，为社会发展做出更大的贡献。
材料工程基础 课程
材料工程基础课程摘要：一、材料工程基础课程的简介1.材料工程的概念与分类2.材料工程基础课程的重要性3.课程的主要内容和目标二、材料工程基础课程的主要内容1.材料的基本性能2.材料的结构和组成3.材料的加工工艺4.材料性能的测试与分析三、材料工程基础课程的学习方法1.注重理论联系实际2.加强实验操作能力3.培养创新思维和解决问题的能力四、材料工程基础课程在实际应用中的价值1.对我国材料工业发展的贡献2.为学生从事材料工程领域工作打下基础3.对提高人民生活质量的作用正文：材料工程是一门研究材料的制备、性能、加工和应用的学科，涉及金属材料、无机非金属材料、高分子材料等多种材料领域。
材料工程基础课程作为材料工程学科的基础课程，对培养学生的专业素质具有重要意义。
材料工程基础课程主要包括以下内容：（1）材料的基本性能，如力学性能、物理性能、化学性能等；（2）材料的结构和组成，涉及原子结构、晶体结构、缺陷等；（3）材料的加工工艺，包括冶炼、铸造、塑性加工、焊接、热处理等；（4）材料性能的测试与分析，包括力学性能测试、物理性能测试、化学性能测试等。
学习材料工程基础课程时，应注重理论联系实际，深入理解课程内容，并加强实验操作能力，以培养创新思维和解决问题的能力。
此外，还应关注材料工程领域的最新发展动态，以便更好地掌握材料工程基础课程的知识。
材料工程基础课程在实际应用中具有很高的价值。
首先，材料工程的发展对我国材料工业的进步起到了关键作用，为我国从材料大国向材料强国转变提供了有力支持。
其次，材料工程基础课程为学生从事材料工程领域工作打下了坚实的基础，使他们在未来的工作中能够更好地应对各种挑战。
材料工程基础 课程
材料工程基础课程摘要：1.材料工程基础课程简介2.课程的主要内容3.课程的学习方法与技巧4.课程的重要性和应用前景正文：【材料工程基础课程简介】材料工程基础课程是一门以材料科学与工程为基础的学科，旨在为学生提供材料科学与工程领域的基础知识和技能。
该课程为学生提供了深入了解材料性质、结构和制备过程的基本理论和实践知识，使他们能够在未来的职业生涯中更好地应用这些知识。
【课程的主要内容】材料工程基础课程主要包括以下几个方面的内容：1.材料的结构与性能：包括晶体学、材料力学、热力学等方面的知识。
2.材料的制备与加工：包括熔融、凝固、烧结、粉末冶金等材料制备方法，以及机械加工、热处理等加工技术。
3.材料的分类与性能：包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料等各类材料的性能特点、应用领域等。
4.材料的测试与分析：包括材料性能测试方法、结构分析、缺陷分析等。
【课程的学习方法与技巧】学习材料工程基础课程需要掌握一定的方法和技巧，包括：1.注重理论知识与实践操作的结合，通过实验课加深对理论知识的理解。
2.系统地学习课程内容，避免跳跃式学习导致的知识体系不完整。
3.定期复习课程内容，加深对知识点的理解和记忆。
4.结合实际应用案例学习，提高学习的兴趣和动力。
【课程的重要性和应用前景】材料工程基础课程的重要性体现在以下几个方面：1.为相关领域的科研和产业发展提供基础知识和人才支撑。
2.培养学生具备分析和解决材料科学与工程领域问题的能力。
3.为学生未来从事材料科学与工程领域的职业发展打下坚实基础。
在应用前景方面，随着我国新材料产业的快速发展，对材料工程专业人才的需求越来越大。
材料工程基础 课程
材料工程基础是材料工程专业的一门核心课程，旨在介绍材料的基本概念、组成和性质，以及材料的结构与性能之间的关系。
该课程通常包括以下内容：
1. 材料的分类和特性：介绍材料的基本分类，包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等；讲解材料的物理和化学特性，如密度、热导率、电导率、热膨胀等。
2. 结晶结构：讲解材料的晶体结构，如立方晶系、六方晶系等；介绍晶体缺陷和晶体生长机制。
3. 材料的力学性能：介绍材料的力学行为，包括拉伸、压缩、弯曲、硬度等方面的测试与评价；讲解材料的力学性能参数，如弹性模量、屈服强度、韧性等。
4. 材料的热学性能：介绍材料的热膨胀、热导率、热容等热学性质，并讨论材料的热处理对其性能的影响。
