工程材料概论 ppt课件
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建筑材料概论
动的结构、高耸结构、高层建筑
钢材的缺点
易锈蚀，需经常维护，维护费用高； 耐火性差。 由于能弥补混凝土抗拉、抗弯、抗裂能力差的缺 点，而混凝土则能保护混凝土中钢筋不锈蚀，两 者具有许多共同工作的基础，因此，使用中常常 与混凝土同时使用。
钢筋
按机械性能分：
I级钢筋、 II级钢筋、 III级钢筋 、 IV级钢筋
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2216:00:0016:00O ct-2022-Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。16: 00:0016:00:0016:00T hursday, October 22, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2220.10.2216: 00:0016:00:00October 22, 2020
均属气硬性胶凝材料。
（6）砂浆
由无机胶凝材料（石灰、水泥等）、细集料（ 如砂）、掺合料和水配制而成得材料。
按用途分为：
砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆
按胶凝材料分：
水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆
砌筑砂浆的强度等级：
M2.5、 M5、 M7.5、 M10、 M15、 M20
应用于砌筑砌体结构、抹面、勾缝、装修材料 粘结等。
（4）水泥
是土木工程建设中最重要的材料之一。 属水硬性胶凝材料。 水泥的分类：
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
水泥的生产
“两磨一烧”
水泥的主要性能要求
细度：指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，水 化反应速度越快，安定性越好。
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月22日星期 四4时0分0秒16:00:0022 October 2020
钢材的缺点
易锈蚀，需经常维护，维护费用高； 耐火性差。 由于能弥补混凝土抗拉、抗弯、抗裂能力差的缺 点，而混凝土则能保护混凝土中钢筋不锈蚀，两 者具有许多共同工作的基础，因此，使用中常常 与混凝土同时使用。
钢筋
按机械性能分：
I级钢筋、 II级钢筋、 III级钢筋 、 IV级钢筋
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2216:00:0016:00O ct-2022-Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。16: 00:0016:00:0016:00T hursday, October 22, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2220.10.2216: 00:0016:00:00October 22, 2020
均属气硬性胶凝材料。
（6）砂浆
由无机胶凝材料（石灰、水泥等）、细集料（ 如砂）、掺合料和水配制而成得材料。
按用途分为：
砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆
按胶凝材料分：
水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆
砌筑砂浆的强度等级：
M2.5、 M5、 M7.5、 M10、 M15、 M20
应用于砌筑砌体结构、抹面、勾缝、装修材料 粘结等。
（4）水泥
是土木工程建设中最重要的材料之一。 属水硬性胶凝材料。 水泥的分类：
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
水泥的生产
“两磨一烧”
水泥的主要性能要求
细度：指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，水 化反应速度越快，安定性越好。
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月22日星期 四4时0分0秒16:00:0022 October 2020
建筑工程概论(PPT76页).pptx
共145帧
13
0. 绪论
◆建筑概论
(2) 孔隙率 孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料在 自然状态下体积的百分率P。
定义式
机械工业出版社出版
密实度和孔隙率两者之和为1，两者均反映了材料的 密实程度，通常用孔隙率来直接反映材料密实程度
孔隙率小，并有均匀分布闭合小孔的材料，建筑性
能好。 共145帧
14
金属与无机非金属材料复合——钢筋混凝土、钢纤维混凝土等
金属与有机材料复合——PVC钢板、有机涂层铝合金板等 7
0. 绪论
◆建筑概论
