材料科学导论、类型和结构
大一材料导论知识点总结
大一材料导论知识点总结材料导论是大一学生学习工程材料科学与工程必修课程的第一个核心科目。
在学习过程中，我们掌握了许多重要的知识点，下面将对这些知识点进行总结。
1. 材料的组成和结构材料的组成是指材料所包含的化学元素的种类和相对含量。
而材料的结构则指材料中原子、离子或分子的排列方式。
了解材料的组成和结构有助于我们深入了解材料的性质和功能。
2. 材料的物理性质材料的物理性质包括密度、热膨胀系数、导热性、电导率等。
了解材料的物理性质可以帮助我们选择适合特定应用的材料。
3. 材料的力学性能材料的力学性能是指在外力作用下材料的变形和破坏行为，包括弹性模量、屈服强度、延伸率等。
熟悉材料的力学性能有助于我们设计和优化使用合适材料的结构。
热处理是改变材料组织和性能的一种方法，包括退火、淬火、时效等。
掌握热处理技术可以提高材料的力学性能和耐腐蚀性。
5. 材料的腐蚀与防护材料的腐蚀是指材料在特定环境条件下发生的不可逆的化学、电化学变化。
了解材料的腐蚀行为有助于选择合适的材料和防护措施，延长材料的使用寿命。
6. 材料的结构性能关系材料的结构和性能密切相关，不同结构的材料表现出不同的性能。
研究材料的结构性能关系可以帮助我们设计新型材料，并预测材料在特定应用中的性能。
7. 材料的晶体结构晶体结构是材料中晶粒的排列方式和相互关系。
了解材料的晶体结构有助于我们理解材料的各种性能，例如光学性能、磁性能等。
相图是描述材料在不同温度和成分条件下的相变规律的图表。
研究材料的相图可以为我们合理选择材料和优化材料的加工工艺提供依据。
9. 材料的复合材料复合材料由两种或两种以上的材料组合而成，具有较好的综合性能。
了解复合材料的制备和性能有助于我们应用于各种领域。
10. 材料的可持续发展在材料的选择和利用中，应注重材料的可持续发展性能，包括资源可再生性、环境友好性等。
关注材料的可持续发展可以减少对环境的影响，推动可持续发展。
以上是大一材料导论的一些重要知识点的总结，通过学习和掌握这些知识点，我们能够更好地理解材料科学与工程，并在实践中更好地应用这些知识，为我国材料科学技术的发展做出贡献。
材料科学与工程主修课程
材料科学与工程主修课程
材料科学与工程是一门综合性学科，涉及到物质的结构、性能及其制备、加工等方面。
以下是主修课程列表以及简要介绍。
1. 材料科学导论：介绍材料科学与工程的基本概念、研究内容、研究方法和应用领域。
2. 材料物理化学：介绍材料的物理与化学性质，如红外光谱、热力学性质、表面化学性质等。
3. 材料表征与测试技术：学习各种材料性能测试方法的基本原理和操作技巧，如扫描电镜、原子力显微镜等。
4. 材料结构与性能：介绍材料的晶体结构、晶格缺陷、相变行为等基本概念，并探讨材料结构与性能之间的关系。
5. 材料制备技术：学习材料的制备方法和工艺流程，如冶金、陶瓷、高分子、纳米等材料制备技术。
6. 现代材料加工技术：介绍材料加工的基本原理、方法和技术，包括锻造、热处理、焊接、铸造等现代加工技术。
7. 资源材料研究与开发：学习资源型材料，如矿产资源、植物资源、动物资源等的开发和利用。
8. 工程材料的性能与使用：学习工程材料的力学性能、耐热性能、耐蚀性能、耐磨性能等方面的性能特点，以及工程材料的选型和应用。
通过以上主修课程的学习，能够掌握材料科学的基本理论、测试技术和制备技术。
同时也能够了解不同材料的特性和应用范围，以及实际工程中的应用情况。
材料导论总结
第一章材料是宇宙间可用于制造有用物品的物质，是人类赖以生存的物质基础材料是人类文明的里程碑。
历史学家往往把制造工具的原材料作为社会发展的标志。
石器陶瓷青铜铁水泥钢硅高分子材料复合材料信息功能工程结构能源纳米生物智能化生态新材料技术是工业革命和产业发展的先导材料的发展史就是科学技术的发展史材料的可持续发展战略与生态环境材料材料按物理、化学性质分：金属无机非金属有机高分子复合材料科学与工程（MSE）材料成分-结构-合成与加工-性能-使用效能第二章材料性能：工艺性能是指制造工艺过程种材料适应加工的性能。
使用性能是指材料制成零件或产品后，在使用过程中能适应或抵抗外界对它的力、化学、电池、温度等作用而必须具有的能力。
载荷类型：静载荷、动载荷、变载荷载荷F（力）伸长量ΔL拉伸曲线应力σ应变ε应力-应变曲线名义工程试样能恢复到原状称为弹性形变卸去载荷后，试样不能恢复到原状，即有残余形变试样产生永久残余形变而不断裂的变形为塑性形变弹性极限：材料产生完全弹性形变时所承受的最大应力值弹性模量：金属材料在弹性状态下的应力与应变比值 E=σ/ε Mpa塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形的能力断后伸长率：试样拉断后标距的伸长与原始标距之比δ=（L1-L0）/L0 mm断面收缩率：试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比ψ=(S0-S1)/S0 mm2屈服强度：载荷不增加而材料还继续伸长的现象为屈服，材料开始屈服时对应的应力σs 抗拉强度：材料在试样拉断前所承受的最大应力σb硬度是衡量金属材料软硬程度的指标布氏硬度HB（S，W）：试应力F 直径D淬火钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间后卸除试应力，测量压痕直径d，计算出压痕球缺表面积S所承受的平均应力值洛氏硬度HR：工厂中应用最广泛的测试方法。