5. 材料的导电与磁性：讲解材料的导电性与磁性，包括金属的电导率、半导体材料、磁性材料等；介绍磁性材料的磁性行为和应用。
6. 材料的化学性能：讲解材料与环境的相互作用，包括腐蚀、氧化、酸碱等化学性质，以及材料的防腐蚀措施。
7. 材料加工与改性：介绍材料的常见加工方法，如锻造、铸造、挤压、焊接等，以及合金化、表面改性等材料处理方法。
通过学习材料工程基础，学生可以了解不同材料的性质和应用范围，为进一步学习材料工程的更深层次知识打下基础。
此外，他们还可以在工程实践中正确选择和应用合适的材料，以满足特定的设计要求。
材料工程基础知识点总结
材料工程基础知识点总结
第一章、材料的性能及应用
1、常用的力学性能，如：σS，σb，σe，σP 等所表示的含义，弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。
不同材料所适用的硬度（HB、HR、HV）测量方法。
第二章、原子结构和结合键
1、结合键的类型(主要为金属键、离子键、共价键)及其主要特点，它们对材料性能的主要影响
第三章、晶体结构
1、晶面与晶向的标注和识别
2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。
3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。
第四章、晶体缺陷
1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。
位错（及点缺陷）密度的变化对材料性能（主要是力学性能）的影响。
2、晶界原子排列?的特点及其分类，晶界的特性；相界的分类、润湿
第五章、固体材料中原子的扩散
1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算
2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用（如：工业渗碳为何在奥氏体状态下进行）
第六章、相平衡与相图原理
1、Gibbs相律含义，二元匀晶、共晶相图分析，杠杆定律的应用计算；相图与合金使用性（强度、硬度）和工艺性（铸造）的关系
2、铁碳相图（简化版）及其标注上面主要的成分点和温度及相；不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化，利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量（主要针对C%<2.11%的合金，即钢）第七章、材料的凝固
1、液态合金结构的特点，过冷度及其与冷却速率的关系?。
《材料工程基础》课程思政案例
《材料工程基础》课程思政案例一、课程介绍《材料工程基础》是一门重要的专业课程，旨在让学生了解材料工程的基本概念、原理和方法，掌握材料制备、加工、应用等方面的知识。
本课程在教学内容中融入思政元素，旨在培养学生的爱国情怀、创新意识、团队合作精神和实践能力。
二、思政元素融入教学内容1. 爱国情怀培养在介绍材料工程的发展历程时，可以讲述我国古代冶金技术的发展、现代材料工程的发展以及我国在材料工程领域的成就。
通过这些内容的讲解，激发学生的爱国情怀，增强他们的民族自豪感。
2. 创新意识培养在讲解材料制备方法时，可以介绍各种新型制备技术，如3D打印、激光熔化等。
通过这些内容的讲解，培养学生的创新意识，让他们了解科学技术的发展对人类社会的影响，鼓励他们勇于探索、敢于创新。
3. 团队合作精神培养在讲解材料加工与应用时，可以组织学生进行小组讨论、案例分析等活动。
通过这些活动的开展，培养学生的团队合作精神，让他们学会与他人合作、共同解决问题。
同时，也要教育学生尊重他人、倾听他人意见，培养良好的人际关系。
4. 实践能力培养在实验教学中，可以组织学生进行材料制备、加工、性能测试等方面的实践操作。
通过这些实践活动的开展，培养学生的动手能力、观察能力、分析问题和解决问题的能力。
同时，也要教育学生注重实验安全，遵守实验规则，培养良好的实验素养。
三、思政元素融入教学方法1. 案例教学在教学过程中，可以结合实际案例进行教学，引导学生分析案例中的问题、提出解决方案。
通过这种方式，可以培养学生的分析问题能力、解决问题能力和创新能力。
同时，也可以引导学生关注社会热点问题，培养他们的社会责任感和使命感。