1.1.1 建筑工程材料的分类与标准化
2. 建筑工程材料的标准化 ➢ 目前我国绝大多数建筑材料都有相应的技术标
准，它包括：
产品规格 分类 技术要求 验收规则 代号与标志 运输与贮存 抽样方法等
0. 绪论Leabharlann ◆建筑概论本章内容
✓ 1.1 概论 1.2 常用建筑工程材料 1.3 新型建筑材料 1.4 防水和密封材料 1.5 绝热与吸声材料 1.6 其它建筑材料 1.7 未来的建筑材料
机械工业出版社出版
共145帧
15
0. 绪论
◆建筑概论
1.2 常用建筑工程材料
1.2.1 气硬性胶凝材料
机械工业出版社出版
共145帧
16
0. 绪论
◆建筑概论
1.2.1 气硬性胶凝材料
1. 石灰
石灰是一种古老的建筑工程材料。因其原料来源广 泛，生产工艺简单，成本低廉，故目前仍被广泛用 于建筑工程中
机械工业出版社出版
共145帧
4
0. 绪论
◆建筑概论
1.1 概论
1.1.1 建筑工程材料的分类与标准化 ➢ 构成各类建筑物和构筑物的材料称为建筑工程
工程材料概论PPT课件
容量
特点
容量小，主要是文本文件
的存储。
驱动器兼容CD光盘，光盘
价低，用量高速增长。
1.44 Mb
多元合金和以ZnS等
CD－RW 为主的陶瓷材料
650 Mb
TbFeCo合金磁光材
MO
料
(磁光盘)
需用专用驱动器，价格高，
局限在广告、图形用户。
650Mb
1.3G
多元合金和以ZnS等 单面单层为4.7驱动器兼容CD－RW和CD
➢工程应用的金属材料，原子间的结合键基本上为金属键，为金
属晶体材料。
➢工业上把金属和其合金分为两大部分
（1）黑色金属 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)；
（2）有色金属 黑色金属以外的所有金属及其合金。
h
9
(2)高分子材料
✓高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。
✓它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝
h
19
陶器与瓷器的发明和使用
瓷器——中国文化的象征
新石器时代(公元前6000年～公元前5000
年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分
为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃
)文化时期的陶器表面彩绘有条带纹、波
纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储
器皿等。
中国是最早生产瓷器的国家。
➢东汉时期发明了瓷器。
作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件
或物品的人造物质
1 资源
物质≠材料
材料
的
判据
2 能源
3 环保
4 质量
h
5 经济
4
材料的定义与分类
人类已经发现的材料：“800 ”万种
特点
容量小，主要是文本文件
的存储。
驱动器兼容CD光盘，光盘
价低，用量高速增长。
1.44 Mb
多元合金和以ZnS等
CD－RW 为主的陶瓷材料
650 Mb
TbFeCo合金磁光材
MO
料
(磁光盘)
需用专用驱动器，价格高，
局限在广告、图形用户。
650Mb
1.3G
多元合金和以ZnS等 单面单层为4.7驱动器兼容CD－RW和CD
➢工程应用的金属材料，原子间的结合键基本上为金属键，为金
属晶体材料。
➢工业上把金属和其合金分为两大部分
（1）黑色金属 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)；
（2）有色金属 黑色金属以外的所有金属及其合金。
h
9
(2)高分子材料
✓高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。
✓它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝
h
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陶器与瓷器的发明和使用
瓷器——中国文化的象征
新石器时代(公元前6000年～公元前5000
年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分
为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃
)文化时期的陶器表面彩绘有条带纹、波
纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储
器皿等。
中国是最早生产瓷器的国家。
➢东汉时期发明了瓷器。
作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件
或物品的人造物质
1 资源
物质≠材料
材料
的
判据
2 能源
3 环保
4 质量
h
5 经济
4
材料的定义与分类
人类已经发现的材料：“800 ”万种
工程材料PPT.说课讲解
控 表面完整性 形
合成
次生相） 强化相的形态、
尺寸及分布
尺寸精度
多相合金的相结
设
构
计
组织均匀性
