材料科学基础论文

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无机材料科学基础 论文

无机材料科学基础   论文

钢结构脆性断裂破坏的影响因素及防止措施从光胜摘要:文章介绍了钢结构脆性断裂的破坏特征,影响其脆性破坏的因素,最后提出了防治钢结构脆性断裂的措施关键词:脆性断裂;钢结构;脆性断裂:影响因素:防止措施Causes Analysis Oil Brittle Fracture of steelstructureCongguagnshengDepartment of Chemical and Materials Engineering, Hefei University, Hefei230022, ChinaAbstract::This scientific dissertation give an introduce of the property of brittle fracture of steel structure ,the factors of the broken, and then put forward some measures to prevent the broken.Key words: brittle disrupt , steel structure .influence factors ,measures to avoid brittle broken.正文:结构的脆性破坏是各种结构可能破坏形式中最令人头痛的一种破坏。

脆性断裂破坏前结构没有任何征兆,不出现异样的变形,没有早期裂缝;脆性断裂破坏时,荷载可能很小,甚至没有任何外荷载的作用。

脆性断裂的突发性,实现毫无警告,破坏过程的瞬间性,根本来不及补救,大大增加了结构破坏的危险性。

对于一般的构建来讲,选择材料时主要考虑以下几个方面:1、裂纹当焊接结构的板厚较大时(大于25mm),如果含碳量高,连接内部有约束作用,焊肉外形不适当,或冷却过快,都有可能在焊后出现裂纹,从而产生断裂破坏。

2、应力考察断裂问题时,应力是构件的实际应力,它不仅和荷载的大小有关,也和构造形状及施焊条件有关。

材料工程与科学 论文

材料工程与科学 论文

材料工程与科学论文——二氧化钛纳米薄膜材料经过八周的课程学习,我逐步了解到有关于材料的一些知识。

之前只是知道材料就是我们日常生活所接触到的东西,出此之外也没别的了。

在学习了材料工程与科学之后才发现自己的认识是多么的肤浅,特此我也从老师所要求的对一种材料进行分析。

下面我将会从二氧化钛纳米薄膜材料的原材料——二氧化钛的来源、化学结构、化学性质,二氧化钛纳米薄膜材料的制备、性质、应用来阐述二氧化钛纳米薄膜材料。

首先是二氧化钛纳米薄膜材料的原材料——二氧化钛的来源。

二氧化钛,化学式为TiO2,俗称钛白粉。

多用于光触媒、化妆品,能靠紫外线消毒及杀菌,现正广泛开发,将来有机会成为新工业。

二氧化钛可由金红石用酸分解提取,或由四氯化钛分解得到。

还可以用其他的矿石来提炼二氧化钛,比如板钛矿、锐钛矿等,得到八面体晶体结构的TiO2。

然后是二氧化钛的化学性质:二氧化钛的化学性质极为稳定,是一种偏酸性的两性氧化物。

常温下几乎不与其他元素和化合物反应,对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用,不溶于水、脂肪,也不溶于稀酸及无机酸、碱,只溶于氢氟酸。

但在光作用下,钛白粉可发生连续的氧化还原反应,具有光化学活性。

这一种光化学活性,在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显,这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂,又是某些有机化合物光敏还原催化剂。

接着便是二氧化钛纳米薄膜材料的制备,在众多薄膜制备方法中,溶胶凝胶法是最常用的制膜技术,具有纯度高、均匀性好、合成温度低、反应条件易于控制及可实现化学计量比等优点,特别是制备工艺简单,无需特殊贵重仪器,可在各种不同形状的基底,如平面、柱体、管状、球体等不规则的基底上沉膜,还可在不同耐温材料的基底上沉膜,如在聚合物、橡胶、塑料等不能用高温处理的基板上采用提拉、旋涂、喷涂或注入法等沉积均匀的TiO2薄膜,甚至还可在室温下制备光催化TiO2薄膜二氧化钛纳米薄膜材料主要性质有两点:光催化性,亲水亲油性。

材料科学概论论文

材料科学概论论文

材料科学概论所谓材料,是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质,通俗的讲就是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。

材料是人类生活和生产的物质基础,是人类认识自然和改造自然的工具,是人类进步程度的主要标志。

可以这样说,自从人类一出现就开始了使用材料。

材料的历史与人类史一样久远。

从人类的出现到二十一世纪的今天,人类的文明程度不断提高,材料及材料科学也在不断发展。

在人类文明的进程中,材料大致经历了‘‘ 1.使用纯天然材料的初级阶段 2.人类单纯利用火制造材料的阶段 3.利用物理与化学原理合成材料的阶段 4.材料的复合化阶段5.材料的智能化阶段这五个阶段。

