Foundations of Materials Science and Engineering Third Edition
《材料科学基础》作业答案
• 3、Fick扩散第二方程的高斯解适合求解总量为M 的扩散元素沉积为一薄层扩散问题 ;Fick扩散 第二方程的误差函数解适合求解 无限长棒(扩 散偶)或半无限长棒的扩散问题。
• 4、扩散的微观机理有 空位扩散 、 间隙扩散、 位 错扩散 、 表面扩散、晶界扩散 等。
• 5、空位扩散的阻力比间隙扩散 大 ,激活能 高。
第三章 晶体结构缺陷 P116
• 一、填空题 • 1、按几何组态,晶体中的缺陷分为 点缺陷 、 线
缺陷 、面缺陷 和体缺陷。 • 2、点缺陷主要包括 空位、 间隙原子、置换原子 ;
线缺陷有 位错 ;面缺陷包括 晶界、相界、表面 等。 • 3、描述位错性质及特征的是 柏氏矢量b 。 • 4、位错的类型有 刃位错 、 螺位错 和 混合位 错。
• 11、MgO晶体具有 NaCl型结构,其对称型是
3L4 4L36L29PC ,晶族是 高级晶族 ,晶系是 立 方晶系 ,晶体的键型是 离子键 。
• 12、硅酸盐晶体结构中的基本结构单元是 硅 氧四面体[SiO4]。
• 13、几种硅酸盐晶体的络阴离子分别为[Si2O7]6-、 [Si2O6]4-、[Si4O10]4-、[AlSi3O8]1-,它们的晶体 结构类型分别为 组群状 , 链状 , 层状 ,和 架状 。
• MgO的分子量为(24.305 +15.999 )40.30, •阿佛加得罗常数是6.0238×1023, •每个MgO 分子的质量A为: 40.30/(6.0238×1023)。
MgO结构:z=4 • MgO的密度ρ
Z M a /3 N A 4 4 (0 0 ..3 4 0 2 4 /( 6 .1 0 0 2 7 )1 3 0 2 3 ) 3 .5 1 (g /c m 3 )
2019-上海交通大学材料科学基础pptppt课件-文档资料
——准确地记述了冶铜过程中颜色随炉温变化的规律。这种用
肉眼来观测的光测高温技术,只有在青铜技术相当成熟的情况下, 才有可能办到。
5/18/2019
11
铁器时代(Iron Age)
湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄
中国古代铁器的金相组织
5/18/2019
12
长征三号运载火箭在发射架上
5/18/2019
13
复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材 料组合而成。由一种连续相(基体相)和增强相复合而成,既能 保持原组成材料的重要特色,又通过复合效应使各组分的性能互 相补充,获得原组分不具备的许多优良性能。
5/18/2019
26
根据材料的性能分类
根据材料在外场作用下其性质或性能对外场的响 应不同,材料可分为结构材料和功能材料。
5/18/2019
14
2、材料的发展史,就是科学技术的发展史
中国的四大发明:纸、火药、指南针、活字印刷
表1 科学原理的发现时间与其产业化时间的对照
电机 真空管 无线电 X光 雷达 原子堆 半导体 激光
5/18/2019
原理 1821 1882 1887 1895 1935 1939 1948 1958
5/18/2019
8
石器时代( Stone Age):石斧、凿、刀、铲、箭头纺轮、钵等
5/18/2019
应力应变测试
应力应变测试什么是应力应变测试?应力应变测试是一种用于评估材料或结构在受到外部力作用下的性能和可靠性的方法。
通过施加不同的力或应变,并测量材料或结构的响应,可以获得有关其性能和行为的重要信息。
这些信息对于设计和优化材料和结构非常重要。
应力应变测试基于材料或结构在受到外部力作用下的弹性变形和塑性变形的原理。
通过施加一定大小的力或应变,可以观察材料或结构在不同载荷下的应力应变关系,从而确定其弹性模量、屈服强度、断裂强度等性能指标。
应力应变测试的方法1. 拉伸测试拉伸测试是最常用的应力应变测试方法之一。
它通过施加拉伸力来应用应变,测量材料在不同负荷下的应变和应力。
在拉伸测试中,逐渐增大载荷,直到材料发生断裂为止。
拉伸测试可以用于评估材料的强度、延伸性、断裂韧性等性能。
通过绘制应力应变曲线,可以确定材料的屈服点、最大应力点和断裂点。
2. 压缩测试压缩测试是将作用力施加在材料或结构上,使其在压缩方向上产生应变的测试方法。
通过测量材料在不同载荷下的应变和应力,可以评估材料的抗压强度和变形性能。
压缩测试常用于评估材料的稳定性和抗压性能。