锥顶角为120的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球为压头，在规定载荷作用下压入被测金属表面，测定压痕深度疲劳极限：循环应力应变局部永久性累积损伤突然发生完全断裂蠕变：金属材料在较高温度和应力作用下产生缓慢塑性形变蠕变极限：在T下和规定试验时间t内，使试样产生一定蠕变伸长量的应力冲击吸收功最常用冲击试验方法：摆锤式一次性冲击试验摩擦：两个相互接触的物体或物体与介质间相对运动时出现的阻碍作用磨损：由于摩擦而导致材料表面逐渐损失以致表面损伤的现象电阻率:阻碍电流流动的度量数值上等于单位长度和单位面积的导电体电阻值只与材料性质有关Ωm电导率:电阻率倒数σ=S/m 其值越大，材料导电性能越好超导电性：一定的低温条件下材料突然失去电阻的现象性能指标：临界转变温度Tc 临界磁场Hc 临界电流密度Jc影响材料导电性的因素温度化学成分晶体结构杂质金属电阻率随温度升高而增大锑铋镓反例冷塑性变形是金属电阻率增大合金化对导电性有显著影响磁化：材料中磁矩排列时取向趋于一致而呈现出一定的磁性磁化率：M/H=χ磁导率：B/H=μ抗磁性：材料被磁化后，磁化矢量与外加磁场方向相反顺磁性：………相同磁化曲线：磁感应强度或磁化强度与外加磁场强度的关系曲线磁滞回线：磁化一周得到一个闭合回线磁滞效应：磁感应强度的变化总落后与磁场强度的变化磁滞损耗：回线所包围的面积相当于磁化一周所产生的能量损耗软磁回线：瘦小高磁导率高饱和磁感强度较小矫顽力小磁滞损失硬磁回线：肥大较大矫顽力和剩磁硬磁由称永磁材料热容:在没有相变和化学反应下，材料温度升高1K时所吸收的热量J/K比（质量）热容：单位质量材料的热容J/(kgK) 摩尔热容J/(molK)热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象线膨胀系数：α温度上升1K，单位长度的伸长量，单位K-1 随温度升高而加大热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量就会从热端自动地传向冷端热导率：一定温度梯度下，单位时间通过单位垂直面积的热量J/(mKs)腐蚀是物质的表面因发生化学或电化学反应而受到破坏的现象材料的腐蚀是一种自发进行的过程，是物质由高能态向低能态的转变形式化学腐蚀：金属表面与非电解质直接发生化学反应而引起的破坏电化学腐蚀：金属表面与电解质溶液发生电化学反应引起的破坏老化：外观变化物理性能变化力学性能变化第三章材料结构组成材料原子（或离子，分子）的结构组成材料原子（或离子、分子）间的结合金属离子共价分子组成材料原子（或离子、分子）的排列晶体非晶体混合材料结构内存在缺陷面缺陷线缺陷点缺陷质子数Z决定元素本性核内质子和中子总数决定原子量原子直径埃A为单位A=10-10m 量子力学：微观粒子的波粒两象性海森堡测不准原理薛定谔方程根据结合键的不同状态，可把凝聚态分成五大类：液体液晶橡胶态玻璃态晶态结合键：原子间吸引力和排斥力合力结果离子键：正离子和负离子由于静电引力相互吸引，当它们充分接近时会产生排斥，引力，斥力相等即形成稳定的离子键。
材料科学与工程导论及总结
材料科学与工程导论及总结内容：学习材料学的基本知识；主要涉及到各种材料的组成、结构、性能、应用以及它们之间的关系。
目的：材料类专业的入门课及专业基础课之一。
了解材料的基本知识，逐步扩大材料的专业知识面，培养分析和解决有关材料问题的初步能力。
1、材料的定义与分类材料是人类用来制造有用的构件、器件或物品的物质。
材料与物质的区别：①对材料而言，可采用“好”或“不好”等字眼加以评价，对物质则不能这样；②材料总是和一定的用途相的；③材料可由一种物质或若干种物质构成；④同一种物质，由于制备方法或加工方法的不同，可成为用途各异的不同类型的材料。
按化学组成和结构特点：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料按材料性能：结构材料、功能材料按使用领域：建筑材料、电子材料、耐火材料、医用材料……2、材料的地位和作用材料是人类社会发展的基础和先导，是人类社会进步的里程碑和划时代的标志。
材料、能源、信息被称为人类社会的“三大支柱”。
纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要新材料的发现和应用，都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。
材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大变革，甚至引起一次世界性的技术革命，大大地加速社会发展的进程，从而把人类物质文明推向前进。
人类文明的发展史就是材料的发展史材料的发展史就是人类文明的发展史石器时代、青铜器时代、铁器时代、• • •、半导体时代新材料是高技术发展的基础，是工业革命和产业发展的先导3、材料的性质材料性质：是材料的功能特性和效应的描述，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
材料性质描述：力学性质：强度、硬度、刚度、塑性、韧性材料在力的作用下所表现出的特性即为材料的力学性质。
（1）弹性模量弹性模量是指材料在弹性极限范围内，应力与应变（即与应力相对应的单位变形量）的比值，用E表示，即：（2）强度在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
(有多种强度类型）材料在外力作用下发生塑性变形的最小应力叫屈服强度，用σs表示。
材料科学导论
第1 章原子结构与键合决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原子结构，原子间的相互作用、相互结合，原子或分子在空间的排列分布和运动规律，原子集合体的形貌特征等。
物质是由原子组成的，而原子是由位于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。
原子结构中的电子结构——决定了原子键合的本身。
1.1 原子结构1.1.1 物质的组成一切物质是由无数微粒按一定的方式聚集而成的。
这些微粒可能是分子、原子或离子。
分子是能单独存在、且保持物质化学特性的一种微粒。
分子的体积很小，如H2O分子的直径约为0.2 nm。
而分子的质量则有大有小：H2分子是分子世界中最小的，它的相对分子质量只有2，而天然高分子化合物——蛋白质可高达几百万。
分子是由一些更小的微粒——原子所组成的。
在化学变化中，分子可以再分成原子，而原子却不能再分，原子是化学变化中的最小微粒。
量子力学中，原子并不是物质的最小微粒。
它具有复杂结构。
原子结构直接影响原子间的结合方式。
1.1.2 原子的结构原子由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成。
原子的体积很小，原子直径约为10–10 m 数量级，原子核直径为10–15 m 数量级。
原子的质量主要在原子核内。