当前,高技术新材料的发展日新月异,材料科学的内涵也将日益丰富。

我们每一天都与材料打交道,它如空气般萦绕在我们身边的每一个角落、每一分每一秒。

从清晨睁开眼睛时投射入眼底的那束光开始算起,牙刷、毛巾、牙膏……无不是材料这一庞大而复杂家庭的一份子。

材料是人类赖以生存和发展的物质基础,20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。

80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。

这主要是因为材料与国民经济建设和人民生活密切相关。

材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。

从物理化学属性来分,可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。

从用途来分,又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。

更常见的两种分类方法则是结构材料与功能材料;传统材料与新型材料。

金属材料金属材料,特别是钢、铜、铝等,仍是21世纪的主要结构材料和电能传输材料。

金属材料已有成熟的生产工艺,相当多的配套设施和工业规模生产,价格低廉、性能可靠,已成为涉及面广、市场需求大的基础材料。

金属材料虽然今后会部分被高分子材料、陶瓷材料及复合材料所代替,由于它有比高分子材料高得多的弹性模量,比陶瓷高得多的韧性和良好的导电性能,在相当长的时期内改变不了它在材料中的主导地位,即使在高技术产业中也不例外.金属材料的发展趋势是:随着航天航空和其它尖端技术的飞跃的发展,在改善和提升传统材料品质的同时,金属功能材料、非平衡态金属,特别是高比强、高模量、耐高温、抗氧化,抗腐蚀、耐磨损合金和金属基复合材料会有快速的发展,如金属超导材料、钛及其合金、铝基增强复合材料,金属间化合物、形状记忆合金和纳米晶块体材料等。

材料科学论文

材料科学论文

材料科学论文
材料科学是一门研究材料的组成、结构、性能和制备工艺的学科,它涉及到多
个学科的知识,如化学、物理、工程等。

材料科学的发展对于现代工业和技术的进步起着至关重要的作用。

本文将从材料科学的基本概念、发展历程以及未来发展方向等方面进行论述。

首先,材料科学是一门跨学科的学科,它涉及到多个学科的知识。

材料是构成
物体的基本实体,材料科学的研究对象包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。

材料的性能对于物体的功能和性能起着决定性的作用。

因此,材料科学的研究对于提高材料的性能、开发新型材料具有重要意义。

其次,材料科学的发展历程可以追溯到古代。

古代人类利用石器、陶器等原始
材料进行生产和生活,这是材料科学的萌芽阶段。

随着社会的发展,人们开始利用金属材料进行生产和制造,这标志着材料科学的初步发展。

随着工业革命的到来,材料科学得到了迅速发展,新型材料的不断涌现为工业和技术的进步提供了强大的支撑。

最后,材料科学的未来发展方向主要包括两个方面。

一是新材料的研发和应用。

随着科技的进步,人们对材料的性能和功能要求越来越高,因此新型材料的研发成为材料科学的重要方向。

二是材料制备工艺的改进。

材料的性能不仅取决于其组成和结构,还取决于其制备工艺。

因此,材料制备工艺的改进对于提高材料的性能具有重要意义。

综上所述,材料科学是一门重要的学科,它对于现代工业和技术的进步起着至
关重要的作用。

随着科技的不断发展,材料科学将会迎来更加广阔的发展空间,为人类社会的进步做出更大的贡献。

交流论文题目大材料专业《材料科学基础》课程的教改认识与

交流论文题目大材料专业《材料科学基础》课程的教改认识与

材料结构的描述有多种角度和层次
组成基元(原子、离子等)及结构、电子运动 质点间键合(金属键、离子键、共价键、分子键等)及其理论
质点间的排列(晶态、非晶态、缺陷等)
质点的运动(扩散、偏析、迁移、晶格振动、热运动等) 结构层次
原子结构、晶体结构、显微结构
键合不同使材料表现出金属、无机非金属或高分子的固有属性 空间排列状态会表现出独特的物理性质 石墨和金刚石结构不同导致强度、硬度及其它物理性能上的显著差别 玻璃态聚乙烯呈透明状,晶态聚乙烯为半透明 纳米材料许多特异的性能是与其晶粒细化和界面成分提高密切相关
结束语 《材料科学基础》较适合作一门具有公共性质的专业基础课程。 在4年多的建设过程中,该课程已先后被评为“校级优秀课程”、 “校级示范精品课程”,良好的教学效果已初见端倪。
在新课程的建设中出现的新问题,需要我们认真对待并加以解决。 由于我们的水平与能力所限,各方面均有待改进和提高。相信通 过不断实践,不断认识,不断完善,会走出一条适合于现代人 才培养的成功之路。
要求我们应重新定位我们的人才培养模式。 “材料科学基础”课程是较为合适为大材料专业构建一门 具有公共性质的专业基础课程。
材料学院院设的公共平台课程:
《材料科学基础》
《材料概论》 《材料力学性能》 《材料物理性能》 《材料现代研究方法》 《材料研究中的计算机应用》
该课程的性质 材料科学主要从事对材料本质规律的发现、分析、认识、设 计及控制等方面研究的一门科学,核心是组成-制备-结构-性 能-与环境相互作用的关系。 “材料科学基础”课程的主要目的 给予材料结构、性质等的统一描绘或建立模型; 解释结构与性能之间的基本关系; 了解材料在加热过程、冷却过程、反应过程、扩散过程、相 变过程等各种过程中的行为; 认识结构是决定性能和过程行为的核心以及外界条件控制着 结构形成的基本规律。

跟材料学有关的论文

跟材料学有关的论文

跟材料学有关的论文材料学作为战略性领域的基础学科,在国防建设、基础设施、军用民用等领域具有广阔的应用价值。

下文是店铺为大家整理的跟材料学有关的论文的范文,欢迎大家阅读参考!跟材料学有关的论文篇1浅析导电高分子材料及其应用摘要:自从1977年来,导电高分子材料的研究受到了普遍的重视和发展。