通过绘制应力应变曲线,可以确定材料的屈服点和最大应力点。
3. 弯曲测试弯曲测试是将材料或结构放置在两个支撑点之间,施加弯曲力以产生应变的测试方法。
通过测量材料在不同载荷下的应变和应力,可以评估材料的强度、刚度和韧性。
弯曲测试常用于评估材料在受到弯曲力作用时的性能和可靠性。
通过绘制应力应变曲线,可以确定材料的弹性模量、屈服点和断裂点。
如何进行应力应变测试?进行应力应变测试需要准备以下设备和工具:1.电子拉伸试验机:用于施加拉伸力和测量应变和应力。
2.压缩试验机:用于施加压缩力和测量应变和应力。
3.弯曲试验机:用于施加弯曲力和测量应变和应力。
4.试样夹具:用于夹持和固定材料或结构。
5.应变计:用于测量材料的应变。
6.应力计:用于测量材料的应力。
进行应力应变测试的步骤如下:1.准备试样:根据实验要求制备符合标准尺寸的试样。
材料科学与工程学ppt课件
• 铸铁 — 球墨铸铁
•
蠕墨铸铁
•
特殊性能铸铁
•
.
(2) 有色金属
五大类
• 轻金属 (<4.5g/cm2)铝、镁、纳、钙
• 重金属 (>4.58/cm2) 铜、镍、铅、锌
• 贵金属
金、银、铂、铑
• 类金属(半)
硅、硒、绅、硼
• 稀有金属
钛、锂、钨、钼、镭
常用的稀有金属材料有:Al、Cu NhomakorabeaZn、 Sn、 Pb、 Mg、 Ni……
化学变化。 • 材料的特点往往是为获得产品,一般从材料到产品的
转变过程不发生化学变化。
• 3. 材料与物质(Materials and Matter) • 材料可由一种或多种物质组成。 • 同一物质由于制备方法或加工方法不同可以得到用途
各异、类型不同的材料。
.
• 1-1-2类别 classfication
a. 结构材料:如机床,建筑机械设备、工程交通工具; b. 导体材料,电线芯(铜) c. 工具
.
2 无机非金属材料 Inorganic nonmetals
(1) 分类(按成分,化学结构和用途分四大类)
• 混凝土(水泥)
• 玻璃
Glass
• 硅及耐火材料 Silane
• 陶瓷(器) Ceramics
• 材料可以根据化学组成、状态、作用和使用领域分类。
• • 化学组成分类
• components
金属材料 无机非金属材料
有机高分子材料
• • 状态分类
• state
•
•
•
作用分类
• function
气态 液态
单晶
固态 功能
materials science and engineering b 分区-概述说明以及解释
materials science and engineering b 分区-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍"Materials Science and Engineering B"这个学科的背景和重要性,以及本篇文章将要涉及的主题和研究内容。
引言1. 概述在当今科技不断发展的时代,材料科学与工程(Materials Science and Engineering,简称MSE)正日益成为一个极具挑战和前景的领域。
作为一门交叉学科,材料科学和工程不仅关注材料的性质、结构和性能,还关注材料制备、加工和应用等方面。
"MSE B"指的是专注于特定研究区域的期刊,即Materials Science and Engineering B。
它是一个专门出版材料科学与工程B类相关研究的期刊,发表了许多高质量的学术论文和研究成果。
本文旨在探讨"MSE B"分区对于材料科学与工程研究的意义和影响。
我们将对该分区的背景和相关资讯进行全面的分析,并重点关注其在学术界和工业领域中的广泛应用。
此外,本文还将深入探讨"MSE B"分区对于科研人员的影响和学术发展的趋势。
通过对相关文献和研究成果的分析和总结,我们将进一步了解"MSE B"分区对于材料科学与工程领域的推动作用和引领作用。
在接下来的章节中,我们将首先对"MSE B"分区的背景和定义进行介绍。
然后,我们将讨论"MSE B"分区的方法和标准,以及其与其他相关期刊和分区的比较。
接着,我们将深入探讨该分区在学术界和工业领域中的影响和应用。
最后,我们将总结本文的主要观点,并展望"MSE B"分区的未来发展趋势。
通过对"MSE B"分区的深入研究和分析,我们可以更好地了解这个领域的最新发展和趋势,促进科研人员之间的学术交流和合作,推动材料科学与工程的不断进步和创新。
材料科学与工程_专业英语_Unit_2_Classification_of_Materials译文