每个质子和中子的质量大致为1.67×10–24 g，电子的质量约为9.11×10–28 g，为质子的1/1836。
原子呈电中性。
原子核带正电（质子带正电，中子不带电），电子带负电（1.6022×10–19 C），电子和质子数目相等。
原子核与电子的结合力为静电力。
1.1.3 原子的电子结构电子云：电子在原子核外空间作高速旋转运动，就好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围。
电子既具有粒子性又具有波动性，即具有波粒二象性。
电子运动没有固定的轨道，但可根据电子的能量高低，用统计方法判断其在核外空间某一区域内出现的几率的大小。
能量低的，通常在离核近的区域（壳层）运动；能量高的，通常在离核远的区域运动。
材料科学与工程学导论—第三章—结构材料
结构材料
不锈钢中合金元素的作用
钢铁材料
合金钢
4。加入合金元素Mo、Cu等：提高钢在非氧化性酸中的 耐腐蚀能力。 5。加入合金元素Ti、Nb等：能优先同C形成稳定的碳化 物，使Cr保留在基体中，避免晶界贫Cr，提高钢的耐腐 蚀性。
6。加入合金元素Mn、N等：部分替代Ni以获得奥氏体
组织，并能提高铬不锈钢在有机酸中的耐腐蚀性。
将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（随 炉冷却），以获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。
结构材料
碳钢的常规热处理
温
钢铁材料
碳钢
正火
将钢件加热到AC3 和Acm以上30－50 度，保持适当时间 正火 淬火 后，在空气中冷却， 得到珠光体类组织的 热处理工艺。
度
时
间
在奥氏体状态下，空气或保护气体冷却获得珠光体均匀组 织，提高强度，改善韧性。
铝及铝合金
时效强化
l Cu在Al中的固溶度随温
α
400
温度/℃
200
5.7 α＋θ（Al2Cu） GP区固溶线
度降低而降低。500℃时 将有4％的Cu固溶在Al
中，将含4％的Al冷却到
室温，绝大部分的Cu将 以GP区和过渡相等形式
4 6
2
Cu/%
析出。
结构材料
合金元素的作用
温 度
有色金属材料
铝及铝合金
结构材料
牌号及用途
钢铁材料
碳钢
铸 钢
铸钢牌号是在数字前冠以ZG，数字代表钢中平均质量
分数（以万分数表示）。如ZG25，表示含C：0.25%。
主要用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的
零件，如齿轮、联轴器等。
大一材料导论知识点
大一材料导论知识点材料导论是一门介绍材料科学与工程的基础课程，旨在让学生对不同类型的材料及其特性有一个整体的了解。
本文将针对大一材料导论中的几个重要知识点进行介绍，帮助学生更好地理解和学习这门课程。
一、材料的分类与常用材料1. 材料的分类：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料等。
2. 常用金属材料：铁、铜、铝、钢等。
常用无机非金属材料：陶瓷、玻璃等。
常用有机材料：塑料、橡胶等。
常用复合材料：纤维增强复合材料、层层复合材料等。
二、常见材料性能与表征方法1. 机械性能：强度、硬度、韧性等。
常用的测试方法有拉伸试验、硬度测试等。
2. 热性能：熔点、热膨胀系数等。
常用的测试方法有差热分析法、热膨胀试验等。
3. 电磁性能：电导率、磁性等。
常用的测试方法有电导率测量、磁性测试等。
4. 光学性能：透光性、折射率等。
常用的测试方法有透光率测量、折射率测试等。
5. 化学性能：腐蚀性、稳定性等。
常用的测试方法有腐蚀试验、稳定性测试等。
三、材料的结构与组织1. 金属材料的结构与组织：晶格结构、晶体缺陷、晶体生长等。
2. 陶瓷材料的结构与组织：晶体结构、非晶态、多孔结构等。
3. 高分子材料的结构与组织：线性结构、支化结构、交联结构等。
4. 复合材料的结构与组织：纤维增强剂、基体材料、界面结构等。
四、材料加工与制备方法1. 金属材料的加工与制备方法：熔铸、轧制、锻造等。
2. 陶瓷材料的加工与制备方法：烧结、热压等。
3. 高分子材料的加工与制备方法：模塑、挤出等。
4. 复合材料的加工与制备方法：层层堆叠、纤维增强等。
五、材料应用领域1. 金属材料的应用领域：机械制造、建筑结构等。
2. 陶瓷材料的应用领域：陶瓷器皿、电子元器件等。
3. 高分子材料的应用领域：塑料制品、橡胶制品等。
4. 复合材料的应用领域：航空航天、汽车制造等。
总结：材料导论是大一学生必修的基础课程，通过学习这门课程，学生将对各种类型的材料有一个整体的了解和认识。
材料科学与工程导论
无机非金属材料的磁学性能
磁性无机材料一般是含铁及其它元素的复合氧化物，通常称为铁氧体 亚铁磁性
高分子材料的磁学性能 1、大多数体系为抗磁性材料 2、顺磁性仅存在于两类有机物 含有过渡金属 含有属于定域态或较少离域的未成对电子 （不饱和键、自由基等）
材料科学与工程的内涵
组成要素： 成分 结构 合成加工 使用效能
是各学科综合发展的必然结果
固体物理、无机有机化学、物理化学
物质结构 和性质
冶金学、金属学陶瓷学、高分子学
材料的制备 结构与性能
金属材料、高分子材料与陶瓷材料之间的共性规律
材 料 科 学
材料性质：是功能特性和效用的描述符，是材料 对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
韧性表征和意义
断裂韧性：抵抗裂纹失稳扩展而断裂的能力。 断裂：裂纹产生，扩展超过临界尺寸，失稳快速扩展断裂。
KI 应力场强因子 KIC 临界应力场强因子 裂纹扩展的临界状态对应的场强因子，代表材料的断裂韧性。
KI 应力场强因子 外加应力
决定电导率的基本参数 parameters 载流子类型 charge carrier—— 电子、空穴、正离子、负离子 载流子数 charge carrier density----n, 个/m3 载流子迁移率 electron mobility
导电聚合物的应用
理想情况下，导电聚合物具有金属导电性，且重量轻、易加工、材料来源广等特点 。 用作电极、电磁波屏蔽、抗静电材料等 半导体器件和发光器件方面得应用 聚合物电池、电致变色显示器、 电化学传感器、场效应管、 聚合物发光二极管（LED）