介绍了导电高分子材料的分类、导电机制、在各领域中的应用及研究进展。

关键词:高分子材料;导电机理;导电塑料;用途20世纪70年代,白川英树、Heeger和MacDiarmid等人首次合成了聚乙炔薄膜,后来又经掺杂发现了可导电的高聚物,这就是导电高分子材料。

导电高分子材料的发现,改变了人们对传统塑料、橡胶等高分子材料是电、热的不良导体的观念,经过40多年的发展,导电高分子材料也从最初的聚乙炔发展到聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等数十种高分子材料,成为金属材料和无机导电材料的优良替代品。

而今这种导电高分子材料已广泛应用于电子工业、航空航天工业之中,并对新型生物材料和新能源材料的开发产生巨大的影响。

1 高分子材料的分类及导电机理导电高分子材料通常是指一类具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、电导率在10-6 S/cm以上的聚合物材料。

这类高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜,以及电导率可在绝缘体-半导体-金属态(10-9到105 S/cm)的范围里变化。

这种特性是目前其他材料所无法比拟的。

按照材料结构和制备方法的不同可把导电高分子材料分为结构型(或本征型)导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。

1.1 结构型导电高分子材料结构型导电高分子材料是指高分子本身或少量掺杂后具有导电性质的高分子材料,一般是由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子受体或供体进行掺杂后制得的。

结构型导电高分子材料具有易成型、质量轻、结构易变和半导体特性。

最早发现的结构型高分子聚合物是用碘掺杂后形成的聚乙炔。

这种掺杂后的聚乙炔的电导率高达105 S/cm。

浅析《材料科学基础》课程考核体系的研究与实践的论文

浅析《材料科学基础》课程考核体系的研究与实践的论文

浅析《材料科学基础》课程考核体系的研究与实践的论文浅析《材料科学基础》课程考核体系的研究与实践的论文考核是检验学生掌握知识和理解知识程度的主要手段,也是检查教师工作效果的有效途径。

通过考核,教师可以了解学生的薄弱环节,从而在教学过程中予以加强,对教和学两个方面都有促进作用。

要培养学生的创新思想和综合应用能力,必须打破传统的考核办法,探求合理的有利于学生能力培养的考核体系。

《材料科学基础》是一门典型的以基础理论和工程实践紧密结合为特征的学科,它与实践教学具有很强的互补性,学生在实践教学中能充分发挥自己的想象力和创造力,优化知识结构,扩大知识面,开阔视野,建立大工程的背景和意思。

因此,在对学生进行基础理论考核的同时,更应注重对工程实践能力的考核。

而目前《材料科学基础》课程的考核普遍存在以下几方面问题:(1)考核形式单一,考试成绩一锤定音;(2)偏重理论考试,忽视工程实践能力考核;(3)拟定题目带有很强的主观性;(4)题目的深浅难度及题量难以把握等。

这样导致了学生平时不注意学习,考试前搞突击,所学知识不牢固,不重视实践教学,对提高学生综合素质和培养创新能力不利等弊端。

针对上述问题,我们对考核的内容和方式作了较大改革,考核内容和比例分配由原实验10%、平时作业10%和期末考试80%调整到实验20%、平时考核20%、撰写论文10%和期末考试50%的新的考核体系。

在理论考核中,采用平时考核与期末考试相结合的办法。

平时考核由三部分组成,即学生作业、课堂提问和小测验,它们分别占课程总成绩的'5%、5%和10%。

小测验安排在每章学完后进行,每次测验十五分钟,共进行6~7次,题型包括填空、判断和选择。

《材料科学基础》课程期末考试要做到标准化、规范化和科学化,必须建立自己的试题库,随着计算机技术的发展,我校《材料科学基础》课程的考试也逐步采用了计算机试题库组卷的方式。

由于试题库中的题目一些是从各高校以往大量使用过的成熟的题目中精选而来,一些是由本学科经验较丰富的教师编制而成,因此,具有较强的科学性和较好的考核功能。

材料科学基础 科研论文

材料科学基础  科研论文

长春理工大学科研训练报告材料科学与工程学院班姓名时间地点西区实验楼110、112指导教师注:本页由教师填写磷_氟一钢渣复合添加剂对水泥熟料烧成的影响摘要:磷(P)或氟(F)的阴离子团可以促进硅酸盐水泥熟料的烧成,因此,利用P与F的复合效应,并引入钢渣做晶种,分析晶种与阴离子的复合对硅酸盐水泥熟料形成规律所产生的影响。

结果表明:磷渣、钢渣与萤石的三元复合体系对熟料中游离氧化钙含量的改善作用明显优于单掺磷渣或钢渣与萤石二元复合体系的。

当煅烧温度提高至1 350℃或l 450℃时,三元复合体系仍明显改善了生料的易烧性。

三元复合体系可改善液相的粘度与矿物的形貌,促进3CaO·SiO2的形成和生长发育。

热分析表明:与空白样相比,磷渣、钢渣与萤石的三元复合体系将碳酸盐分解峰值温度、反应起始温度和反应结束温度分别降低了50,15℃和55℃。

关键词:硅酸盐水泥熟料;烧成;易烧性;微观结构;磷渣;萤石;晶种硅酸盐水泥熟料矿物是多相、多组分的复杂体系在高温煅烧中通过一系列化学反应和溶解、扩散、结晶等物理化学作用而形成的。