Solid materials have been conveniently grouped into three basic classifications: metals, ceramics, and polymers. This scheme is based primarily on chemical makeup and atomic structure, and most materials fall into one distinct grouping or another, although there are some intermediates. In addition, there are three other groups of important engineering materials—composites, semiconductors, and biomaterials.译文:固体材料被便利的分为三个基本的类型:金属,陶瓷和聚合物。
这个分类是首先基于化学组成和原子结构来分的,大多数材料落在明显的一个类别里面,尽管有许多中间品。
除此之外,有三类其他重要的工程材料-复合材料,半导体材料和生物材料。
Composites consist of combinations of two or more different materials, whereas semiconductors are utilized because of their unusual electrical characteristics; biomaterials are implanted into the human body. A brief explanation of the material types and representative characteristics is offered next.译文:复合材料由两种或者两种以上不同的材料组成,然而半导体由于它们非同寻常的电学性质而得到使用;生物材料被移植进入人类的身体中。
国外 材料科学 英文 书籍
国外材料科学英文书籍1. "Materials Science and Engineering: An Introduction" by William D. Callister, Jr. 这本书是材料科学与工程领域的经典教材,涵盖了材料的结构、性能、制备和应用等方面。
2. "Principles of Materials Science and Engineering" by Donald R. Askeland and Pradeep P. Phulé. 本书提供了材料科学的全面概述,包括晶体结构、热力学、相图、材料的力学行为等内容。
3. "Introduction to Materials Science for Engineers" by James F. Shackelford. 这本书是为工程师编写的材料科学入门教材,强调了材料的工程应用和设计。
4. "Materials Science and Technology" by R.W. Cahn and P. Haasen. 该书是材料科学领域的权威著作,涵盖了材料的结构、性能、制备和应用等方面,内容深入且广泛。
5. "Materials Characterization: Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods" by Michael F. Ashby and David R. H. Jones. 这本书介绍了材料表征的各种技术和方法,包括显微镜、光谱学和衍射技术等。
这些书籍都是材料科学领域的经典著作,可以帮助读者深入了解材料的结构、性能、制备和应用等方面的知识。
你可以根据自己的需求和兴趣选择适合的书籍进行阅读。
材料科学基础msea
材料科学基础
材料科学基础(MSE)是一门研究材料组成、结构、性质和应用的一门学科。
它涉及到材料的原子、分子结构和性质,以及它们如何影响材料的宏观性能和应用。
MSEA是Materials Science and Engineering: A的缩写,它是一本国际知名的材料科学与工程领域的学术期刊。
该期刊主要发表有关材料科学基础、材料制备、性能表征、微观结构分析以及各种材料(包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料等)在各个应用领域中的研究进展和创新成果。