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材料导论第十章 材料科学与工程的四个基本要素
电负性与元素周期表
电负性与键性的关系
• 电负性小的原子结合形成金属键； • 电负性大的原子结合形成共价键； • 电负性相差大的原子结合形成离子键； • 电负性相差小的原子结合形成共价键和离子键的
混合键。
2.2.2 材料中的化学键
• 金属键－金属离子与自由电子相互吸引所形成的结合力 特征： 1. 电子属于所有原子，可在晶格之间自由活动 2. 无方向性和饱和性 3. 强度高(稍低于共价键或离子键，25-200 kcal/mol) 4. 在低电负性的原子之间形成
还结合N、S、P、Cl、F、Si等 聚合度300－2500，分子量2－16万
材料的相组成
• 金属：单相材料
• 普通陶瓷：晶相＋玻璃相＋气孔 多相材料。
• 水泥：C2S、C3S、C3A、C4AF • 玻璃：单相材料
多相材料。
• 高分子：单相材料
• 复合材料：多相材料
2.2 材料的结构
• 材料的结构是指材料的组元及其排列和运动方式。 包含形貌、化学成分、相组成、晶体结构和缺陷、 官能团结构等内涵。
• 已知矿物约有2000－3000种，最常见的有100多 种。
• 金属、玻璃、陶瓷、高分子材料的原料大多数来自 矿物。 在118种元素中，惰性元素7种 非金属元素 17 种 金属元素 94 种
地壳中的矿物组成：
单质矿物：90多种，占地壳总重的0.1％。Cu、Ag 、Au、 Pt、Bi、Sb、C、S
材料原子间结合能与热膨胀系数之间的关系
• 材料的热膨胀系数（CTE）定义为 =(1/L)(dL/dT), 即材料在给定方向上的尺度L 随温度T 的升高而增加，其反映了材料尺寸随温度的变化。该宏观性质也与材料原 子间的键强有关。
• 材料中原子间结合能和原子间距的曲线形状反映了化学键的强度，进而反映了材料 热膨胀系数的大小。曲线越陡峭，最小值越低，其线性热膨胀系数越小。
《材料科学导论》考试复习.doc
《材料科学导论》考试复习1材料按结构分类可分为：晶体、准晶体、非晶体、胶体2材料按化学组成可分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。
3晶体的基本性质有：①对称性，②均一性，③各向异性，④自限性，⑤最小内能性、⑥稳定性。
4化学键与结构类型可分为：①金属键，②离子键，③原子键，④共价键，⑤ 氢键及其晶格，⑥过渡型键及晶格，⑦单键与多键型的晶格。
5按对称规律晶体可分为：①3个晶族，②7个晶系，③32对称型（点群）。
晶系分别是：①单斜，②三斜，③斜方，④三方，⑤四方，⑥六方，⑦等轴晶系。
6晶体具有格子构造，格子有4种类型它们是：原始格子（P）、底心格子（C、A、B）、面心格子（F）、体心格子（I）7格子的选择要求%1平行六面体应包括空间格子的全部对称②平行六面体中相等棱和角的数目尽可能多③平行六面体中棱之间存在直角时，直角数要力求最多④在上要求条件下，平行六面体的体积最小。
8晶体空间对称中共有230个空间群，空间群包括：格子类型+空间对称的国际符号9化学键与结构类型包括：①离子键及离子晶格。
②共价键及原子晶格。
③金属键及金属晶格。
④分子键及分子晶格。
⑤氢键及其晶格。
⑥过渡型键及晶格。
⑦单键与多键型的晶格。
10人眼的分辩率是（0. 1mm）,光学显微镜的分辩率是（ 200nm）,扫描电子显微镜的分辩率是（2nm ）,透射电子显微镜的分辩率是（0. 1-0. 05nm ）o11X射线分析方法有①粉晶X射线照相法（晶体物相分析）②粉晶X射线衍射分析（晶体物相分析）③单晶X射线照相法（晶体结构分析）④四圆单晶X射线衍射分析（晶体结构分析）12在晶体对称规律中：低级晶族，无高次轴；中级晶族，只有一个高次轴；高级晶族，有多个高次轴13晶体常数对应关系为：三斜晶系aHbHc, a h (3 H Y H 9 0单斜晶系a工b工c,a = Y = 90° P >90°斜方晶系aHbHc, a = [3 = 丫 = 9 0四方晶系 a = a = B = 丫 = 9 0_三方晶系 a =bHc，a = |3 =90°Y = 120°k方晶系 a = b 工c，a = P = 90°Y =120°等轴晶系 a = b = c, a = p = 丫 = 9 014电子显微镜与光学显微镜对比①照射束★电子显微镜电子束☆光学显微镜光束②媒质★电子显微镜真空☆光学显微镜大气③透镜★电子显微镜电子透镜（电磁透镜）☆光学显微镜光学玻璃透镜④分辨率★电子显微镜透射电镜为0. 14nm,扫描电镜为6nm☆光学显微镜可见光区为200nm,紫外光区为lOOnm %1放大倍数★电子显微镜☆光学显微镜1 0-2000倍，更换透镜调节%1景深★电子显微镜在1000倍时，景深约为☆光学显微镜在1000倍时，景深约为⑦聚焦原理★电子显微镜☆光学显微镜电子聚焦机械聚焦%1图像特点★电子显微镜像子☆光学显微镜%1主要图像黑白反差的电子图像，高分辨率像及衍射图像、格子产生七色光的颜色及干涉颜色★电子显微镜：透射电子像，二次电子像，背散射电子，吸收电子像，X射线面扫描像,X射线扫描像☆光学显微镜：光学透射像，反射像及其他干涉像，光的吸收、反射、透过形成光学图⑩主要附件★电子显微镜：⑴电子衍射装置，⑵特征X射线波谱仪，⑶特征X射线能谱仪，⑷电子能量损失谱仪，⑸俄歇电子谱仪，⑹阴极发光装⑺电子通道花样附件，⑻微粒分析仪，⑼热台，冷台，（10）拉伸、旋钮、压缩，（11）电动势放大器，等等☆光学显微镜：⑴带偏光、反光附件，⑵锥光附件，⑶费氏台及旋转针，⑷热台及冷台，⑸油浸法应用，等等15电子探针分析与化学分析对比化学分析一般只适于分析固态样品对样品要求量极少，可以少到10-l0g微区成分分析，分析体积可在几个M m3范围内，薄晶体能谱分析小到10 rm?以内不损坏样品微区成分与区形貌综合分析分析速度快成分分析的针对性强，除掉了各种杂质成分影响有多种分析功能，可进行元素面分析、线分析、点分析以及背散电子成分像观察样品挑选制备简单元素分析范围：波谱仪B-U能谱仪Na-U元索价态一般不能分析一般不能分析H.H2O.OH.Li 等，Be、C、N、O 一些轻元素分析也困难岩石、矿石、化探样全分析时需制成均匀玻璃样品，再作探针分析；制样困难，有的误差较大成分分析灵敏度为IO'4可对气、液、固态物质进行分析样品fit—般为数百毫克对成千上万个赖粒加工研磨，分析样体积很大坏样品不能综合形貌分析分析时间长数百毫克由无数个颗粒集合，它的平均成分缺乏针对性没有这种功能样品分选、制备极麻烦费劲可以分析所有常见有元索可以进行元索价态分析可以进行H、H2O、OH、Li、Be的分析岩石、矿石、土壤、地化等样全分析方便化学分析灵敏度高16透射电子显微分析与X射线分析的特点对比透射电子显微分析已广泛应用于微晶体和超微晶体结构分析，有着许多优点，是微区研究的重要方法。