由于硅酸盐水泥主要熟料矿物3CaO·Si02(C3S)的形成温度高(通常在1450℃左右),所以烧成水泥熟料所需的能耗大。

针对这一问题,文献[1-3]介绍了以离子掺杂低温烧成技术为切入点,研究含磷阴离子团对水泥熟料性能的影响。

此外,利用诱导结晶原理,添加晶种制备水泥熟料也有效地改善了生料的易烧性,促进硅酸盐水泥熟料的形成。

在该方面的研究中,陈明芳等和龚方田等做了大量工作,研究了不同种类水泥熟料单矿物对普通硅酸盐水泥熟料易烧性的影响,结合诱导结晶原理探讨了添加晶种后硅酸盐水泥熟料的形成过程和显微结构的变化,为添加晶种煅烧水泥熟料技术的应用奠定了理论基础。

目前,阴离子掺杂与晶种技术的复合对水泥熟料烧成的影响方面的研究较少。

因此,实验中,在P,氟(F)阴离子团掺杂的基础上,引入晶种,探讨阴离子掺杂与晶种技术的叠加效应对硅酸盐水泥熟料形成规律的影响。

材料科学论文

材料科学论文

材料科学论文材料科学是一门研究材料性质、结构、制备和性能的学科,涉及到广泛的领域,包括金属、陶瓷、高分子、复合材料等。

材料科学的发展对于社会和经济的发展起着重要的作用。

本论文将围绕材料科学的研究内容展开讨论,包括材料结构与性能、材料制备技术、材料表征与测试等方面。

一、材料结构与性能材料的结构与性能密切相关,通过对材料的结构进行研究可以揭示材料的力学性能、电学性能、热学性能等方面的规律。

在材料科学中,常用的材料结构表征方法有X射线衍射、扫描电子显微镜等。

这些方法可以通过观察材料的晶体结构、晶界分布、晶体缺陷等来分析材料的性能。

例如,对于金属材料而言,晶体的排列方式和晶界的类型会对其强度、导电性等性能产生影响。

二、材料制备技术材料的制备技术直接关系到材料的性能和用途。

材料科学研究中常见的制备技术包括熔融法、溶液法、气相法等。

以金属材料为例,通过熔融法可以制备出块状、粉末状或纤维状的金属材料。

而溶液法则可以制备出具有特定形状和结构的材料。

在材料制备过程中,还可以控制材料的组分、晶粒尺寸等参数,从而调控材料的性能。

三、材料表征与测试对于材料的性能评估和研究,常常需要进行各种表征和测试。

材料表征手段多样,包括物理性能测试、热分析、光学显微镜观察等。

通过这些测试手段可以获得材料的力学性能、热学性能、电学性能等相关数据,并加以分析和解释。

例如,对于陶瓷材料而言,可以通过热分析测试得到其热膨胀系数、热导率等关键参数,这对于材料在高温环境下的应用具有重要意义。

总结材料科学作为一门交叉学科,具有广泛的研究领域和深远的应用前景。

通过对材料的结构与性能、制备技术以及表征与测试的研究,可以为材料的改良和应用提供科学依据。

随着科学技术的发展和创新,材料科学的研究将进一步推动材料性能的提升,为社会的可持续发展做出贡献。

浅析《材料科学基础》实践环节中的项目教学实践设计与应用论文

浅析《材料科学基础》实践环节中的项目教学实践设计与应用论文

浅析《材料科学根底》实践环节中的工程教学实践设计与应用论文对高等学校材料类相关专业的学生来说,《材料科学根底》是最主要的专业技术根底课。

该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象,主要研究材料的成分、构造、性能和应用之间的关系及其变化规律,为后继材料性能测试和材料加工等有关课程的学习奠定必要的材料学根底。

它是学生在学完根底课程(包括高等数学、大学物理、普通化学等)后,进入专业课程(如材料力学性能、材料物理性能、钢的热处理原理及工艺等)学习前必须学习的一门课程。

它教会学生如何分析、解决实际问题,建立根本的工程思维方式,从而使其初步具备合理选择材料和使用材料、正确选择加工方法及安排制订加工工艺路线的能力。

《材料科学根底》课的实践环节配合课堂理论知识讲授,主要作用是帮助学生稳固和加深理解课堂上学到的知识,培养学生初步具备金属材料试样制备、组织观察与分析等实际工作的能力。

实验主要是以金相分析方法为手段,对金属与合金的成分、组织、性能间的内在联系进展研究。

目前,该环节采用传统实践教学方式获得的教学效果不够理想,学生反映实验课随便听听看看,学了没什么用,学习积极性低。

分析上述问题产生的原因包括:低年级学生理论知识相对薄弱,对材料学根本研究方法不熟悉,上实验课时虽然也能跟着做,但无法深入理解,似懂非懂;实验课安排较零散,前一次课上掌握的方法间隔一段时间后容易忘记;每次分散的实验课之间相互衔接不畅,难以实现递进的学习效果;传统考核方式主要考察学生的实验报告,无法反映学生真实学习状态,更不能获知学生实际操作技能水平,起不到鼓励学习的作用。

