材料科学与工程ppt
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（ Elastic deformation and Permanent deformation ）
不同材料（金属、陶瓷和高分子）的机械行为
-
4-1-1 材料的力学状态
Mechanical states of materials
1. 金属(Metals)的力学状态
A 晶态结构， B 较高的弹性模量和强度， C 受力开始为弹性形变，接着一段塑性 形变，然后断裂，总变形能很大， D 具有较高的熔点。
4－1 固体材料的机械性能
Chapter 7 Chapter 8 Chapter 9
Βιβλιοθήκη Baidu
Mechanical Properties of Solid Materials
Learning Objectives 应力和应变
（stress and strain ）
材料的形变
（ Deformation of materials）
-
弹性模量随温度升高而降低？
-
某些金属合金 A 呈非晶态合金， B 具有很高的硬度和强度， C 延伸率很低而并不脆。 D 温度升高到玻璃化转变温度以上，粘度明 显降低，发生晶化而失去非晶态结构。
-
2. 无机非金属(nonmetals)的力学状态
A 玻璃相熔点低，热稳定性差，强度低。 B 气相（气孔）的存在导致陶瓷的弹性模量和 机械强度降低。 C 陶瓷材料也存在玻璃化转变温度Tg。 D 绝大多数无机材料在弹性变形后立即发生脆 性断裂，总弹性应变能很小。
材料的结构和组成是决定材料性能的基础。是合理 地设计、制造和选用材料- 的基础。
-
-
第四章 材料的性能
Materials property
材料的性能决定材料用途
本章对材料的机械性能、热性能、 电学、磁学、光学性能以及耐腐蚀 性，复合材料及纳米材料的性能进 行阐述。
-
Mechanical property of materials
-
陶瓷材料的力学特征 高模量 高硬度 高强度 低延伸率
-
3. 聚合物的力学状态 (Polymer)
（1） 非晶态聚合物的三种 力学状态
① 玻璃态 ② 高弹态 ③ 粘流态
-
-
（2） 结晶聚合物的力学状态
A 结晶聚合物常存 在一定的非晶部分，也有玻璃化转变。 B 在T g 以上模量下降不大 C 在T m 以上模量迅速下降 D 聚合物分子量很大，T m < T f ，则在T m 与T f 之间将出现 高弹态。 E 分子量较低，T m > T f ，则熔融之后即转变成粘流态
-
Tm、 Tf
-
玻璃化温度(Tg)是非晶态塑料使用的上限温度 是橡胶使用的下限温度
熔点(Tm)是结晶聚合物使用的上限温度
-
4-1-2应力和应变 (stress and strain)
• If a load is static or changes relatively slowly with a time and is applied uniformly over a cross section or surface of a member, the mechanical behavior may be ascertained by a simple stress-strain test. These are mostly commonly conducted for materials at room temperature.
-
4-1-2 应力和应变(stress and strain)
1. 应力和应变的定义
应力：单位面积上的内力，其值与外加的力相等。 应力=外加力F/面积A
工程应力（名义应力）：面积为材料受力前的初始面 积(A0)的应力。
真实应力：面积为受力后的真实面积(AT)的应力。
应变：受到外力不惯性移动时，几何形状和尺寸 的变化。
-
2. 材料的应变方式
各向同性材料，三种基本类型：
简单拉伸 简单剪切 均匀压缩
tension shear compression
-
前面内容 总结复习
第三章 材料的组成和结构
Compositions and Structures of Materials
金属材料的结构和组成 Composition and Structure of Metallic Materials
无机非金属材料的结构和组成 Composition and Structure of Inorganic-nonmetalic Materials 高分子材料的结构和组成 Composition and Structure of Polymeric Materials 复合材料的结构和组成 Composition and Structure of Composite materials
基本键合 （Primary Interatomic Bonds)： 金属、离子、共价和混合键
派生键合 （Secondary Bonding)
-
前面内容 总结复习
固体中的原子有序 (Perfections in Solids) 固体中的原子无序 (Imperfections in Solids) 固体中的转变 (Transformations in Solids) 固体物质的表面结构 (Surface Structures of Solid Materials)
Stress and strain Elastic deformation Modulus Viscoelasticity Permanent deformation Strength Fracture
-
第四章 内容
4-1 固体材料的机械性能 4-2 材料的热性能 4-3 材料的电学性能 4-4 材料的磁学性能 4-5 材料的光学性能 4-6 材料的耐腐蚀性 4-7 复合材料的性能 4-8 纳米材料及- 效应
前面内容 总结复习
第二章 物质结构基础
(Structure of Matter)
原子结构 (Atomic Structure)
原子 (Atom)的组成 原子核+核外电子 原子中电子的空间位置和能量
(Electrons in Atoms)
原子之间的相互作用和结合
(Atomic Interaction and Bonding)
不同材料（金属、陶瓷和高分子）的机械行为
-
4-1-1 材料的力学状态
Mechanical states of materials
1. 金属(Metals)的力学状态
A 晶态结构， B 较高的弹性模量和强度， C 受力开始为弹性形变，接着一段塑性 形变，然后断裂，总变形能很大， D 具有较高的熔点。
4－1 固体材料的机械性能
Chapter 7 Chapter 8 Chapter 9
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Mechanical Properties of Solid Materials
Learning Objectives 应力和应变
（stress and strain ）
材料的形变
（ Deformation of materials）