（ 成 分 组 织 ）
材料科学与工程
控 构
成分均匀性（宏 观与微观偏析）
组织致密性
夹杂、气孔等
应力、变形、开
裂等
力学性能
加工
晶体结构缺陷（ 点缺陷、位错、
控 性 物理性能
孪晶等） 非晶、微晶、纳
化学性能
米晶及非平衡晶
材料的发展
公元前1200年左右，人类进入了铁器时代，开始 使用的是铸铁，以后制钢工业迅速发展，称为 18世纪产业革命的重要内容和物质基础。
如图由于铁的熔点较高 （1538℃），其出现时间 较晚。左图为伊朗出土的 铁制器皿。图为铁矿石。 铁矿在地球上比铜矿要丰 富的多。
材料的发展
20世纪中叶以来，科学技术突飞猛进， 日新月异，作为“发明之母”和“产 业的粮食”的新材料研制更是异常活
零件的毛坯
• 铸造毛坯 • 熔炼金属，制造铸型，
并将熔融金属浇入铸 型，凝固后获得一定 形状和性能铸件的成 形方法，称为铸造。
• 锻造毛坯
零件的毛坯
• 锻压是对坯料施加外力，使其产 生塑性变形、改变尺寸、形状及 改善性能，用以制造机械零件、 工件或毛坯的成形加工方法。它 是锻造与冲压的总称，属于压力 加工的范畴。
机械制造基础 Ⅰ--工程材料 机械制造基础 Ⅱ--热加工工艺基础 Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
钢铁材料
金属材料
工程材料的分类
非铁金属 高分子材料
非金属材料 陶瓷材料
复合材料
课程概论
力学性能
材料科学与工程概论
材料科学与工程概论第一章绪论第一节元素、物质、材料第二节材料对人类文明进步的意义2.1 材料与人类的日常生活2.2 材料与新技术革命2.3 材料与国防现代化第三节怎样得到新材料第四节材料科学与工程基本要素第二章材料的微观世界第一节固体原子间相互作用和材料分类1.1 元素周期表及电负性1.2 原子结合能与结合力1.3 化学键1.4 材料分类第二节固体中原子的排列2.1 晶体结构2.2 准晶、非晶、液晶结构2.3 晶体缺陷第三节相与组织3.1 相与组织3.2 相的分类3.3 相图3.4 Fe-C 二元相图第四节固体中的电子4.1 单个原子的电子分布4.2 晶体中的电子4.3 导体、半导体和绝缘体第三章材料的组织结构与性能的关系第一节结构材料1.1 材料在承载时发生的变化1.2 金属材料1.3 无机非金属材料1.4 有机高分子材料1.5 复合材料第二节功能材料2.1 功能材料性能简介2.2 电性能与微观结构的关系2.3 光性能与微观结构的关系2.4 磁性能与微观结构的关系1.1 材料工艺的重要第四章材料工艺第一节材料工艺的重要性1.2 材料工艺的创新途径1.1 材料工艺的重要1.3 材料工艺的经济性、稳定性和环境兼容性第二节生产工艺2.1 金属材料2.2 陶瓷材料2.3 高分子材料2.4 单晶材料第三节加工工艺3.1 金属加工工艺3.2 塑料和橡胶的加工工艺3.3 复合材料的加工工艺第四节材料工艺性能的表征4.1 直接实验法4.2 相关法第五节新工艺新技术5.1 表面改性5.2 金属雾化喷射沉积5.3 金属半固态加工5.4 自蔓延合成技术第五章零件失效分析与选材原则第一节产品、工程的质量与材料第二节失效分析及其重要性第三节选材原则与方法3.2 选材方法第四节零件失效分析4.1 失效过程和产生失效原因的特点4.2 失效分析的正确思路4.3 断裂失效4.4 磨损失效4.5 环境介质作用下的失效4.6 金属失效的预防3.1 选材原则。
建 筑 材 料PPT课件
21
1.2 胶凝材料
图1-8 摊铺沥青路面
22
1.3 混凝土和砂浆
1.3.1 混凝土
23
1.3 混凝土和砂浆
1.混凝土的分类
4）按抗压强度分类 3）按使用功能和特性 分类 2）按胶凝材料的品种分 类 1）按表观密度分类
24
1.3 混凝土和砂浆
2.普通混凝土
1）普通混凝 土的主要优点
2）普通混凝土的 主要缺点
（3）具有一定的调温调湿功能。 （4）耐水性、抗冻性差。 （5）具有较好的防火性。
14
1.2.3 水玻璃
1.2 胶凝材料
硅酸钠的生产方法分干法（固相法）和湿法（液相 法）两种。干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混 合后在反射炉中加热到1 400 ℃左右,生成熔融状硅酸 钠；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共 热直接生成水玻璃,经过滤浓缩得成品水玻璃。
为了改善水泥性能,调节水泥强度等级,常在硅酸盐水泥熟 料中掺入适量的由混合材料及石膏共同磨细制成的水硬性胶凝 材料。掺混合材料的硅酸盐水泥可分为普通硅酸盐水泥、矿渣 硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合 硅酸盐水泥等。
18
1.2 胶凝材料
3.其他水泥
膨胀水泥
砌筑水泥
33）
44）
中热水泥、低
（4）硬化 时体积收 缩大。
12
1.2.2 石膏
1.2 胶凝材料
石膏是一种传统的胶凝材料,用作建筑材料具有悠 久的历史。由于建筑石膏及其制品具有质轻、高强、 耐火、隔声、绝热等一系列优良的使用性能,而且生产 工艺简单、使用方便,因此,石膏是一种理想的环保节 能型建筑材料。
13
1.2 胶凝材料
（1）凝结硬化快,且体积发生微膨胀。 （2）硬化制品的孔隙率大,保温、吸声性能好。
1.2 胶凝材料