2. 课堂讨论在教学过程中，可以组织学生进行课堂讨论，引导学生就某一话题展开讨论。
通过这种方式，可以培养学生的思辨能力、口头表达能力、沟通能力和团队合作精神。
同时，也可以引导学生关注社会问题，培养他们的社会责任感和使命感。
四、思政元素融入考核评价在考核评价中，可以将思政元素纳入考核范围，如学生的课堂表现、小组讨论中的表现、实验报告中的分析问题和解决问题的能力等。
材料工程基础
材料工程基础第一章材料的制备与合成1.制备材料的3种途径：⑴第一个途径：通过原材料熔化精炼提纯，冷凝成固体（多晶、单晶或非晶的结构）的途径。
⑵第二个途径：用多种方法制成备用的高纯粉末（单相或合金、化合物）原料，使其进一步加工固结成材的粉末冶金技术。
⑶第三个途径：从石油、天然气裂解产物中或煤炭等物质中获得化合物单体，将低分子的单体经过聚合反应合成为高分子聚合物，以块状或粉体等形式存在。
2.化工生产流程：攻头、保尾、控中间。
3.高炉炼铁原料：⑴铁矿石；⑵熔剂（作用：降低脉石熔点和去硫）；⑶燃料：常用的燃料主要是焦炭。
4.高炉炉渣：⑴主要由SiO2、Al2O3和CaO组成，并含有少量的MnO、FeO和CaS等。
⑵作用：①通过熔化各种氧化物控制金属的成分；②浮在金属液表面的炉渣能保护金属，防止金属被过分氧化，防止热量损失，起到隔热作用，保证金属不致过热。
5.造渣除P、S：P的含量高会引起钢的冷脆。
2Fe2P + 5FeO + 4CaO = 9Fe + (CaO) 4·P2O5钢中硫含量高，造成钢的热脆性。
FeS+CaO→CaS+FeO6.铝的生产流程电解法制备金属铝必须包括两个环节：一是从含铝的矿石中制取纯净的氧化铝；二是采用熔盐电解氧化铝得到纯铝。
7.炼铝过程中为什么要加入冰晶石（Na3AlF6）？①氧化铝的熔点（2050℃）太高，对电解设备的耐高温性能要求过高。
②当用冰晶石（熔点1010℃）作熔剂时，氧化铝溶解于其中（溶解度约10%），将与氧化= 938℃），这时可在1000℃以下进行电解。
通常的电解温度是铝形成低熔点共晶（T共950-970℃。
8. 单晶制备方法⑴熔体法：从结晶物熔体中生长晶体，制备大单晶和特定形状晶。
①提拉法；②坩埚下降法；③泡生法；④水平区熔法；⑤浮区法。
⑵常温溶液法：常温溶液是指水、重水或液态有机物作为溶剂的溶液。
在这类溶液中，可以生长完整性高、均匀性好的大尺寸晶体，易观察。
材料工程基础
材料工程基础
材料工程基础是指对材料特性及其加工方法和技术的基本知识和技能，也指应用各种
材料处理工艺的基本知识。
材料工程基础的详细内容有：力学理论、热学概论、力学性能
及宏观结构的测定方法及理论、材料性能及机理；热处理原理及技术；表面性能的基本测试；模具设计；机床设计与加工；材料加工精度及其后果；晶体结构及其形成机理；金属
材料力学行为；部件加工模拟与分析；数字化模型及其技术；部件加工模拟及其影响；金
属材料功能模拟等。
材料工程基础，是材料加工专业最基本的知识内容。
它包括材料的科学内容以及材料
加工的基本原理及其应用。
例如材料的性能及特点，如何让它们在实践中发挥最佳的效果，都要依赖于材料工程基础的应用。
在机械加工方面，需要依赖材料加工原理、设备、工艺
以及技术对材料进行复杂加工。
因此，材料工程基础是机械加工入门最重要的基础，学习
材料加工专业的同学应首先充分理解材料加工的基本理论。
材料工程基础的研究综合了物理学、力学、化学、材料学、机械工程、制造工艺等各
种学科，其研究内容涵盖了材料的科学内容以及现代材料加工的相关技术，这些技术包括
冷加工和热处理工艺、加工装备的使用和维护、精密加工技术等。
材料工程基础的研究除
了让我们能够制造更精美、更结实、更具性能、更安全、更节能的产品外，还包含在实际
使用过程中获取相应性能的技术，以及对生产环境、机械设备、加工器材等的安全检测。
材料工程基础文进
材料工程基础文进材料工程是一门研究材料的结构、性能和制备方法的学科，它是现代工程技术的基础之一。
材料工程的发展与人类社会的进步密切相关，从最早的陶瓷、金属到现在的高分子材料、纳米材料，材料工程不断地推动着科技的发展。
材料工程的基础是对材料的结构与性能进行研究。
材料的结构决定了其性能，而了解材料的结构有助于我们更好地利用材料。
材料的结构可以从微观和宏观两个层次进行研究。
微观结构是指材料的原子、分子排列方式，宏观结构是指材料的晶体结构、晶粒大小和晶界等。