《Materials Science and Engineering: A》是一个高质量的平台,吸引了全球科研人员提交关于材料合成、加工、物理性质、化学性质、力学性能、电学性能、热学性能及磁性等各种材料基本特性的原创研究论文和综述文章。
作为一本被广泛引用的期刊,MSEA对于推动材料科学研究的发展和技术进步起到了重要的作用,并且为材料科学家、工程师及相关领域的学者提供了宝贵的交流和学习资源。
在材料科学基础中,有许多领域和分支,例如固体物理学、化学、力学、光学等等。
这些领域都与材料科学有密切的联系,并相互影响和促进。
材料科学基础的研究范围非常广泛,包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料等各种材料的性质和应用。
它还涉及到材料的合成、加工、表征和性能优化等方面。
总的来说,材料科学基础是一门综合性很强的学科,需要具备广泛的知识和技能。
它对于材料科学和工程领域的发展和应用具有重要的作用和意义。
材料学基础-绪论
本课件全面系统地介绍了材料科学的基本问题, 以金属材料为主,分析金属材料的成分、组织结 构、加工工艺与性能之间的关系及其变化规律, 其主要内容包括:晶体结构、晶体缺陷、塑性变 形、相图、扩散、凝固以及回复再结晶等,着重 于基本概念和基本理论。在此基础上又介绍了陶 瓷材料、高分子材料以及复合材料,为学习和研 究各种材料提供了必要的基础知识。
《材料科学基础》 的地位
学习《材料科学基础》 的意义
《材料科学基础》 的基本概念
绪论
如何学好 《材料科学基础》
《材料科学基础》 的内容
《材料科学基础》的基本概念
材料是指人类社会能接受地,经济地 的制造有用物品的物质。
材料科学是研究材料的成分、组织结构、制备工艺、加工工艺、 材料的性能与材料应用之间的相互关系的科学。材料科学是当 代科学技术发展的基础、工业生产的支柱,是当今世界的带头 学科之一。纳米材料科学与技术是20世纪80年代发展起来的新 兴学科,成为21世纪新技术的主导中心。
实例
材料
强度范 围 MPa 比强度 MPa
压气机叶 压气机 飞机尾翼 硼纤维铝合
片
机匣
金板和管
铝合金
钛合金 碳纤维复合 硼纤维增强
材料
铝合金
150- 450
350- 1000-1200 1500(顺 1100 (顺纤维方向)纤维方向)
55-160 80- 625-750 570 245
美国待升空的航天飞机
材料科学 :是一门科学,它从事与材料本质的发现、 分析和了解方面的研究,其目的在于提供材料结构的统 一描绘或模型,以及解释这种结构与性能之间的关系。 它包括下面的三个环节,核心是结构和性能。
工艺
材料科学
性能
第4章晶体缺陷-位错3.15
根据原子的滑移方向和位错线取向的几何 特征,位错可分为:
刃位错 螺位错 混合位错
返回 15:07
GARREY
机电工程学院
4.0 概述
4.1 点缺陷
4.2 位错的 基本概念
4.3 位错的 能量及交互 作用
4.4晶体中 的界面
Foundation of Materials Science
二.位错类型
4.2 位错基本概念
的b矢量之和为零。
GARREY
机电工程学院
Foundation of Materials Science
柏氏矢量与位错线
1. 刃位错柏氏矢量⊥位错线,可以为任何形状;
2. 螺位错柏氏矢量∥位错线,只能为直线;
3. b∥t则为螺位错,同向为右螺,反向为左螺;b⊥t为刃位错; 任意角度φ为混合位错,刃位错分量:bsin φ,螺位错分量: bcosφ
4. 同一根位错线上各处柏氏矢量一定相同;
5. 位错线只能终止在晶界或表面,不能终止在晶体内部,在内 部只能形成封闭环或空间网络。(位错是滑移区的边界)
15:07
GARREY
机电工程学院
4.0 概述 4.1 点缺陷 4.2 位错的 基本概念 4.3 位错的 能量及交互 作用 4.4晶体中 的界面
返回 15:07
★1934年 Taylor在晶体中引入位错概念,将位错与 晶体结构、晶体的滑移联系起来解释了这种差异 。
★1939年 Burgers提出柏氏矢量b以表征位错的特征, 阐述了位错弹性应力场理论。
★1947年 Cottrell发表了溶质原子与位错间交互作用 的研究报告 。
返回 15:07
GARREY
机电工程学院
返回 15:07
材料科学基础PPT精品课件
材料科学基础
Foundations of Materials Science
绪 论
绪
教学目的与要求
论
1.掌握材料科学研究的内容及其要素之间的逻辑关系. 2.了解材料发展的现状与发展趋势. 3.了解本课程的主要内容和学习方法.