图1-8 摊铺沥青路面
22
1.3 混凝土和砂浆
1.3.1 混凝土
23
1.3 混凝土和砂浆
1.混凝土的分类
4）按抗压强度分类 3）按使用功能和特性 分类 2）按胶凝材料的品种分 类 1）按表观密度分类
24
1.3 混凝土和砂浆
2.普通混凝土
1）普通混凝 土的主要优点
2）普通混凝土的 主要缺点
（3）具有一定的调温调湿功能。 （4）耐水性、抗冻性差。 （5）具有较好的防火性。
14
1.2.3 水玻璃
1.2 胶凝材料
硅酸钠的生产方法分干法（固相法）和湿法（液相 法）两种。干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混 合后在反射炉中加热到1 400 ℃左右,生成熔融状硅酸 钠；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共 热直接生成水玻璃,经过滤浓缩得成品水玻璃。
为了改善水泥性能,调节水泥强度等级,常在硅酸盐水泥熟 料中掺入适量的由混合材料及石膏共同磨细制成的水硬性胶凝 材料。掺混合材料的硅酸盐水泥可分为普通硅酸盐水泥、矿渣 硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合 硅酸盐水泥等。
18
1.2 胶凝材料
3.其他水泥
膨胀水泥
砌筑水泥
33）
44）
中热水泥、低
（4）硬化 时体积收 缩大。
12
1.2.2 石膏
1.2 胶凝材料
石膏是一种传统的胶凝材料,用作建筑材料具有悠 久的历史。由于建筑石膏及其制品具有质轻、高强、 耐火、隔声、绝热等一系列优良的使用性能,而且生产 工艺简单、使用方便,因此,石膏是一种理想的环保节 能型建筑材料。
13
1.2 胶凝材料
（1）凝结硬化快,且体积发生微膨胀。 （2）硬化制品的孔隙率大,保温、吸声性能好。
工程材料详细概述(ppt 99页)
夹丝玻璃在受热炸裂后不会崩塌碎落，可保持整体性，阻滞 空气流动，减缓火灾蔓延的速度，争取宝贵的灭火时间，所 以夹丝玻璃可用作二级门窗防火材料。
缺点： 1、金属丝网影响玻璃的透光性能，造成视觉效果变差。 2、玻璃和金属丝网间的热膨胀系数相差较大，不能在两面
温差较大、局部受热或冷热交替部位使用。
3、应用
NOTE （1）不宜用于室外； （2）须浸水以上，晾干至表面无明水，方可
能够施工。 （3）施工时，可在水泥浆中掺入107胶。
（二） 墙地砖
（外墙装饰贴面，室内外地面装饰铺贴） 趋向：墙、地两用 表面质感：平、麻、毛、磨光、抛光、纹点、仿花岗
石、压花浮雕、无光釉、有光釉、金属光泽、防滑、 耐磨等。 颜色：红、蓝、绿等。 图案：丝网印刷可得丰富套花图案；
只能用于幕墙和外窗，不能用于天窗和其它可能产生人体撞击的场合。
玻璃品种 普通平板玻璃 半钢化玻璃
钢化玻璃
半钢化玻璃与其它品种的性能比较
相对强度
碎片
1
大，有尖角
1.5~2.0
中，少尖角
3~5
小，无尖角
破坏状态 局部破坏 整体可保持 整体崩溃
夹层玻璃
两片或多片平板玻璃间夹有机塑料透明膜，经加热、加压粘合而成 原片：普通平板玻璃、钢化玻璃、镀膜玻璃、吸热玻璃、彩色玻璃等。 属于安全玻璃。标准的“二夹一”玻璃能抵挡一般冲击物的穿透，用
适用于建筑物的门、窗、天花板、地板和隔墙；工业 厂房的天窗；商店的橱窗；幼儿园、学校、体育馆、 私人住宅、别墅、疯人院、银行、珠宝店、邮局及保 存贵重物品的建筑及玻璃易破碎建筑的门、窗等。
夹丝玻璃
玻璃板内嵌有金属丝网的平板玻璃。 玻璃体内部含金属丝网，使玻璃和金属丝网连成一个整体，
建筑概论-03-建筑工程材料
1.1.2 建筑工程材料的基本状态参数
1. 材料的密度
(1) 密度：材料在绝对密实状态下（材料内部不含 任何孔隙），单位体积的质量称为材料的密度。
定义式
m V
1.1.2 建筑工程材料的基本状态参数
2. 密实度与孔隙率 (1) 密实度：材料体积（自然状态）内固体 物质的充实程度称为材料的密实度D
工程中使用的建筑材料除必须满足产品标准外，有 时还必须满足有关的设计规范、施工及验收规范或 技术规程等的规定。
《建筑用砂》（GB/T14684—2001） 《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—2001） 《普通混凝土用砂、石质量及检验方法》（JGJ 522006）
建环专业标准 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003 《通风与空气调节工程施工及验收规范》 GBJ502432002
1. 建筑工程材料的分类 按建筑工程材料的功能与用途分类
结构材料（受力构件或结构所用的材料，如基础、梁、 板、柱等所用的材料）、防水材料、保温材料、吸声材 料、装饰材料、地面材料、屋面材料等
按化学成分分类
无机材料
有机材料 复合材料(Composite materials )
建筑工程材料的分类
1.1 概论
1.1.1 建筑工程材料的分类与标准化 构成各类建筑物和构筑物的材料称为建筑工 程材料，它包括建筑物、构筑物基础、梁、 板、柱、墙体、屋面、地面等所用到的各种 材料。
材料对保证工程质量/寿命起到重要作用 材料对工程造价产生重要影响 材料对工程技术进步具有重要的促进作用
1.1.1 建筑工程材料的分类与标准化