材料科学的结构和性能
材料科学的结构和性能材料科学是研究材料的结构和性能的学科，它涉及物理、化学、数学、工程学等多个学科领域。
在材料科学中，材料的结构和性能是两个最基本的方面。
结构是指材料内部的组成和排列方式，而性能则是指材料在不同情况下的响应和行为。
结构和性能是密不可分的，一个材料的性能往往取决于它的结构。
材料科学中有一些基本的材料结构，它们是由原子或分子组成的，包括晶体、非晶体和多晶体等。
晶体是由规则的、有序的原子或分子组成的材料结构。
这种结构具有高度的对称性和长程有序性，通常表现出高度的力学、热学和电学性质。
非晶体是由无规则的、非周期的原子或分子组成的材料结构。
这类结构通常表现出像玻璃一样的性质，因为它们缺乏长程有序性。
多晶体是由有规则、有序的结构组成的材料，但它们的长程有序性比晶体弱。
这种结构具有两种不同方向的排列方式，使得它们能够适应多种各不相同的条件。
材料的性能通常分为两类：物理性质和化学性质。
材料的物理性质包括磁性、电性、热性、力学性质等，这些性质取决于材料的结构。
例如，金属具有良好的电导率和热导率，因为它们的晶体结构使得电子能够在晶体中自由流动。
另一方面，陶瓷通常具有高硬度和高耐热性，因为它们的晶体结构使得原子之间有更强的相互作用。
材料的化学性质描述材料在不同环境中的响应和反应。
例如，钢在氧气和水中都会腐蚀，而不锈钢则可以抵抗腐蚀。
材料科学中的一个重要的概念是材料的结构-性能关系。
这是指材料的结构与其性能之间的关系。
当人们了解结构-性能关系时，就能够预测材料在不同情况下的行为，并为材料设计和改进提供指导。
例如，当研究聚合物材料时，人们可以调整材料的结构来改变其力学性质。
通过改变聚合物的分子量、交联度和分子结构等参数，就可以改变聚合物的强度、硬度、弹性等性质。
材料的结构和性能还受到制备和加工过程的影响。
例如，通过冶金方法可以改变金属的结构，从而改变其物理性质。
烧结可以改变陶瓷的结构，从而改变其力学性质。
大一材料科学导论知识点
大一材料科学导论知识点材料科学导论是材料科学与工程专业的基础课程之一，它主要介绍了材料科学的基本概念、发展历程以及相关的核心知识点和理论基础。
本文将围绕大一材料科学导论的知识点展开论述，帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
一、材料的基本概念在学习材料科学导论之前，首先要了解材料的基本概念。
材料是人类用来满足需求的物质实体，可以分为金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。
材料的性能取决于其组成成分、结构以及制备工艺。
二、材料的分类和性能1.材料的分类材料可以按照其成分和结构进行分类。
按成分可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等；按结构可分为晶体材料、非晶材料和纳米材料等。
2.材料的性能材料的性能是指材料在特定条件下表现出来的特征和行为。
常见的材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等。
三、材料性能与结构的关系1.影响材料性能的因素材料的性能与其结构密切相关。
材料的微观结构可以通过原子、微观晶体结构来描述，而宏观结构指的是材料在大尺度上的形态和组织结构。
不同的结构会对材料的性能产生不同的影响。
2.结构与性能的关系结构与性能的关系是材料科学研究的重要内容。
例如，晶体结构的不同会导致材料的力学性能有所差异，非晶态结构则决定了材料的导热性能。
了解结构与性能的关系有助于我们设计和选择适用于特定应用的材料。
四、材料的制备和加工1.材料的制备方法材料的制备方法多种多样，包括传统的熔炼、冶金、陶瓷制备，以及近年来发展起来的各种先进制备技术，如纳米材料的制备、薄膜的制备等。
2.材料的加工方法材料的加工是将原始材料进行成型、改变形状的过程。
常见的加工方法有锻造、铸造、焊接、涂覆、切削等。
不同的材料对应不同的加工方法，选择合适的加工方法可以提高材料的性能和使用价值。
五、材料的性能测试和评价为了评估材料的性能是否满足使用要求，需要进行性能测试和评价。
常用的材料测试方法包括力学测试、热学测试、电学测试和光学测试等。
材料科学与工程导论
材料科学与工程导论一、材料的定义与分类材料是人类用于制造机器、构件和产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础新材料，主要是指那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。
为了规范新材料的含义，一般把具备以下三个条件之一的材料称为新(1.新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优良性能的材料。
如：C60 2.高技术发展需要，具有特殊性能的材料。
如：形状记忆合金 3.由于采用新技术（工艺、装备）明显提高了性能，或者出现了新的功能的材料。
如：超级钢、纳米、超导材料、智能材料、生物医用材料）分类一：按组成与结构划分（金属材料无机非金属材料高分子材料复合材料）分类二：按用途分（电子信息材料航空航天材料能源材料生物医用材料等）分类三：按性能分结构材料（高温合金、难熔金属、金属间化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金）功能材料（吸波材料、单晶硅、形状记忆材料）分类四：按应用与发展分（传统材料新材料如纳米铜、超导电缆）二、材料的地位和作用当代文明：能源材料信息新技术革命：信息技术新材料生物技术材料是人类社会发展的基础和先导1>新材料技术是工业革命和产业发展的先导两次工业革命都是以新材料的发明和广泛应用为先导第一次工业革命（18世纪）：制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础。