2015/11/23
材料科学与工程学院材料学教研室
2
绪 论
绪论部分主要介绍以下几个方面的内容:
绪 论
2015/11/23
材料科学与工程学院材料学教研室
9
绪 论 材料的历史:300,000 BC—3,500 BC
• 燧石:神奇的石头,这种容易制成工具 的石头,开始了制陶业的发展 (300000BC)。 • 天然金与铜被用作工具与武器,开始了 人类金属的使用(5500 BC) • 熔炼和锤击改变了铜的性能-材料开始发 展 (5000 BC)
绪 论
云纹铜禁:春秋中期,1978年河南淅川下寺出土。 高28.8厘米,器身长103厘米,宽46厘米,禁为 承置酒器的案,其器身以粗细不同的铜梗支撑多 层镂空云纹,十二只龙形异兽攀缘于禁的四周, 另十二只蹲于禁下为足。这是我国迄今发现用失 蜡法铸造的时代最早的铜器,其工艺精湛复杂, 莲鹤方壶:春秋,1923年河南 令人叹为观止。 新郑李家园出土。高117厘米, 2015/11/23 15 材料科学与工程学院材料学教研室 口长30.5厘米,口宽24.9厘米。
一. 什么是材料和材料科学基础?
二. 材料科学的地位和作用。
三. 材料的分类。
四. 为什么要学习《材料科学基础》?
五.《材料科学基础》课程的主要内容。
六.《材料科学基础》课程的特点、学习方法和安排。
2015/11/23 材料科学与工程学院材料学教研室 3
材料化学(第2版)作者曾兆华、杨建文编著第一章课件全
52
实践性:
生物医药领域生物相容性材料:例如设计特殊的金属合金和聚合物涂层,以保护人体组织不与人工骨头置换体或其他植入物相排斥;人造肾脏、血液氧合器、静脉过滤器以及诊断化验等;药物、蛋白质及基因的控制释放。
Chemicals:the utility lies primarily in their consumption.Materials: can be used repeatedly or continuously for an application that does not irreversibly convert them to something else.
Chapter1 Introduction
1.1 材料与化学
Materials and Chemistry
—— connected with function and, through that function, utilities.
11
Distinguish between
Chemicals and Materials
Chapter1 Introduction
12
Materials Science and Chemistry
Atomic-molecular level interaction
Macroscopic perspective
Chapter1 Introduction
13
材料的发展
美国海军用0.5马力陶瓷发动机
广州新电视塔摩天轮的16个“水晶”观光球舱,壳体采用新型高分子材料,晶莹剔透,能保证舱内游客对塔外景色一览无余。
美国最新型隐身战斗机F-22使用吸波材料和吸波涂层
材料科学经典著作选译系列
材料科学经典著作选译系列材料科学是一个跨学科的领域,涉及物理学、化学、工程学等多个学科的知识。
经典著作对于这一领域的发展起着举足轻重的作用,因此选译系列的出版对于推动材料科学的发展具有重要意义。
以下是一些经典著作选译系列的例子:1.《材料科学基础》(原著,Callister, William D. Jr. "Materials Science and Engineering: An Introduction")这本书是材料科学领域的经典教材,涵盖了材料的结构、性能、加工和应用等方面的知识,对于材料科学的初学者来说是一本很好的入门书。
选译系列可以将这本书翻译成不同语言,使更多的人能够接触到这一经典著作。
2.《固体物理学基础》(原著,Kittel, Charles. "Introduction to Solid State Physics")固体物理学是材料科学的重要分支,这本书系统地介绍了固体物理学的基本理论和方法,对于理解材料的结构和性能具有重要意义。