建设部行业标准JGJ
建筑工业行业标准JG 国家建筑材料工业局标准JC 中国石油化学总公司标准SH 冶金部标准(原)YB
建筑工程概论ppt课件
提高上部结构的整体性和刚度
42
二、基础:将上部结构荷载传递给地基土、连
接上部结构与地基土的下部结构。
43
（一）基础分类
1．埋深（室外设计地坪到基础底面） 浅基础（<5m），深基础(>5m)， 2、按材料和受力特点
刚性（砖、混凝土、毛石）、柔性（钢混）
44
（二）浅基础
浅基础形式： 单独基础 条形基础 筏板基础和箱形基础 壳体基础
体结构、大跨度空间结构、混合结构
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
建筑物的分类和等级
2、建筑物的等级
建筑物的耐久等级 建筑物的耐火等级 抗震设防类别 建筑物的设计等级
35
二、建筑物的组成与建造过程
1、建筑物的组成 地基与基础 主体（墙柱、楼地层、楼梯、门窗、屋面）
在地面上使用，磨光面易损失，所以尽可能不将大理石板
材用于地面。
因大理石板材价格高，属高档装饰材料，一般常用于
宾馆、展览馆、影剧院、商场。机场、车站等公共建筑的
室内墙面、柱面、栏杆、窗台板、服务台面等部位。
89
天然花岗石是以铝硅酸盐为主要成分的岩浆岩。花岗石质 地坚硬、耐酸碱、耐腐蚀、耐高温、耐光照、耐冻、耐摩 擦、 耐久性好，外观色泽可保持百年以上。
45
独立基础 柱下，椎形、阶梯形、壳体 杯口
条形基础：长度远大于宽度，砖墙下 十子交叉基础 柱下一字基础 增加基底面积，增大刚度
46
片筏基础 平板式、梁板式 钢筋混凝土板，较适宜软弱地基。
箱形基础 由钢筋混凝土底板、顶板和交叉纵横的隔 墙组成，整体性好，常用于高层建筑
42
二、基础:将上部结构荷载传递给地基土、连
接上部结构与地基土的下部结构。
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（一）基础分类
1．埋深（室外设计地坪到基础底面） 浅基础（<5m），深基础(>5m)， 2、按材料和受力特点
刚性（砖、混凝土、毛石）、柔性（钢混）
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（二）浅基础
浅基础形式： 单独基础 条形基础 筏板基础和箱形基础 壳体基础
体结构、大跨度空间结构、混合结构
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建筑物的分类和等级
2、建筑物的等级
建筑物的耐久等级 建筑物的耐火等级 抗震设防类别 建筑物的设计等级
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二、建筑物的组成与建造过程
1、建筑物的组成 地基与基础 主体（墙柱、楼地层、楼梯、门窗、屋面）
在地面上使用，磨光面易损失，所以尽可能不将大理石板
材用于地面。
因大理石板材价格高，属高档装饰材料，一般常用于
宾馆、展览馆、影剧院、商场。机场、车站等公共建筑的
室内墙面、柱面、栏杆、窗台板、服务台面等部位。
89
天然花岗石是以铝硅酸盐为主要成分的岩浆岩。花岗石质 地坚硬、耐酸碱、耐腐蚀、耐高温、耐光照、耐冻、耐摩 擦、 耐久性好，外观色泽可保持百年以上。
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独立基础 柱下，椎形、阶梯形、壳体 杯口
条形基础：长度远大于宽度，砖墙下 十子交叉基础 柱下一字基础 增加基底面积，增大刚度
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片筏基础 平板式、梁板式 钢筋混凝土板，较适宜软弱地基。
箱形基础 由钢筋混凝土底板、顶板和交叉纵横的隔 墙组成，整体性好，常用于高层建筑
材 料 概 论 (1)
• 目前复合材料的发展以树脂基复合材料为 主，特别是热固性材料，它的技术最成熟， 应用最广。金属基复合材料大部分处于研 究开发阶段，陶瓷基复合材料则尚处于研 究阶段。 • ②材料的结构与功能相结合，实现结构/功 能一体化，做到多功能应用。研究者已开 始将氧化物结构陶瓷的透明化和光学特性 相结合，开始重视氮(碳)化物陶瓷的介电、 热导、绝缘等特性的应用。科学家预言， 智能材料的研制和大规模应用将导致材料 科学发展的重大革命。
目录?第1章绪论?11材料的定义和分类?12材料的地位和作用?13材料的循环?14工程师与材料?15材料科学与工程的内涵?16材料科学与工程的发展趋势?第2章结构材料?21材料的性能?22金属材料?23无机非金属材料?24高聚物材料?第3章电性材料?31导体半导体和绝缘体材料?32超导材料?33铁电压电热释电和介电材料?第4章磁性材料?41材料的磁性?42物质磁性的分类?43磁性材料的分类?44几种新型的磁性材料及应用?第5章超导材料?51超导的基本特征?52第一类超导体和第二类超导体?53超导材料的发展历史?54超导材料的应用与前景?第6章智能材料?61概述?62形状记忆智能材料?63电磁流变液智能材料?64磁致伸缩智能材料?第7章光学材料?71光纤材料?72光色材料?73红外材料?第8章新能源材料?81概述?82储氢材料和制氢材料?83燃料电池?84太阳能电池?