通过对结构的研究，我们可以了解材料的力学性能、热学性能、电学性能等。
材料的性能是指材料在特定条件下所表现出来的特性。
材料的性能可以分为力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等。
力学性能包括硬度、强度、韧性等，热学性能包括导热性、热膨胀系数等，电学性能包括电导率、介电常数等。
通过对材料性能的测试和分析，可以评估材料的适用范围和可靠性。
材料的制备方法是指根据材料的性质和用途，选择合适的工艺和设备来制造材料。
常见的制备方法包括熔炼、溶液法、沉积法、固相反应等。
不同的材料有不同的制备方法，对于有机材料，常见的制备方法包括聚合、溶胶凝胶法等；对于金属材料，常见的制备方法包括熔炼、铸造等；对于无机非金属材料，常见的制备方法包括烧结、熔融法等。
材料工程基础的学习需要掌握一些基本的知识和技能。
首先，需要了解材料的分类和常见的材料性能。
材料可以分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
其次，需要学习材料的结构与性能的关系，掌握一些常见的测试和分析方法，如扫描电镜、X射线衍射、热分析等。
此外，还需要了解一些常用的材料制备方法和工艺，掌握一些基本的实验技能。
材料工程基础是材料工程专业的入门课程，也是后续学习和研究的基础。
通过学习材料工程基础，可以为进一步深入学习和研究材料工程打下坚实的基础。
同时，材料工程基础也是其他工程专业学生了解材料科学和工程的重要途径，对于工程实践和创新有着重要的作用。
《材料工程基础》课程简介
《材料工程基础》课程介绍一、课程简介《材料工程基础》是一门重要的专业课程，它涵盖了材料工程领域的核心概念、原理和方法。
本课程旨在帮助学生掌握材料工程的基本理论和实践技能，为今后从事材料工程领域的工作或研究打下坚实的基础。
二、课程目标1. 掌握材料工程的基本概念、原理和方法；2. 了解材料工程领域的发展趋势和前沿技术；3. 具备解决材料工程实际问题的能力。
三、课程内容1. 材料工程基础：介绍材料工程的基本概念、分类和特点；2. 材料的制备技术：包括粉末冶金、熔炼、铸造、等温淬火等；3. 材料的加工技术：包括金属塑性加工、焊接、热处理等；4. 材料性能与表征：介绍材料的力学性能、物理性能、化学性能等；5. 材料应用：结合实际应用案例，介绍不同材料在各个领域的应用。
四、教学方法本课程采用线上+线下的教学模式，包括课堂讲解、案例分析、小组讨论、实验实践等环节。
通过多种教学方法的结合，帮助学生更好地理解和掌握材料工程知识。
五、实验实践本课程安排了多个实验实践环节，包括材料制备、加工、性能测试等，旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合，加深对材料工程知识的理解和掌握。
六、考核方式本课程的考核包括平时作业、实验报告、小组讨论发言和期末考试等多个方面，旨在全面考察学生的知识掌握情况和实际应用能力。
七、适合人群本课程适合材料工程及相关专业的本科生、研究生及从业者。
对于没有相关背景的学生，本课程将帮助他们了解材料工程的基本知识和技能，为今后从事相关工作或研究打下基础。
八、课程优势1. 系统性强：本课程涵盖了材料工程领域的核心概念、原理和方法，能够帮助学生系统地掌握该领域的知识；2. 实践性强：本课程注重理论与实践的结合，通过实验实践环节帮助学生加深对知识点的理解和掌握；3. 内容新颖：本课程将介绍新材料、新技术在材料工程领域的应用，帮助学生了解该领域的发展趋势和前沿技术；4. 多种教学方法：本课程采用多种教学方法，包括课堂讲解、案例分析、小组讨论等，能够激发学生的学习兴趣和积极性。
材料工程基础_重点
炼铁：还原过程，使铁在铁的的氧化物中还原，并使还原出的铁与脉石分离。
炼钢：氧化过程，以生铁为原料，通过冶炼降低生铁中的碳及其他杂质元素的含量。
炼铁原料（1）铁矿石的要求a：含铁量愈高愈好b：还原性要好c：粒度大小合适d：脉石成分SiO2，Al2O3、CaO、MgO e：杂质含量要少。
（2）溶剂的作用：a降低脉石熔点b去硫（3）燃料：焦炭作用：作为发热剂提供热量；还原剂；高炉料柱的骨架。
要求：含碳量要高，确保它有高的发热量和燃烧温度；有害杂事硫、磷及水分、灰分、挥发分的含量要低；在常温及高温下有足够的机械强度；气孔率要大，粒度要均匀，以保证高炉的有良好的透气性。