在《国家中长期教育改革和开展规划纲要(xx - 202X 年)》中强调,高校教育要以“提高自主创新能力为核心,鼓励深入开展应用型研究和跨学科穿插综合研究,培养学生的实践能力”。

工程化教学起源于德国,在我国近年大学课程改革中已经有人做了很多的探索,但主要集中在职业教育领域。

材料科学基础论文材料与生活

材料科学基础论文材料与生活

材料的发展与人类生活的关联随着社会的发展,材料在人类生活中的应用极为普遍。

大到航天科技,小到衣食住行,在现实生活中无一处与材料科学无关。

可以说材料科学每进步一小步,人类文明就进步一大步。

一、材料在人类社会发展进程中的作用所谓材料,是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。

在实践中,人们按用途把材料分成结构材料和功能材料。

结构材料主要是利用其强度、韧性、力学及热力学等性质。

功能材料则主要利用其声、光、电、磁、热等性能。

按化学成分分类,则可把材料分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料及复合材料等。

某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革。

人们把人类历史分为石器、青铜器和铁器时代。

在群居洞穴的猿人旧石器时代,通过简单加工获得石器帮助人类狩猎护身和生存,随着对石器加工制作水平的提高,出现了原始手工业如制陶和纺织,人们称之为新石器时代。

青铜是铜锡铝等元素组成的合金,与纯铜相比,青铜熔点低,硬度高,比石器易制作且耐用。

青铜器大大促进了农业和手工业的出现。

铁器时代则被认为是始于2000多年前,春秋战国时代,由铁制作的农具、手工工具及各种兵器,得以广泛应用,大大促进了当时社会的发展。

钢铁、水泥等材料的出现和广泛应用,人类社会开始从农业和手工业社会进入了工业社会。

本世纪半导体硅、高集成芯片的出现和广泛应用,则把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。

基于材料对社会发展的作用,人们已提出信息。

能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。

在三大支柱中,材料又是能源和信息的基础。

二、新材料在高技术中的作用新材料既是当代高新技术的重要组成部分,又是发展高新技术的重要支柱和突破口。

正是因为有了高强度的合金,新的能源材料及各种非金属材料,才会有航空和汽车工业;正是因为有了光纤,才会有今天的光纤通讯;正是因为有了半导体工业化生产,才有今天高速发展计算机技术和信息技术。

当今世界各国在高技术领域的竞争,在很大程度上是新材料水平的较量。

材料科学基础范文

材料科学基础范文

材料科学基础范文材料科学是一门研究材料的内部结构、性质、制备和应用的学科。

它涵盖了多个领域,包括材料物理、材料化学、材料工程和材料生物学等。

在现代科学和技术的发展中,材料科学起着至关重要的作用。

材料科学的基础知识对于探索新材料、改进材料性能和应用材料技术具有重要意义。

材料科学的基础知识主要包括材料的结构、性质和制备三个方面。

首先,材料的结构是指材料的组成和组织方式。

不同种类的材料有不同的结构,如金属、陶瓷、聚合物和复合材料等。

金属材料的结构是晶体结构,它由周期排列的原子组成。

陶瓷材料的结构可以是晶体结构,也可以是非晶体结构。

聚合物材料的结构是由化学键连接的大分子链组成。

复合材料的结构是由不同种类的组分组成的。

材料的结构对其性能和应用有重要影响,因此理解材料的结构是研究材料科学的基础。

其次,材料的性质是指材料的物理、化学和力学特性。

材料的物理性质包括导电性、热导性、磁性、光学性等。

材料的化学性质包括与其他物质的反应性、耐腐蚀性等。

材料的力学性质包括强度、刚度、韧性等。

了解材料的性质可以帮助科学家和工程师选择合适的材料,并改进材料的性能。

例如,在制造高强度结构材料时,需要选择具有优良力学性能的材料。

最后,材料的制备是指通过化学合成、物理加工、热处理等手段制造材料。

材料的制备过程可以改变材料的结构和属性。

例如,通过合金化可以改变金属材料的力学性能。

通过调节配方和烧结工艺可以制备具有特殊结构和性能的陶瓷材料。

通过聚合反应可以制备符合特定应用要求的聚合物材料。

了解材料的制备方法可以帮助人们开发新材料和改善现有材料的性能。

总之,材料科学基础是材料科学研究和应用的基础。

掌握材料的结构、性质和制备的基本知识对于科学家和工程师来说至关重要。

随着科技的进步,新的材料和材料应用将不断涌现,这将推动材料科学的不断发展和进步。

材料科学基础论文

材料科学基础论文

材料科学基础在光机电一体化中的应用摘要:材料科学的形成是科学技术发展的结果。

随着现在科学技术迅猛发展的趋势,对材料的研究提出了更高的要求;同时推动了材料科学向前发展。

通过对材料科学的学习,可以对各种类型材料有一个更深入的了解。

身为一个机械制造及其自动化专业的研究生,无时无刻都要与材料打交道;这对我以后在光机电一体化方向的研究将受益匪浅。

关键词:材料科学科学技术光机电一体化引言材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能,以及它们之间相互关系的科学。