第9章生物医用材料?91组织工程材料?92血液净化材料?93生物降解高分子材料?第10章抗菌材料?101概述?102抗菌机理?103抗菌塑料?104抗菌纤维和织物?105抗菌陶瓷?106抗菌金属?107抗菌材料的应用?第11章环境材料?111概述?112材料的环境协调性评价?113材料的生态设计?114绿色包装材料?115生态建材?116环境降解材料?第12章梯度功能材料?121梯度材料的定义及分类?122热防护梯度功能材料?123梯度折射率材料?124其他梯度功能材料?第13章复合材料?131概述?132增强材料?133纤维增强树脂基复合材料?134金属基复合材料?135陶瓷基复合材料?136碳碳复合材料?第14章纳米材料?141基本概念?142纳米材料的研究进展?143纳米材料的特异效应?144纳米结构单元?145纳米组装体系?146纳米固体材料?147纳米材料的应用?参考文献第1章绪论?11材料的定义和分类?材料一般是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质即人类用以制造生活和生产所需的物品器件构件机器和其他产品的物质
《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。
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基本掌握工程材料的基本分类方法及常用工程材料的性能和用途；
PPT课件
2
第一讲 材料科学与材料世界
材料的定义与分类 材料的地位和作用 材料科学与工程的形成和发展 材料的发展趋势
PPT课件
3
材料的定义与分类
定义：宇宙间可用于制造有用物品的固态物质统称为材料
有用的、并能用来制造物品（件）的物质
一般指固态的，可用于工程上的物质——工程材料
PPT课件
11
(4)复合材料 复合材料就是两种或两种以上不同材料的组合材料，其性能优 于它的组成材料。 复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成，所以它的结合 键非常复杂。 它在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都 优越。具有广阔的发展前景。
PPT课件
12
材料科学是研究材料的成分、组织结构与 性能之间关系
金属材料－金属学
陶瓷材料－陶瓷学
材料科学基础
突出材料共性教学
高分子材料－高分子物理
PPT课件
8
(1)金属材料 金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金 。最简单的金属材料是纯金属。 工程应用的金属材料，原子间的结合键基本上为金属键，为金 属晶体材料。 工业上把金属和其合金分为两大部分 （1）黑色金属 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)； （2）有色金属 黑色金属以外的所有金属及其合金。
材料科学 与工程范畴
PPT课件
14
材料无处不在，无处不有
工农业生产 国防 科学技术 人民生活
材料
能源
现代技术的三大支柱
信息
材料品种
数量 国家现代化程度标志之一
质量
PPT课件
15
材料的地位和作用
青铜器时代
石器时代 （石器、陶器 、瓷器)
铁器时代 PPT课件
I ：材料结构学：原子结构与键合、固体结构、晶体缺陷 II ：材料相变学：凝固、相图、热处理 III： 材 料 变 形 学 ： 材 料 的变 形 与 再 结 晶 VI： 材 料 学 ： 金 属 材 料 、非 金 属 材 料 、 复 合 材 料
PPT课件
13
材料的地位和作用
矿业及农业科技 与工程范畴
中国是最早生产瓷器的国家。
东汉时期发明了瓷器。
瓷器于9世纪传到非洲东部和阿拉伯
国家，世纪传到日本，十五世纪传到
欧洲。
瓷器成为中国文化的象征，对世界文
明产生了极大的影响。中国瓷器畅销
PPT课件
10
(3)陶瓷材料 陶瓷是一种或多种金属元素同一种非金属元素(通常为氧)的化合 物。 非金属元素原子同金属原子化合时形成很强的离子键，同时也存 在有一定成分的共价键。例如MgO晶体中, 离子键占84%, 共价键占 16%。也有一些特殊陶瓷以共价键为主。 陶瓷的硬度很高，但脆性很大。 陶瓷材料属于无机非金属材料，主要为金属氧化物和金属氧化合 物。由于大部分无机非金属材料含有硅和其它元素的化合物，所以 又叫做硅酸盐材料。它一般包括无机玻璃(硅酸盐玻璃)、玻璃陶瓷( 或称微晶玻璃)和陶瓷等三类
PPT课件
9
(2)高分子材料 高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。 它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝 缘性，以及重量轻等优良性能，在工程上是发展最快的一类新型结 构材料。 高分子材料由大量相对分子质量特别大的大分子化合物组成，每 个大分子皆包含有大量结构相同、相互连接的链节。有机物质主要 以碳元素(通常还有氢)为其结构组成，在大多数情况下它构成大分 子的主链。 大分子内的原子之间由很强的共价键结合，而大分子与大分子之 间的结合力为较弱的范特瓦尔斯力。 工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为四大类：塑料、合 成纤维、橡胶、胶粘剂