高炉冶炼的理化过程1燃料的燃烧2氧化铁的还原3铁的增碳4非铁元素的还原5去硫6造渣减少生铁中硫的措施：采取优质炉料，基本措施；提高炉温和炉渣的碱度。
生铁铸造生铁：含硅量高（2.75~3.25%）碳以石墨形式存在灰口生铁；炼钢生铁：含碳量高（4~4.4%）含硅量较低碳以fe3c形式存在白口生铁炼钢过程的物理化学原理：1脱碳2硅、锰的氧化3脱磷和回磷过程4脱硫5脱氧脱磷的基本条件：低温；适量增加渣中CaO的含量；渣中必须含有足够数量的FeO。
回磷现象：在炼钢过程中的某一时期，当脱磷的基本条件得不到满足时，则已氧化进入渣中的的磷会重新被还原，并返回到钢液中，称此为回磷过程。
经常发生在炼钢炉内假如铁合金或出钢的过程中。
防止措施：控制炼钢后期的钢液的温度；减少钢液在盛钢桶内的停留时间，向盛钢桶中炉渣加石灰提高碱度，采用碱性衬层的盛钢桶。
脱硫：[FeS]+(CaO)=（CaS）+（FeO）（吸热）必须在碱性炉内冶炼脱硫剂：石灰或石灰石生产中采取的措施：1在渣内加入碱；2增加石灰或石灰石的量；3扒掉含硫量高的初期渣，造成无硫的新渣；4加入CaP2、MnO等能降低炉渣粘度的造渣材料，提高炉渣的流动性；5搅拌钢液，以增加钢液与炉渣的接触面积。
当钢中杂质元素被除去到规定要求后，应采取一定方法来降低钢液中的氧含量。
《材料工程基础》课程思政元素
《材料工程基础》课程思政元素一、引言材料工程基础是一门重要的专业课程，它涵盖了材料制备、加工、应用等方面的知识。
在教授这门课程的过程中，我们可以融入思政元素，培养学生的爱国情怀、创新精神和实践能力。
本文将围绕课程背景、思政元素融入方法、具体实施措施等方面展开论述。
二、课程背景材料工程基础课程是一门综合性较强的学科，涉及到物理、化学、机械、电子等多个领域。
这门课程对于培养具有创新精神和实践能力的高素质人才具有重要意义。
同时，我国在材料工程领域已经取得了许多重要成果，为国家的发展做出了巨大贡献。
在教学过程中，我们可以充分利用这些成果，激发学生的爱国情怀。
三、思政元素融入方法1. 引导学生树立正确的价值观：在教学过程中，我们要注重培养学生的诚信意识、责任意识、创新意识和团队精神，让他们认识到诚信是做人的基本准则，责任是公民的基本义务，创新是国家发展的动力，团队合作是事业成功的保障。
2. 培养学生爱国主义情怀：通过介绍我国在材料工程领域的成就和发展，激发学生的爱国情怀，让他们更加热爱祖国，为祖国的繁荣昌盛贡献自己的力量。
3. 培养学生实践能力和创新意识：在教学过程中，我们要注重理论与实践相结合，让学生通过动手操作、实验探究等方式，培养他们的实践能力和创新意识。
同时，我们还要鼓励学生敢于质疑、敢于探索，培养他们的创新精神。
四、具体实施措施1. 丰富教学内容：在教学过程中，我们要结合国内外材料工程领域的最新研究成果和先进技术，丰富教学内容，激发学生的学习兴趣和求知欲。
2. 创新教学方式：采用线上线下相结合的教学方式，通过视频、案例分析、小组讨论等方式，提高学生的学习积极性和参与度。
同时，我们还要注重学生的个体差异，因材施教，让每个学生都能得到充分的发展。
3. 营造良好的学习氛围：鼓励学生之间相互学习、相互帮助，形成良好的学习氛围。
同时，我们还要关注学生的心理健康和成长，为他们提供必要的支持和帮助。
4. 加强实践环节：加强实验、实习、设计等实践环节，让学生通过动手操作，加深对材料工程基础知识的理解和掌握。
材料工程基础
奥氏体与马氏体的自由焓G均随着 温度的升高而下降，但下降的速率不 同；
两曲线交于一个特征温度T0，此时 ΔG＝0；
ΔG<0时，马氏体是稳定相； ΔG>0时，奥氏体是稳定相；
马氏体形成导致界面能和弹性应变 能↑，所以马氏体转变或逆转变，分 别需要过冷或过热；
四、马氏体转变热力学
Ms点定义：A和M两相自由能之差达到相 变所需的最小驱动力值对应的温度。
影响Ms点的因素：
• C含量 • 合金元素 • 应力和塑性变形 • 奥氏体化条件 • 淬火冷却速度 • 磁场
过冷A在连续冷却 时不发生分解， 全部冷至Ms点以 下发生M转变的最
小冷却速度
Fe-C合金马氏体转变Ms 和Mf与含碳量的关系
材料工程基础
材料工程基础材料工程是一门关于材料的科学和工程学科，它研究材料的结构、性质和应用。