材料科学是多学科交叉与结合的结晶,是一门与工程技术密不可分的应用科学。

材料的广泛应用是材料科学与技术发展的主要动力。

在实验室具有优越性能的材料,不等于在实际工作条件下能得到应用,必须通过应用研究做出判断,而后采取有效措施进行改进。

材料在制成零部件以后的使用寿命的确定是材料应用研究的另一方面,关系到安全设计和经济设计,关系到有效利用材料和合理选材。

通过应用研究可以发现材料中规律性的东西,从而指导材料的改进和发展。

由于光机电一体化产品的主要功能和结构功能,往往是以机械技术为主实现的,所以机械结构的稳定性将直接影响到系统的稳定性和可靠性;而机械结构的稳定性离不开机械结构的材料。

光机电一体化产品的小、巧、轻、薄、高精度等特点,对机械结构的材料也提出了更高的要求。

塑性变形与光机电一体化光机电一体化技术是光学、机械学、电子学、信息处理与控制等多学科相互参透、相互融合而形成的边缘技术。

其中机械技术是关于机械的机构以及利用这些机构传递运动的技术,它是光机电一体化技术的基础。

机械机构就涉及材料科学的知识,包括材料的选择、材料的分析、材料的加工、材料的塑性变形等等。

下面就简单分析一下金属材料的塑性变形与光机电一体化的关系。

塑性变形在金属体内的分布是不均匀的,所以外力去除后,各部分的弹性恢复也不会完全一样,这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力,即残余应力。

材料科学基础小论文

材料科学基础小论文

高分子材料——08机自A4 陈少勇摘要:本篇主要介绍高分子材料的结构和高分子材料的力学性能及其在工程上的应用。

高分子化合物是由小分子单体聚合而成的,因此又称为聚合物。

高聚物的结构包括高分子链结构和高分子聚集态结构。

高分子化合物是由许多结构单元相同的小分子化合物通过共价键联系起来的链状大分子,相对分子质量大,空间结构复杂。

正是由于这些复杂的结构因素,使高分子材料本身具有性能各异的繁多品种,也使高分子材料具有区别于金属和陶瓷材料的独特性能——高弹性和粘弹性。

高分子材料力学性能的特点是高分子热运动特点的宏观表现,而高分子热运动的特点又取决于高分子的结构特点。

一、高分子的基本概念<一>、高聚物的定义当一个化合物的相对分子质量足够大,以至多一个链节或少一个链节不会影响其基本性能时,称为高分子。

<二>、高聚物的合成高分子化合物是由许多结构单元相同的小分子化合物通过化学键连接而成的,合成高聚物的化学反应主要有两大类:加聚反应和缩聚反应。

1、加聚反应定义:单体通过双键的加成反应而聚合起来的反应称为加聚反应。

过程:链引发——链增长反应——链终止特点:每次只向链上加入一个单体;单体浓度在反应过程中下降;延长反应时间只能提高产率,不能提高相对分子质量;反应混合物中仅含、高聚物和极微量的增长链;加聚产物的结构单元中元素组成与其单体相同,仅是电子结构发生变化,因此加聚物的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍。

2、缩聚反应定义:通过单体分子中某些官能团之间的缩合反应聚合成高分子的反应称为缩聚反应。

过程:链增长开始——链增长——链增长停止特点:具有逐步性和可逆性;由于有低分子副产物的析出,因此缩聚物相对分子质量不再是单体相对分子质量的整数倍。

<三>高聚物的分类1、按高分子主链结构分:碳链高分子(主链上只有碳);杂链高分子(主链上除碳外还有O、N、S等);元素有机高分子(主链无碳侧链有碳);芳香环高分子(主链上有芳香环或杂环)。

关于929材料科学基础的文章

关于929材料科学基础的文章

关于929材料科学基础的文章929材料科学基础:探索未来的材料世界材料科学是一门研究材料的性质、结构、制备和应用的学科,它在现代科技和工业领域中起着至关重要的作用。