选译系列可以将这本书引入到不同国家和地区的教育体系中,促进固体物理学和材料科学领域的发展。
3.《材料的力学性能》(原著,Ashby, Michael F., and David R. H. Jones. "Engineering Materials 1: An Introduction to Properties, Applications and Design")这本书从工程的角度介绍了材料的力学性能,包括材料的强度、韧性、蠕变等方面的知识,对于工程师和材料科学家来说是一本重要的参考书。
选译系列可以将这本书的内容传播到全球范围内,促进不同国家和地区之间的学术交流和合作。
综上所述,经典著作选译系列在推动材料科学的发展、促进学术交流和合作方面具有重要作用,希望未来能够有更多这样的系列出版,让更多优秀的著作在全球范围内得到传播和应用。
《材料科学与工程基础》课程大纲
《材料科学与工程基础》课程大纲一、课程概述课程名称(中文):材料科学与工程基础(英文):Fundamentals of Materials Science and Engineering课程编号:14241009课程学分:3课程总学时:48课程性质:专业课二、课程内容简介《材料科学与工程基础》是一门以材料为研究对象的科学,其研究内容涉及高分子材料、无机非金属材料、复合材料等各种材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系,在材料科学与工程专业教学计划中是一门重要的专业基础课。
通过本课程的学习,使学生充分掌握材料科学的基础理论,深入理解材料的组成-结构-工艺-性能之间的关系。
为后继专业课程的学习打下良好的基础。
三、教学目标与要求通过本课程的教学,使学生获得材料科学与工程专业高等工程技术人才所必须掌握的材料科学的基本概念、基本理论和基本原理等知识,培养学生分析解决生产实际问题的能力,进行新材料、新工艺研究开发的初步能力,培养学生的专业素质、科学思维、创新精神要求通过本课程的教学,使学生掌握本课程中的基本概念、基本原理和相关的知识,了解用物理化学等基本原理阐明材料形成过程中的组成、结构、工艺与性能之间关系及相互联系,注重知识的连贯性和增强分析问题和解决问题的能力。
四、教学内容与学时安排第一章绪论(2学时)1. 教学目的与要求:了解本课程的学习内容、性质和作用。
2. 教学重点与难点:《材料科学基础》课程的性质、任务和内容,以及在材料科学与工程技术中的作用。
第二章材料结构基础(18学时)1. 教学目的与要求:掌握描述原子中电子的空间位置和能量的四个量子数、核外电子排布遵循的原则;元素性质、原子结构和该元素在周期表中的位置三者之间的关系;原子间结合键分类及其特点;正确理解并掌握高分子链的近程和远程结构。
掌握结晶的热力学、结构和能量条件;相律的应用、克劳修斯——克拉珀龙方程的应用;均匀形核的临界晶核半径和形核功的推导;润湿角的变化范围及其含义;液—固界面的分类及其热力学判据;晶体的生长方式及其对生长速率的关系;阿弗拉密方程的应用;液—固界面结构和液—固界面前沿液体的温度分布对晶体形态的影响;减小晶粒尺寸的方法;了解亚稳相出现的原因;高分子结晶与低分子结晶的相似性和差异性;2. 教学重点与难点:重点:(1)晶向、晶面的表示及其指数的计算;(2)面心立方、体心立方、密排六方晶体的主要参数和计算方法;(3)立方晶体的间隙;(4)点缺陷的主要类型,扩散激活能和FICK第一定律;(5)四种转变类型及特点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Figure 7.16
Polyethylene-folded chain Figure 7.17
10-14 After F. Rodriguez, “priciples of Polymer Systems,” 2nd ed., McGraw-Hill, 1982,p.42 After R. L. Boysen, Olefin Polymers, in “Encyclopedia of Chemical Technology,” vol. 16, Wiley, 1981, p.405.