在现代工业和技术领域，材料是重要的组成部分，其选择和设计对于产品的性能和质量至关重要。
材料工程基础涵盖了多个方面，包括材料的分类、性能测试、材料选择和材料加工等。
本文将从这些方面对材料工程基础进行探讨。
一、材料的分类在材料工程中，材料通常按其组成和结构进行分类。
常见的分类方法包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。
金属材料具有良好的导电性和导热性，广泛应用于工业和建筑领域。
陶瓷材料具有高温抗性和耐腐蚀性，常用于制作陶瓷器皿和耐火材料。
聚合物材料具有轻质和良好的绝缘性能，用于制造塑料制品和纤维材料。
而复合材料由两种或更多不同类型的材料组成，结合了各种材料的优点，被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
二、性能测试材料的性能测试是材料工程中的重要环节，它能够量化和评估材料的各项性能参数。
常见的性能测试包括强度测试、硬度测试和耐磨性测试等。
强度测试可以检测材料的强度和韧性，通常使用拉伸试验、压缩试验和冲击试验等方法。
硬度测试用于测量材料的硬度，其中最常用的方法是洛氏硬度测试和布氏硬度测试。
耐磨性测试可以评估材料在摩擦和磨损条件下的性能，常用的方法包括滑动磨损试验和磨粒磨损试验。
三、材料选择在工程设计中，正确选择合适的材料对产品的性能和可靠性至关重要。
材料选择考虑的因素包括强度、硬度、耐腐蚀性、耐磨性、导热性和导电性等。
根据具体应用需求，工程师可以选择合适的材料来满足产品的要求。
例如，在汽车制造中，需要选择具有良好韧性和强度的材料来保证车身的安全性。
而在电子设备中，需要选用导电性能良好的材料来确保电路正常工作。
四、材料加工材料加工是将原始材料转化为实际产品的过程。
常见的材料加工方法包括铸造、锻造、挤压、深冲压和注塑等。
铸造是将熔化的金属或合金倒入模具中，得到所需形状的过程。
锻造是通过对金属材料进行加热和锻打，使其在压力作用下改变形状。
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W-4
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焊接接头的“等强性”
(一）非时效强化铝合金HAZ的软化
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
主要发生在焊前经冷作硬化的合金上。经冷作硬化的铝合 金，热影响区峰值温度超过再结晶温度（200-300℃）的区域 时就产生明显的软化现象。接头的软化主要取决于加热的峰值 温度，而冷却速度的影响不很明显。由于软化后的硬度实际已 低到退火状态的硬度水平，因此，焊前冷作硬化程度越高，焊 后软化的程度越大。板件越薄，这种影响越显著。冷作硬化薄 板铝合金的强化效果，焊后可能全部丧失。对于熔焊工艺，这 是不可避免的结果。
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
焊接接头的“等强性”
华侨大学
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W-1
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焊接接头的“等强性”
• 焊接接头的“等强性”
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
非时效强化铝合金
在退火状态下焊接时，接头同母材是等强的；在冷作硬化 状态下焊接时，接头强度低于母材，表明在冷作状态下焊接时 接头有软化现象。
时效强化铝合金
无论是退火状态下还是时效状态下焊接，焊后不经过热处 理，其接头强度均低于母材。特别在时效状态下焊接的硬铝， 即使焊后经人工时效处理，其接头强度系数也未超过60%。
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W-2
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焊接接头的“等强性”
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