第二次工业革命（20世纪中叶以来）：单晶硅材料对电子技术的发明和应用起了核心作用。
2>新材料技术是社会现代化的先导21世纪重点发展的高技术领域的进展与趋势21世纪重点发展的高技术领域的材料选择新材料技术是高技术发展的基础21世纪重点发展的高技术领域的进展与趋势环境科学技术：探求人类与环境和谐共存方式空间科学技术：探索宇宙空间（多种用途的人货分离的新一代航天飞行器、小卫星技术、太空攻防技术）新材料科学技术：探索物质结构（纳米技术、光电子材料、光子材料、新型功能材料、新型结构材料）新能源与再生能源：实现人类可持续发展（化石能源高效清洁利用技术、新能源‘核能、氢能’和可再生能源技术、天然气水合物的开发）信息科学技术：信网络技术、宽带通信技术、半导体技术、计算机智能技术生物科学技术：探索生命本质（基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学）海洋科学技术：探索海洋奥秘七大高新技术领域1.信息科学技术：正在发生结构性变革，仍然是经济持续增长的主导力量。
材料科学导论报告总结
材料科学导论报告总结材料科学导论是一门介绍材料科学基础知识和研究方法的课程。
通过该课程的学习，我对材料科学的背景、发展历程和前沿研究有了更深刻的理解。
在本次报告中，我主要介绍了材料的分类、性能、制备方法以及其在现代科学和工程中的应用。
首先，材料按照其组成和结构可以分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
每种材料具有不同的特点和性能。
金属材料具有良好的导电性和良好的机械性能，适用于制造结构性部件。
陶瓷材料具有优良的耐磨、耐高温和电绝缘性能，常用于制作耐磨部件和电子陶瓷器件。
高分子材料具有良好的可塑性和绝缘性能，广泛应用于塑料、橡胶等领域。
复合材料由两种或两种以上的材料组成，充分发挥各种材料的优点，具有高强度、轻质和耐腐蚀等特点。
其次，材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等。
力学性能包括强度、韧性和刚度等。
热学性能包括热传导性、膨胀系数和热稳定性等。
电学性能包括电导率、介电常数和电阻率等。
光学性能包括透光率、折射率和吸光率等。
了解材料的性能可以为合适的选材和材料表征提供依据。
然后，材料的制备方法有多种，包括物理方法、化学方法和机械方法等。
物理方法主要是通过改变材料的形态和组织来获得所需的材料性能。
化学方法则是通过反应生成新的化合物或显现出新的性质。
机械方法主要包括研磨、压制和熔化等，用于改变材料的形状和内部结构。
最后，材料在现代科学和工程中有广泛的应用。
材料科学对能源、环境、医药、电子等领域都有重要的影响。
例如，新型材料可以提高能源转换效率，减少能源消耗。
材料的研究还可以开发出更环保的材料和制备方法。
在医药领域，材料科学的进展可以推动医疗器械的发展和改进。
在电子领域，材料的发展可以促进电子元件的小型化、高性能化和多功能化。
通过本次导论学习，我对材料科学有了更深入的了解。
我将在今后的学习和研究中更加重视对材料的性能、制备方法和应用领域的研究。
材料科学的发展对多个领域都有重要影响，我希望能够通过自己的努力，为材料科学的研究和应用做出贡献。
材科基知识点范文
材科基知识点范文材料科学与工程（Materials Science and Engineering，简称MSE）是一门研究材料的基本原理、性能、结构和制备工艺的学科。
在现代科学技术中，材料科学与工程的研究内容十分丰富和广泛，包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等。
以下是关于材料科学与工程的一些基本知识点。
1.材料的分类：-金属材料：如钢、铝等。
具有良好的导电性、导热性和机械性能。
-无机非金属材料：如陶瓷、玻璃等。
具有高温耐性、绝缘性等特点。
-有机高分子材料：如塑料、橡胶等。
具有良好的可塑性和可拉伸性。
-复合材料：由两种或两种以上的材料组合而成，具有优异的力学性能。
2.结构与性能：-结晶结构：材料中的原子按照一定的顺序排列形成有序的晶格结构。
晶格结构的不同对材料的性能有重要影响。
-缺陷结构：包括点缺陷、面缺陷和体缺陷，是材料中的非正常原子或原子排列方式。
-物理性能：包括力学性能（如强度、硬度等）、热学性能（如导热性、热膨胀系数等）和电学性能（如导电性、绝缘性等）等。
-化学性能：材料的化学稳定性、耐腐蚀性等。
3.材料制备工艺：-熔炼：将原材料加热至液体状态，使其均匀混合，再通过冷却凝固，得到所需形状和尺寸的材料。
-粉末冶金：通过机械粉碎，将金属或非金属制成细小颗粒，然后通过压制、烧结等工艺获得材料。
-涂覆技术：通过把材料表面涂覆上其他材料，提高材料的性能和耐用性。
-复合制备：通过将两种或两种以上具有不同性能的材料组合在一起，形成新的复合材料，发挥各材料的优点。
4.特种材料：-高温材料：能在高温环境下保持稳定性能的材料，如高温合金等。
-磁性材料：具有磁性质的材料，如铁、钴、镍等。
-光学材料：对光的传播和反射有特殊性能的材料，如玻璃、晶体等。
-生物材料：用于医学和生物领域的材料，如人工关节、植入材料等。
5.材料测试与表征：-X射线衍射：通过测量X射线的衍射图案，确定材料的晶体结构和晶格参数。
材料科学概论考点总结
1，材料：材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质（Materials is the stuff from which a thing is made for using.）2•材料的分类及类型：按服役领域分类：结构材料（受力，承载），功能材料（半导体，超导体以及光、电、声、磁等）按化学组成分：金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料按材料尺寸分：零维材料，一维材料，二维材料，三维材料按结晶状态分：晶态材料，非晶态材料，准晶态材料3•材料科学：是一门以实体材料为研究对象，以固体物理，热力学，动力学，量子力学，冶金，化工为理论基础的交叉型应用基础学科。
