工程材料概论 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������时代
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材料的历史进程 (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）
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；
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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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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
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(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
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(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。
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材料科学是研究材料的成分、组织结构与 性能之间关系
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
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材料的地位和作用
矿业及农业科技 与工程范畴
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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(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
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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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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
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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
Introduction to Engineering Materials
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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；
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材料分类(Classification of Materials)
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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
1ห้องสมุดไป่ตู้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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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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材料的定义与分类
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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
石斧
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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。
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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。