所有时效强化的铝合金，焊后不论是否经过时效处理，其 接头塑性均未达到母材的水平。 铝合金焊接时的不等强性的表现，说明焊接接头发生了某 种程度的软化或存在某一性能上的削弱。接头性能上的薄弱缓 解可以存在于焊缝、熔合区或热影响区三个区域中的一个区域 之中。 就焊缝而言，由于是铸造组织，即使在退火状态以及焊缝 成分同母材基本一样的条件下，强度差别不大， 但焊缝塑性 不如母材。若焊缝成分不同，焊缝性能将主要决定于焊接材料。 另外，焊接工艺条件也有一定影响。
软化的控制措施
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
采取的措施主要是制定符合特定材料的焊接工艺。
对于焊后软化不能恢复的铝合金，最好采用退火或在固 溶状态下焊接，焊后再进行热处理；如不允许焊后热处 理，则应采用能量集中的焊接方法和小的焊接热输入， 以减小接头强度的损失。
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W-7
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焊接接头的“等强性”
如图11-11，AlZn-Mg合金焊后经4d 自然时效时，热影响 区的软化程度却在显 著减小；经90d自燃 时效时，软化现象几 乎完全消失。这说明， Al-Zn-Mg合金在自然 实现状态下焊接时， 焊后仅经自然时效就 可使接头强度性能逐 步恢复到或接近母材 的水平。
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W-6
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焊接接头的“等强性”
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
图11-10 Al-Cu-Mg（2A12）合金焊接 热影响区的硬度变效状态条件下焊接时， Al-Cu-Mg硬铝合金 热影响区的强度明显下降，即发生明显的软化（这是焊后经5d的自 然时效后的情况；实际上经60d自燃时效后，情况并未明显改善）。
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W-3
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焊接接头的“等强性”
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
对于熔合区，非时效强化铝合金的主要问题是晶粒粗化而 降低塑性；在时效强化铝合金焊接时，除了晶粒粗化，还可能 因晶界液化而产生显微裂纹。所以熔合区的变化主要是恶化塑 性。 关于热影响区（HAZ），无论是非时效强化的合金或时效 强化的合金，主要表现为强化效果的损失，即软化。
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W-5
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焊接接头的“等强性”
(二）时效强化铝合金HAZ的软化
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
主要是焊接热影响区“过时效”软化，这是熔焊条件下很 难避免的。软化程度决定于合金第二相的性质，也与焊接热循 环有一定关系。第二相越易于脱溶析出并易于聚集长大时，就 越容易发生“过时效”。 Al-Cu-Mg合金比Al-Zn-Mg合金的第二相易于脱溶析出。
W-9
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焊接技术课题 编号：ZYKC201117
图11-11 Al-4.5Zn-1.2Mg合金焊接热影响区的硬度变化（焊前自 然时效，MIG） Tm—峰值温度 1、2、3、4—表示不同的焊后自然 时效时间 1—3h 2—4d 3—30d 4—90d 全国职业教育数字化资源共建共享
W-8
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焊接接头的“等强性”