石斧
PPT课件
18
石器的制造和使用
• 在人类的发展史上，最先使用的工具是石器。
• 中华民族的祖先用坚硬的容易纵裂成薄片的燧石 和石英石等天然材料制成石刀、石斧、石锄。
PPT课件
19
陶器与瓷器的发明和使用 瓷器——中国文化的象征 新石器时代(公元前6000年～公元前5000 年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分 为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃 )文化时期的陶器表面彩绘有条带纹、波 纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储 器皿等。
Introduction to Engineering Materials
PPT课件
1
课程简介
课程性质： 面向全校机械专业开设的材料学通识教育选课 开设目的及内容：
建立材料科学与工程的基本概念，了解其在经济社会发展中的作用； 了解材料的共性规律与特点，建立从材料设计、组织控制、制备加工到 性能评价与工程应用的概念体系；
6
材料分类(Classification of Materials)
PPT课件
7
1、按性能特点分：结构材料、功能材料 2、按化学组成分：
金属材料（Metallic Materials):钢铁、铝、铜、钛合金 陶或瓷无材机料非（金C属er材am料ic（sI）n：orAgla2nOi3c、MSaitCe、riSail3Ns4)、SiO 2、TiN 高分子材料（High Polymers)：纤维、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯 复合材料（Composites)：PMoaltyemle-rM-atMraitxrix Composites
作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件
或物品的人造物质
1 资源
物质≠材料
材料 的
判据
2 能源 3 环保 4 质量
5 经济
PPT课件
4
材料的定义与分类
人类已经发现的材料：“800 ”万种 每年新增：“25 ”万种 具有实际工业价值的有：“8 ”万种
材料无处不在
PPT课件
5
材料的定义与分类
PPT课件
信息时代 （新材料时代）16
材料的地位和作用
人类利用材料的历史，就是一部人 类进化和进步的历史
钢铁时代
新材料时代
石器时代
铁器时代
������ ������ 青铜�����史进程 (Historical perspective)
• 漫长而又曲折的历程：
石器时代（Stone Age）： 石斧、凿、刀、铲、箭头、 纺轮、钵等（西安半坡遗址）
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2
第一讲 材料科学与材料世界
材料的定义与分类 材料的地位和作用 材料科学与工程的形成和发展 材料的发展趋势
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3
材料的定义与分类
定义：宇宙间可用于制造有用物品的固态物质统称为材料
有用的、并能用来制造物品（件）的物质
一般指固态的，可用于工程上的物质——工程材料
PPT课件
11
(4)复合材料 复合材料就是两种或两种以上不同材料的组合材料，其性能优 于它的组成材料。 复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成，所以它的结合 键非常复杂。 它在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都 优越。具有广阔的发展前景。
PPT课件
12
材料科学是研究材料的成分、组织结构与 性能之间关系
金属材料－金属学
陶瓷材料－陶瓷学
材料科学基础
突出材料共性教学
高分子材料－高分子物理
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8
(1)金属材料 金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金 。最简单的金属材料是纯金属。 工程应用的金属材料，原子间的结合键基本上为金属键，为金 属晶体材料。 工业上把金属和其合金分为两大部分 （1）黑色金属 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)； （2）有色金属 黑色金属以外的所有金属及其合金。
材料科学 与工程范畴
PPT课件
14
材料无处不在，无处不有
工农业生产 国防 科学技术 人民生活
材料
能源
现代技术的三大支柱
信息
材料品种
数量 国家现代化程度标志之一
质量
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15
材料的地位和作用
青铜器时代
石器时代 （石器、陶器 、瓷器)
铁器时代 PPT课件
I ：材料结构学：原子结构与键合、固体结构、晶体缺陷 II ：材料相变学：凝固、相图、热处理 III： 材 料 变 形 学 ： 材 料 的变 形 与 再 结 晶 VI： 材 料 学 ： 金 属 材 料 、非 金 属 材 料 、 复 合 材 料