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弹性模量随温度升高而降低？
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某些金属合金 A 呈非晶态合金， B 具有很高的硬度和强度， C 延伸率很低而并不脆。 D 温度升高到玻璃化转变温度以上，粘度明 显降低，发生晶化而失去非晶态结构。
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2. 无机非金属(nonmetals)的力学状态
A 玻璃相熔点低，热稳定性差，强度低。 B 气相（气孔）的存在导致陶瓷的弹性模量和 机械强度降低。 C 陶瓷材料也存在玻璃化转变温度Tg。 D 绝大多数无机材料在弹性变形后立即发生脆 性断裂，总弹性应变能很小。
材料的结构和组成是决定材料性能的基础。是合理 地设计、制造和选用材料- 的基础。
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第四章 材料的性能
Materials property
材料的性能决定材料用途
本章对材料的机械性能、热性能、 电学、磁学、光学性能以及耐腐蚀 性，复合材料及纳米材料的性能进 行阐述。
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Mechanical property of materials
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陶瓷材料的力学特征 高模量 高硬度 高强度 低延伸率
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3. 聚合物的力学状态 (Polymer)
（1） 非晶态聚合物的三种 力学状态
① 玻璃态 ② 高弹态 ③ 粘流态
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（2） 结晶聚合物的力学状态
A 结晶聚合物常存 在一定的非晶部分，也有玻璃化转变。 B 在T g 以上模量下降不大 C 在T m 以上模量迅速下降 D 聚合物分子量很大，T m < T f ，则在T m 与T f 之间将出现 高弹态。 E 分子量较低，T m > T f ，则熔融之后即转变成粘流态
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Tm、 Tf
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玻璃化温度(Tg)是非晶态塑料使用的上限温度 是橡胶使用的下限温度
熔点(Tm)是结晶聚合物使用的上限温度
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4-1-2应力和应变 (stress and strain)
• If a load is static or changes relatively slowly with a time and is applied uniformly over a cross section or surface of a member, the mechanical behavior may be ascertained by a simple stress-strain test. These are mostly commonly conducted for materials at room temperature.
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4-1-2 应力和应变(stress and strain)
1. 应力和应变的定义
应力：单位面积上的内力，其值与外加的力相等。 应力=外加力F/面积A
工程应力（名义应力）：面积为材料受力前的初始面 积(A0)的应力。
真实应力：面积为受力后的真实面积(AT)的应力。
应变：受到外力不惯性移动时，几何形状和尺寸 的变化。
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2. 材料的应变方式
各向同性材料，三种基本类型：
简单拉伸 简单剪切 均匀压缩
tension shear compression
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前面内容 总结复习
第三章 材料的组成和结构
Compositions and Structures of Materials
金属材料的结构和组成 Composition and Structure of Metallic Materials
无机非金属材料的结构和组成 Composition and Structure of Inorganic-nonmetalic Materials 高分子材料的结构和组成 Composition and Structure of Polymeric Materials 复合材料的结构和组成 Composition and Structure of Composite materials
基本键合 （Primary Interatomic Bonds)： 金属、离子、共价和混合键
派生键合 （Secondary Bonding)
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前面内容 总结复习
固体中的原子有序 (Perfections in Solids) 固体中的原子无序 (Imperfections in Solids) 固体中的转变 (Transformations in Solids) 固体物质的表面结构 (Surface Structures of Solid Materials)
Stress and strain Elastic deformation Modulus Viscoelasticity Permanent deformation Strength Fracture
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第四章 内容
4-1 固体材料的机械性能 4-2 材料的热性能 4-3 材料的电学性能 4-4 材料的磁学性能 4-5 材料的光学性能 4-6 材料的耐腐蚀性 4-7 复合材料的性能 4-8 纳米材料及- 效应
前面内容 总结复习
第二章 物质结构基础
(Structure of Matter)
原子结构 (Atomic Structure)
原子 (Atom)的组成 原子核+核外电子 原子中电子的空间位置和能量
(Electrons in Atoms)
原子之间的相互作用和结合
(Atomic Interaction and Bonding)