导论西安交大材料科学基础

上页
下页
分析在环境的作用下,材料内部宏观组元 （各类材料、各种材料）的自组织问题。
微观材料学（Macro-Materialogy）——
着眼于材料在自然环境（力、热、电、磁、
光、化学等）作用下所表现出来的各种行 为（即性能）,以及这些行为与材料内部
结构之间的关系。
“行为”——材料的性能,用于表征材料
P = f(e,S) S = {E,R}
E——事物（或系统）内组元（Element）的集 合
R——组元间关系（Relationship）的集合
四、材料科学与工程
“材料学的体系”及“材料的应用与发展”
1引论
材料学
2失效 3性能
微观材料学
宏观材料学
4结构
5Βιβλιοθήκη Baidu艺
7选用
6经济
8科研
9系统
10展望
材料按空间尺度从大到小有：宇观→宏观→细观→微 观→介观
导论
一、材料科学的重要地位
石器时代
青铜器时代
铁器时代
新材料时代 七个时代造就材料辉煌 水泥时代
返回
硅时代
钢时代
现在多数发达国家已经认识到材料研究是 至关重要的
现在很多著名的材料科学专家都在预测未 来材料科学的发展前景，但都不能清楚地描绘 新材料时代的具体图像，更不能明确地说明新 材料应用于生产时，将给社会生活和经济生活 带来何等程度的变化。
新材料的开发与应用，对人类社会的文明 与经济的发展，有着不可估量的作用
二、各种材料概况
金属材料（钢铁材料、有色金属） ●按属性分 陶瓷材料 （工程陶瓷、结构陶瓷）
高分子材料（塑料、合成纤维、橡胶） 结构材料
●按使用性能分 功能材料
●材料在工业中的应用：
•汽车中各种材料的比例 •波音767飞机所用的各种材料比例 •航天飞机上的先进结构陶瓷
返回
三、材料性能与内部结构的关系
★从材料的内部结构，可分为四个层次：
原子结构
结合键
显微组织
★材料的五要素 go
原子排列方式
★材料的四要素
★微观材料学中的三个基础概念
环境[e(enviroment)]、结构[S(Structure)]、性能 [P(Property)],从哲学角度考虑,e及S分别是事物 变化的外因及内因，P是变化的结果。从这三个 基础概念，可总结出两个基本方程：
在给定外界条件下的行为。
上页
下页
★材料的五要素
性质
受环境影响 （气氛温度受力状态）
成分
合成/制备 效能
（使用性能）
组织 结构
理论及
材料与工艺设计返回
激情时刻
返回目录
返回本章首页
● 材料科学 ——研究各种材料的结构、 制备加工工艺与性能之间关系的科学
● 材料工程——目的在于经济地而又能
为社会所能接受地控制材料地结构、性能
和形状
● 宏观材料学（Micro-Materialogy）—
—着眼于从整体上分析材料问题。即以材
料的整体作为研究对象——系统,考虑它与
环境（自然的及社会的）之间的交互作用;