PPT课件
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材料的地位和作用
矿业及农业科技 与工程范畴
中国是最早生产瓷器的国家。
东汉时期发明了瓷器。
瓷器于9世纪传到非洲东部和阿拉伯
国家，世纪传到日本，十五世纪传到
欧洲。
瓷器成为中国文化的象征，对世界文
明产生了极大的影响。中国瓷器畅销
PPT课件
10
(3)陶瓷材料 陶瓷是一种或多种金属元素同一种非金属元素(通常为氧)的化合 物。 非金属元素原子同金属原子化合时形成很强的离子键，同时也存 在有一定成分的共价键。例如MgO晶体中, 离子键占84%, 共价键占 16%。也有一些特殊陶瓷以共价键为主。 陶瓷的硬度很高，但脆性很大。 陶瓷材料属于无机非金属材料，主要为金属氧化物和金属氧化合 物。由于大部分无机非金属材料含有硅和其它元素的化合物，所以 又叫做硅酸盐材料。它一般包括无机玻璃(硅酸盐玻璃)、玻璃陶瓷( 或称微晶玻璃)和陶瓷等三类
PPT课件
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(2)高分子材料 高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。 它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝 缘性，以及重量轻等优良性能，在工程上是发展最快的一类新型结 构材料。 高分子材料由大量相对分子质量特别大的大分子化合物组成，每 个大分子皆包含有大量结构相同、相互连接的链节。有机物质主要 以碳元素(通常还有氢)为其结构组成，在大多数情况下它构成大分 子的主链。 大分子内的原子之间由很强的共价键结合，而大分子与大分子之 间的结合力为较弱的范特瓦尔斯力。 工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为四大类：塑料、合 成纤维、橡胶、胶粘剂
石斧
PPT课件
18
石器的制造和使用
• 在人类的发展史上，最先使用的工具是石器。
• 中华民族的祖先用坚硬的容易纵裂成薄片的燧石 和石英石等天然材料制成石刀、石斧、石锄。
PPT课件
19
陶器与瓷器的发明和使用 瓷器——中国文化的象征 新石器时代(公元前6000年～公元前5000 年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分 为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃 )文化时期的陶器表面彩绘有条带纹、波 纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储 器皿等。
Introduction to Engineering Materials
PPT课件
1
课程简介
课程性质： 面向全校机械专业开设的材料学通识教育选课 开设目的及内容：
建立材料科学与工程的基本概念，了解其在经济社会发展中的作用； 了解材料的共性规律与特点，建立从材料设计、组织控制、制备加工到 性能评价与工程应用的概念体系；
6
材料分类(Classification of Materials)
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7
1、按性能特点分：结构材料、功能材料 2、按化学组成分：
金属材料（Metallic Materials):钢铁、铝、铜、钛合金 陶或瓷无材机料非（金C属er材am料ic（sI）n：orAgla2nOi3c、MSaitCe、riSail3Ns4)、SiO 2、TiN 高分子材料（High Polymers)：纤维、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯 复合材料（Composites)：PMoaltyemle-rM-atMraitxrix Composites
作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件
或物品的人造物质
1 资源
物质≠材料
材料 的
判据
2 能源 3 环保 4 质量
5 经济
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4
材料的定义与分类
人类已经发现的材料：“800 ”万种 每年新增：“25 ”万种 具有实际工业价值的有：“8 ”万种
材料无处不在
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5
材料的定义与分类
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信息时代 （新材料时代）16
材料的地位和作用
人类利用材料的历史，就是一部人 类进化和进步的历史
钢铁时代
新材料时代
石器时代
铁器时代
������ ������ 青铜�����史进程 (Historical perspective)
• 漫长而又曲折的历程：
石器时代（Stone Age）： 石斧、凿、刀、铲、箭头、 纺轮、钵等（西安半坡遗址）