4•材料的发展要素：材料的成分、组织结构、合成加工、性质与使用性能5•材料的力学性能：弹性模量，强度，塑性，断裂韧性，硬度6•塑性变形：材料在外力作用下产生去除外力后不能恢复原状的永久性变形称为塑性变形。
塑性变形具有不可逆性7•能带：满带，空带，价带，禁带8・磁性的分类：磁滞回线：H ：矫顽力H ：饱和磁场强度B：剩余磁感应强度m B ：饱和磁感应强度9・不同材料的热导率特性：金属材料有很高的热导率，无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低，半导体材料的热传导，高分子材料热导率很低10・固溶体：合金的组元以不同的比例相互混合混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同这种相就称为固溶体.11 •断裂韧度：是衡量材料在裂纹存在的情况下抵抗断裂的能力12・影响断裂失效的因素：（1）材料机械性能的影响（2）零件几何形状的影响（3）零件应力状态的影响（4）加工缺陷的影响（5）装配、检验产生缺陷的影响13 .穿晶断裂：裂纹在晶粒内部扩展，并穿过晶界进入相邻晶粒继续扩展直至断裂14.沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展导致断裂15.磨损的定义：在机件表面互相接触并作相对运动产生的摩擦过程中，会有微小颗粒从表面不断分离出来形成尺寸和形状不同的磨屑，使材料逐渐损失，导致机件尺寸变化和质量损失，这种表面损伤现象即为磨损。
材料科学与工程导论
材料科学与工程导论1. 引言材料科学与工程是研究材料的组成、结构、性能和制备工艺的学科。
它涉及到许多领域，如化学、物理、生物学和工程学等。
材料科学与工程的开展对现代社会的各个方面都具有重要的意义，包括能源、环境、医疗、电子等。
2. 材料的分类根据材料的性质和组成，可以将材料分为金属、陶瓷、聚合物和复合材料四大类。
金属材料具有良好的导电性和导热性，常见的金属材料有铁、铜、铝等。
陶瓷材料具有高的硬度和抗腐蚀能力，常见的陶瓷材料有瓷器、玻璃等。
聚合物材料具有良好的可塑性和绝缘性能，常见的聚合物材料有塑料、橡胶等。
复合材料是由两种或更多种材料组合而成，具有综合性能优于单一材料。
3. 材料的性能材料的性能是指材料在特定条件下所表现出的特性。
常见的材料性能包括力学性能、热性能、电性能、磁性能等。
力学性能包括强度、韧性、硬度等。
热性能包括热导率、热膨胀系数等。
电性能包括导电性、介电常数等。
磁性能包括磁导率、磁饱和磁感应强度等。
4. 材料的制备工艺材料的制备工艺是指将原始材料经过一系列加工和处理步骤转变为所需的最终产品的过程。
常见的材料制备工艺包括熔炼、成型、烧结、合成等。
熔炼是将固态材料加热至熔点并冷却固化的过程。
成型是将熔融或可塑性材料加工成所需形状的过程。
烧结是将粉末材料在高温条件下进行烧结以获得致密结构的过程。
合成是在化学反响条件下将原始物质转化为目标材料的过程。
5. 材料科学的应用材料科学的应用非常广泛，几乎涉及到所有的工业和技术领域。
在能源领域，材料科学的应用可以提高电池的储能密度和光伏电池的效率。
在汽车领域，材料科学的应用可以降低汽车的重量和提高汽车的平安性能。
在医疗领域，材料科学的应用可以改善医疗器械的生物相容性和可植入性。
在电子领域，材料科学的应用可以制备出更小、更快、更节能的电子设备。
6. 材料科学的开展趋势随着科学技术的不断开展，材料科学也在不断进步。
未来的材料科学开展将更加注重材料的可持续开展和综合性能的提升。
材料科学与工程学导论—第二章—材料“四要素”是材料研究与应用的共性基础
4）材料成分结构数据库
Fe-C phase diagram
5）材料成分结构与其它要素的关系
是材料性能的原因
是合成加工的结果
5）材料成分结构与其它要素的关系
结构是材料性能的原因
1）按统计学原理计算单位面积上的位错缺陷数目，由于截面 减小而不能满足大样本空间时，这个数值不再恒定； 2）晶体结构越来越接近无缺陷理想晶体，强度值也就越接近 于理论强度值。
熔盐电冶金
湿法冶金
．．．．．．
铁的生产过程
炼铁高炉
铝的生产过程
3 材料的制备与加工
熔炼与凝固 目的: 1. 金属的精练提纯
材料制备
2. 材料的“合金化”
3. 晶体的生长 内容:
1. 平衡凝固
2. 快速凝固
4. 区域熔炼
5. 玻璃的熔炼
3. 定向凝固
6. 熔融法提拉单晶
快速凝固
单晶Si的提拉
a—起弧； b—穿井； c—主熔化； d—熔末升温； e—精炼期
材料科学与工程导论
Engineering Science
第二章
材料“四要素”是材料研究 与 应用的共性基础
本章主要内容： 什么是材料的“四要素”？ 材料研究手段和方法
材料“四要素” 的典型案例分析
讨论环节
§2.1 什么是材料的“四要素”
使用性能
制备/加工
性质
成分/结构
材料科学与工程“四要素”
1 材料的性质
材料性质：是功能特性和效用的描述符，是材料对 电、磁、光、热、机械载荷的反应。
材料性质描述 力学性质
物理性质
电学性质 磁学性质 光学性质 热学性质
化学性质
强 硬 刚 塑 韧
材料科学导论、类型和结构
1700 1500
陶瓷复合材料 碳-碳
隔热涂层
材料的表面温度(℃)
1300
1100 普通铸件
900 1950 1960
纤维增强超级合金 弥散强化超级合金 共晶合金 单晶合金 定向凝固超级合金
1970 1980 1990 2000 2010 2020
叶片材料的发展历程
30年代教练机 二次大战战斗机
6
比 强 度
4
复合材料
2
木材 石料 青铜 铸铁
钢
铝
0
1600
1700
1800
1900
年份
2000
1400 1200
现代涡轮喷气发动机
发动机工作温度（℃）
1000
800
600
蒸汽机
400 200
３０年代气冷 式航空发动机
0
1900 1920 1940 1960 1980 2000
年份
19世纪内现代材料使发动机工作温度急剧上升， 因而发动机的理论效率大大提高
lg[切削速度 （m/min.）]
3
2.8
多晶金刚石
2.6
立方氮化硼
2.4
陶瓷
2.2
金属陶瓷
2
1.8
烧结碳化钨