而929材料科学基础则是指以929为代号的一种新型材料,它具有许多独特的特性和潜在的应用前景。

首先,929材料具有出色的机械性能。

它拥有极高的强度和硬度,能够承受巨大的压力和冲击力。

这使得929材料在航空航天、汽车制造和建筑领域中具有广泛的应用前景。

例如,在航空航天领域,929材料可以用于制造高强度、轻量化的飞机零部件,提高飞行器的性能和燃油效率。

其次,929材料还具有优异的导电性能。

它是一种优良的导电体,可以有效地传导电流。

这使得929材料在电子器件制造领域中具有巨大潜力。

例如,在智能手机、平板电脑和电子汽车等设备中,使用929材料可以提高电子元件的导电性能,提高设备的性能和稳定性。

此外,929材料还具有良好的耐腐蚀性。

它能够抵抗酸、碱等化学物质的侵蚀,具有较长的使用寿命。

这使得929材料在化工、环保和海洋工程等领域中具有广泛应用。

例如,在海洋工程中,使用929材料可以制造耐腐蚀的海洋平台和管道,提高设施的耐久性和安全性。

然而,尽管929材料具有许多优异的特性和潜在应用前景,但它仍然面临一些挑战。

首先是制备技术方面的挑战。

由于929材料具有复杂的结构和成分,其制备过程需要高度精密的技术和设备。

其次是成本方面的挑战。

目前,929材料的制备成本较高,限制了其大规模应用。

为了克服这些挑战,科学家们正在不断努力研究和开发新的制备技术,并寻找降低成本的方法。

他们希望通过改进制备工艺、优化原材料选择等方式,降低929材料的制备成本,推动其在各个领域的应用。

总之,929材料科学基础是一门前沿的学科,它代表了未来材料科学的发展方向。

通过研究和开发929材料,我们可以探索出更多新型材料的特性和应用潜力。

相信在不久的将来,929材料将会在各个领域中发挥重要作用,推动科技和工业的进步。

基础材料论文

基础材料论文

材料的发展与进步摘要:人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。

历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。

材料的历史与人类史一样久远。

从人类的出现到20世纪的今天,人类的文明程度不断提高,材料及材料科学也在不断发展,材料科学的内涵也日益丰富,我们的材料总类也不断丰富,也极大的促进了经济的进步。

关键词:材料;发展;金属材料;有机高分子材料;合成材料;经济进步人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。

100万年以前,原始人以石头作为工具,人类只能使用天然材料(如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等),相当于人们通常所说的旧石器时代。

这一阶段,人类所能利用的材料都是纯天然的,在这一阶段的后期,虽然人类文明的程度有了很大进步,在制造器物方面有了种种技巧,但是都只是纯天然材料的简单加工。

1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,这一阶段横跨人们通常所说的新石器时代、铜器时代和铁器时代,并且延续至今,它们分别以人类的三大人造材料为象征,即陶、铜和铁。

这一阶段主要是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代。

例如人类用天然的矿土烧制陶器、砖瓦和陶瓷,以后又制出玻璃、水泥,人类在寻找石器过程中认识了矿石,并在烧陶生产中发展了冶铜术,开创了冶金技术。

公元前5000年,人类进入青铜器时代。

公元前1200年,人类开始使用铸铁,从而进入了铁器时代。

随着技术的进步,又发展了钢的制造技术。

18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。

19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。

与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。

20世纪初,随着物理学和化学等科学的发展以及各种检测技术的出现,人类一方面从化学角度出发,开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法,另一方面从物理学角度出发开始研究材料的物性,就是以凝聚态物理、晶体物理和固体物理等作为基础来说明材料组成、结构及性能间的关系,并研究材料制备和使用材料的有关工艺性问题。

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钛合金材料的结构、性能和应用范围一、基本简介1、物理性质钛属难熔稀有金属,原子序数为22,原子量为47.90,位于周期表IVB族。

钛有两种同素异形结构,转变温度为882.5℃,低温为密排六方结构的α-Ti;高温为体心立方的β-Ti。

纯钛的比密度为4.505,而钛合金的比密度一般在4.50~4.84之间,低于铁和铜,因此可归入轻金属。

钛的其他主要物理性能如表1所示。

表1 钛的部分物理性能2、机械性能钛的机械性能与其纯度及加工状态有密切关系。

用碘化法生产的高纯钛强度低,塑性高,布氏硬度值为400~600。

工业纯钛的抗拉强度提高到300~600MPa,但仍保持良好的塑形及韧性,其水平相当于碳钢、不锈钢、青铜及铜镍合金,可作为这类材料的代用品。

α-Ti虽属密排六方结构,但和其他六方结构的金属(镉、锌、钴、镁)相比,承受塑性变形的能力要高得多,其原因是一般六方晶体的滑移系少,只能沿基面{0001}滑移,而钛的主滑移面是棱柱面{10-10}及棱锥面{10-11},同时基面也能参与滑移,滑移方向均为[11-20],故滑移系明显增多。

且钛还易于进行孪生变形,从而保证了较高的塑形。

但加工中也需注意,钛的屈强比(材料的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值)较高,一般在0.70~0.95之间,多数钛合金趋于上限而且钛的弹性模量相对较低,只及刚的一半,因此加工变形的抗力大,回弹也比较严重,不易冷校形。

但有时也利用这一特性,将钛合金作为弹性材料使用。

表2列出了钛的典型机械性能数据。

表2 纯钛的典型机械性能数据纯钛的强度可借助冷作硬化或添加合金元素而提到,50%的冷变形可使强度提高60%,适当合金化并结合热处理,则抗拉强度可达1200~1400MPa,因此钛合金的比强度高于其他金属材料。

纯钛及某些高品位的钛合金尚具有良好的低温性能,即使在低达液氢或液氦温度下,亦能保持足够的塑形(表3),因此钛也是一种良好的低温材料。

表3 工业纯钛的低温机械性能在高温下,纯钛迅速软化,从20℃至250℃强度约下降2/3,因此纯钛不宜制造高温承力构件。

但合金化以后,耐热显著提高,目前耐热钛合金的长期最高使用温度已达540℃,即与耐热钢相当,广泛用于航空发动机的压气机构件,也可用于蒸汽透平机的转子及其他高温工作部件。

3、化学性能钛的标准电极电位很低,化学活性极强,在熔化状态能与绝大多数坩埚及造型材料发生反应。

在高温下也会与卤素、氧、硫、碳、氮等元素进行强烈作用,钛是氮气中能发生燃烧的元素之一。

钛粉尘在空气中因急剧氧化而可能发生爆炸。

钛与氢、碳、氮、氧元素反应后,材料的性质将发生明显变化,因此钛的熔炼、铸造、焊接等工艺过程应在真空或惰性气体中进行,一般热加工及热处理也应注意工件表面进行适当保护。