Figure 7.12
10-12 After W. E. Driver, “Plastics Chemistry and Technology,” Van Nostrand Reinhold, 1979, p.19
Solidification of Thermoplastics.
• There is no sudden change in specific volume on cooling in noncrystalline thermoplastics.
• Solution polymerization: Monomer dissolved in non-reactive solvent and catalyst. • Suspension polymerization: monomer and catalyst suspended in water. • Emulsion polymerization: Monomer and catalyst suspended in water along with emulsifier.
• Chains are randomly entangled.
Figure 7.4
• Entanglement increases tensile strength. • Branching decreases tensile strength.
Figure 7.5
10-8
Vinyl and Vinylidene Polymers
Raw Materials:
Natural gas, Petroleum and coal
Granules, pellets, Polymerization powders or liquids.
•Bulk polymerization : Monomer and activator mixed in a reactor and heated and cooled as desired
10-10
➢ Random copolymers: Different monomers randomly
arranged in chains. Eg:- ABBABABBAAAAABA
➢ Alternating copolymers: Definite ordered alterations of
Tg = glass transition temperature.
Glass brittle
below Tg abov polyethylene is –1100C For PVC it is 820C
Figure 7.14
• In crystalline thermoplastics, sudden decrease in specific volume occurs due to more efficient packing of polymer chains.
Stereoisomerism in Thermoplastics
• Stereoisomer:- Same chemical composition but different structural arrangements.
➢ Atactic stereoisomer:- Pendent methyl group of polypropylene is randomly arranged on either side of main carbon chain.
M m = average molecular weight of thermoplastics.
Mi = Mean molecular weight of each molecular range selected.
fi = Weight fraction of the material having Molecular weights of a selected molecular
nm wandering successively through a series of disordered and ordered region. • Folded chain model: sections of molecular chains folding on themselves.
• Good insulation. • Light weight. • Noise Reduction.
Remote Control
10-3
Wafer bands Figure 7.1
Air intake manifold
Polymerization
• Chain growth polymerization: Small molecules covalently bond to form long chains (monomers) which in turn bond to form polymers.
10-4
Chain Polymerization - Steps
• Initiation:
➢ A Radical is needed. ➢ Example H2O2
In General
• One of free radicals react with ethylene molecule to form new longer chain free radical.
10-13
Structure of Partly Crystalline Thermoplastics
• Longest dimension of crystalline region is 5-50 nm. • Fringed micelle model: Long polymer chains of 5000
• Energy of system is lowered by polymerization. • Termination:-
➢ By addition of termination free radical. ➢ Combining of two chains ➢ Impurities.
R(CH2 CH2)m + R’(CH2 CH2)n R(CH2 CH2)m R (CH2 CH2)n R’
10-5
Chain Polymerization – Steps (cont..)
• Propagation: Process of extending polymer chain by addition of monomers.
R CH2 CH2 + CH2 CH2 R CH2 CH2 CH2 CH2
10-2
Thermosetting Plastics
Cannot be reformed by reheating.
Set by chemical reaction.
Plastics - Advantages
• Wide range of properties.
• Minimum finishing. • Minimum lubrication.
Figure 7.7 10-9
Homopolymer and Copolymers
• Homopolymers: Polymer chain is made up of single repeating units.
Example: AAAAAAAA
• Copolymers: Polymer chains made up of two or more repeating units.
monomers. Eg:- ABABABABABAB
➢ Block copolymers: Different monomers arranged in long
blocks. Eg:- AAAAA…….BBBBBBBB……
➢ Graft copolymers: One type of monomer grafted to long chain
CHAPTER
10
Polymeric Materials
10-1
Introduction to Polymers
• Polymers
many parts Polymers
Plastics
Elastomers
Thermoplastics
Can be reheated and
formed into new materials
Coupling of two chains
10-6
Average Molecular Weight
• Average molecular weight determined by special physical and chemical techniques.
Mm
fiMi fi
• Example:
Figure 7.10
• Network polymerization:
Chemical reaction takes
place in more than two
reaction sites
(3D network).
Figure 7.11
10-11