1.6
钨钴铬硬质合金
1.4
1.2 碳素工具钢
高速钢
1 1750
1800
1850
1900
1950
2000
年份
探索生命本质
六大 技术 群体
新能源与再生能源
生物科学技术 信息科学技术 人
海洋科学技术
陶瓷时代——20世纪50年代后，先进陶瓷，比重小、 耐高温、耐磨等优点，很有发展前途。
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Chapter 1 / Introduction 绪论
Chapter 1 / Introduction 绪论
Learning objectives
Definition of the discipline of materials science and engineering Interrelationships between the four components of the discipline of materials science and engineering classification of materials and its distinctive features
贯穿本课程的主线
工艺
结构
性能
材料力学性能实验安排
授课人： 飞行器学院力学实验中心 地 点： G栋一楼 授课时间：教学系统查询
材料力学性能实验内容 （8学时）
1. 拉伸实验 2. 拉伸时金属材料弹性常数的测定 3. 压缩实验 4. 圆轴扭转实验 5. 圆轴扭转时材料弹性常数G的测定 6.测定
关于课程考核
考试的方式 试卷采用英文命题（全英文） 开卷，只准带英文教科书； 或闭卷
成绩的评定
期末成绩 平时成绩 实验成绩
５０－７０％ ３０－２０％ ２０－１０％
References
１.石德珂，材料科学基础（第2版），北京：机械出版社， 2003 ２.顾宜，材料科学与工程基础，北京：化学工业出版社，2004 ３.冯端等，材料科学导论，北京：化学工业出版社，2004 4. 郑子樵，材料科学基础，长沙：中南大学出版社，2005 5. 唐小真等，材料化学导论，北京：高等教育出版社，2003 6. 刘智恩，材料科学基础，西安：西北工业大学出版社， 2000 7.匡少平等，材料科学与工程专业英语，北京：化学工业出版社， 2005
国家精品课程材料科学常用网站
材料科学与工程基础 (四川大学 顾宜) http://219.221.200.61 材料科学基础 ( 西北工业大学 陈铮) http://202.117.80.9/jp2004/07/index.htm 材料科学基础 （上海交通大学 蔡 珣） http://202.120.6.136/fms/ 上海交大材料科学基础网络课程 /fms/WebCourse/
1.1 HISTORICAL PERSPECTIVE 材料发展简史
人类发展的历史证明，材料是社会进步的物质基础 和先导，是人类进步的里程碑。可分为以下几个时代：
石器时代 Stone Age 陶器时代 Pottery Age
青铜时代 Bronze Age
铁器时代 Iron Age
1. Introduction 2. Atomic Structure and Interatomic Bonding 3. Structures of Materials , Ceramics and polymers 4. Imperfections in Solids 5. Diffusion 6. Mechanical Properties 7. Deformation and Strengthening Mechanisms 8. Failure 9. Phase Diagrams 10. Phase Transformations 11. Types and Applications of Materials
1.1 HISTORICAL PERSPECTIVE
Materials are probably more deep-seated in our culture than most of us realize. Transportation, housing, clothing, communication, recreation, and food production—virtually every segment of our everyday lives is influenced to one degree or another by materials.
材料科学导论、类型和结构
Introduction to Materials Science
关于课程
熟悉现有材料的类型与结构，从材料科 学的角度认识材料，了解材料的一般行 为、性能及其变化规律。
关于教学安排
课程安排
总学时：72学时 理论授课： 64课时 材料力学性能实验： 8课时
理论授课方式
英文板书 、中文讲授 （C类双语教学） 多媒体授课 辅助黑板板书
Historically, the development and advancement of societies have been intimately tied to the members’ ability to produce and manipulate materials to fill their needs.
本章基本要求
教学目的：使学生了解材料科学的重要地位，认识和理解材料的化学 成分、组织结构、工艺与性能之间的关系。 主要内容：了解材料科学与材料科学工程的内涵和重要地位。理解材 料性能与结构、工艺的关系。掌握材料的分类及其各自特性。 重点与难点：
重点：材料的分类及其各自特性。材料性能与结构、工艺的关系。 难点：材料性能与结构、工艺的关系的理解 教学方法与手段 授课方式：讲课、讲座、课堂讨论、自学 教学手段：多媒体授课 课时安排： 2
主要讲述内容
1.1、Historical perspective （材料发展简史） 1.2、Status and influence of materials
（材料的地位与作用） 1.3、 Objectives of materials science and
engineering （材料科学与工程研究内容） 1.4、 Classification of materials （材料的分类）