但另一方便,因为钛的钝化电位低,故钝化能力强。

在常温下金属表面极易形成由氧化物和氮化物组成的钝化膜,它在大气及许多浸蚀性介质中非常稳定,从而具有很好的抗蚀性。

因此,钛及钛合金可作为一种高抗蚀性材料在石油、化工、造船、食品及医疗等方面得到应用。

但是钛在某些介质中是不稳定的,如还原性酸(硫酸、盐酸)、氢氟酸、干氯气、热浓碱及甲醇等。

另外,钛合金有热盐应力腐蚀倾向,在气态和液态氧中及ClF3、N2O4、内有自燃自爆危险,使用中应予注意。

二、成分和分类合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。

其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。

②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。

前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。

③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。

钛合金一般按退火组织分为α型,β型及α+β型三大类。

1、α型钛合金这类钛合金在退火状态下具有α单相组织(在铁、硅等杂质含量较高时,组织中可能出现很少的β相),合金元素以α稳定化元素铝为主,其典型代表是TA7。

α型钛合金的特点是具有良好的耐热性和组织稳定性,是发展耐热钛合金的基础。

其缺点是变形抗力较大,不能热处理化,常温强度不够高,抗拉强度大多在1000MPa以下。

2、α+β型合金该合金退火组织为α+β相,合金组员除β稳定化元素外,一般也含有一定量的铝、锡等,α+β型合金的优点是可通过调整成分,使合金的组织,即α和β相的性质与比例在很宽的范围内变动,从近α型直到近β型合金,以满足不同的设计和使用要求。

α+β型合金可进行热处理化,强化效果随β稳定化组元浓度的增加而提高,一般为25~50%,少数合金强度增加可达80%。

α+β型合金热加工工艺性良好,变形抗力小,但合金的组织及性能对工艺参数十分敏感。

因此,为了获得优质毛坯或半成品,必须严格控制加工规范。

这类合金的焊接性能不如α型合金。

3、β型合金其中包括热力学稳定型β合金及亚稳定β型钛合金两种。

亚稳定β钛合金在固溶状态具有良好的工艺塑形,便于加工成型,时效处理后可获得很高的强度性能。

亚稳β型合金的缺点是对杂质元素敏感性高,组织不够稳定,耐热性较低,不宜在高温使用。

另外,该类合金工艺也比较一般的复杂,焊接性较差。

三、应用范围钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。

另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。

还有抗磨性差,生产工艺复杂。

钛的工业化生产是1948年开始的。

航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。

目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。

使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。

此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

中国于1956年开始钛和钛合金研究;60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。

钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。

1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。

60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。

钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。

70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。

马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。

又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。

当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。

70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。

航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。

人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。

利用钛合金强度大、超级耐腐蚀的特点制成的高强度弹簧,已经广泛运用于床垫等民用领域。

通过在床垫弹簧中使用钛合金技术的品牌,其中新型的钛合金弹簧,能顺应身体曲线,达到由软至硬、由浅入深的独特承托效果,轻松享受深度睡眠。

并且,经两次高温定型处理,弹簧的弹性和回复力得到有效提升,耐用度增强。

因为床垫属于耐用消费品,消费者购买后会不间断使用数年甚至10年以上,而消费者睡眠中每一次翻身、起卧都是对弹簧的一次考验及使用寿命的消耗。

以单张床垫使用10年计算,单个弹簧的物理变形次数将超过10万次。

而高强度的钛合金弹簧由于有着优良的抗屈服度物理性质,因此虽历经长年使用却依然能保持如初的状态。

有的大品牌床垫采用了的钢丝弹簧采用了数条优质的钢丝屈绕而成,回弹力极强,比如美国本土制造的Simmons品牌独立袋装床垫,部分产品所用的钢丝弹簧便是由数股细钢丝屈绕而成的。

四、开发进展近年来,各国正在开发低成本和高性能的新型钛合金,努力使钛合金进入具有巨大市场潜力的民用工业领域阳。

国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在以下几方面。

高温钛合金折叠世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V,使用温度为300-350℃。

随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金,以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。

目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有.英国的IMI829、IMI834合金;美国的Ti-1100合金;俄罗斯的BT18Y、BT36合金等。

表7为部分国家新型高温钛合金的最高使用温度[26]。

近几年国外把采用快速凝固/粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向,使钛合金的使用温度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。

美国麦道公司采用快速凝固/粉末冶金技术戚功地研制出一种高纯度、高致密性钛合金,在760℃下其强度相当于目前室温下使用的钛合金强度[26]。

钛铝化合物为基的钛合金折叠与一般钛合金相比,钛铝化合物为基钠Ti3Al(α2)和TiAl(γ)金属间化合物的最大优点是高温性能好(最高使用温度分别为816和982℃)、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻(密度仅为镍基高温合金的1/2),这些优点使其成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料[26]。

目前,已有两个Ti3Al为基的钛合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美国开始批量生产。

其他近年来发展的Ti3Al为基的钛合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。

TiAl (γ)为基的钛合金受关注的成分范围为Ti-(46-52)Al-(1-10)M(at.%),此处M为v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一种元素。

最近,TiAl3为基的钛合金开始引起注意,如Ti-65Al-10Ni合金[1]。

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