材料科学与工程导论-兰州大学43页PPT

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材料科学和工程导论(ppt 16页)

材料科学和工程导论(ppt 16页)
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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。材料和能源、信息被 称为人类社会的“三大支柱”。
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材料的地位和作用
一种重要新材料的发现和使用, 都把人类支配自然的能力提高到一 个新水平,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 变革,从而把人类物质文明和精神 文明推向前进。
学 与 工

结构
陶瓷 电子材料 金属 高分子材料
材料科学与工程的纵向或横向分类方法
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快乐总和宽厚的人相伴,财富总与诚信的人 伴,聪明总与高尚的人相伴,魅力总与幽默 人相伴,健康总与阔达的人相伴。人生就有 多这样的奇迹,看似比登天还难的事,有时 而易举就可以做到,其中的差别就在于非凡 信念。影响我们人生的绝不仅仅是环境,其 是心态在控制个人的行动和思想。同时,心 也决定了一个人的视野和成就,甚至一生无 你觉得自己多么了不起,也永远有人比更强
进行改革;
• 按照“四要素”原则重新构建材料科学与
工程的大材料学科。
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基本性能效能
ba
受环境影响 (气氛 温度
受力状态)
成合分成/制备
组织结构
制备与 加工
结构效/能成分 (使用性能)
性质
理论及材料 与工艺设计
材料科学与工程的内涵
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材料科学与工程的形成和发展 材料科学与工程
使用


四 加工

要 素 性能
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材料科学与工程的形成和发展
材料科学与工程的形成与发 展,反映了学科发展从细分 到整合(综合)的基本规律。
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材料科学与工程的形成和发展

材料科学与工程导论

材料科学与工程导论

(16.15)
Ect=EmEf/(VmEf+VfEm)
=EmEf/[(1-Vf)Ef+VfEm] 例题16.2
(16.16)
假设例题16.1中,应力变为轴向加载,计 算复合材料轴向弹性模量
材料科学与工程导论
轴向拉伸强度:
连续、取向纤维-增强复合材料轴向加载, 强度是应力-应变曲线上最大应力(图 16.9b),对应于纤维断裂,而且标志着复 合材料失效的起始点。表17.1 列出了三种 普通纤维复合材料的轴向和横向拉伸强度 值。这种类型复合材料的失效是一个相对 复杂的过程,而且几种失效模式都有可能。 对一种具体的复合材料,起用那种模式由 纤维和基体的特性以及纤维-基体界面键 合的本质和强度决定。
材料科学与工程导论
图16.9 (a) 脆性纤维和延性基体材料的应力-应 变曲线;(b)取向排列增强复合材料的应力应变 曲线,单轴应力沿取材向料科学排与工程列导论方向施加。
当纤维开始断裂时,复合材料失效开始 启动,这对应于图16.9b 中应变大约为εf* 点。由于下面几个原因,复合材料失效 不是灾难性的。首先并不是所有的纤维 同时断裂,因为脆性纤维材料的断裂强 度总有差别。其次,即使纤维断裂后, 基体仍然完整,因为εf*<εm*(图16.9a)。 因此这些断裂的纤维比原来的长度短, 仍然镶嵌在完整的基体内,因而当基体 继续塑性变形时,能够承受减弱的载荷。
材料科学与工程导论
如果我们假设εf*<εm*图16.9a (这是通常的 情形),那么纤维先于基体失效。一旦纤
维断裂后,纤维承受的绝大部分载荷将传
递给基体,如果这种情形属实,可以将这
种类型复合材料的应力表达式16.7 改编成下
面的复合材料轴向强度表达式,σcl* :

材料科学与工程课堂PPT

材料科学与工程课堂PPT

(7.15)
Section 7.7
Furthermore, it is occasionally more convenient to represent strain as true strain T, defined by
(7.16)
If no volume change occurs during deformation, that is, if
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)
A standard tensile specimen
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Sometimes it is more meaningful to use a true stress–true strain scheme. True stress T is defined as the load F divided by the instantaneous cross-sectional area Ai over which deformation is occurring (i.e., the neck, past the tensile point), or
Ai li = A0l0
(7.17)
true and engineering stress and strain are related according to
(7.18a) (7.18b)
Equations 7.18a and 7.18b are valid only to the onset of necking; beyond this point

材料科学和工程导论PPT(16张)

材料科学和工程导论PPT(16张)


8、世上的事,只要肯用心去学,没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心,对阳光,对美,对痛楚。

9、别再去抱怨身边人善变,多懂一些道理,明白一些事理,毕竟每个人都是越活越现实。

10、山有封顶,还有彼岸,慢慢长途,终有回转,余味苦涩,终有回甘。

11、人生就像是一个马尔可夫链,你的未来取决于你当下正在做的事,而无关于过去做完的事。

4、世界上只有想不通的人,没有走不通的路。将帅的坚强意志,就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样,在军事艺术中占有十分突出的地位。

5、世上最美好的事是:我已经长大,父母还未老;我有能力报答,父母仍然健康。

6、没什么可怕的,大家都一样,在试探中不断前行。

7、时间就像一张网,你撒在哪里,你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了,可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的,可只有到最后才不得不承认。

18、无论是对事还是对人,我们只需要做好自己的本分,不与过多人建立亲密的关系,也不要因为关系亲密便掏心掏肺,切莫交浅言深,应适可而止。

19、大家常说一句话,认真你就输了,可是不认真的话,这辈子你就废了,自己的人生都不认真面对的话,那谁要认真对待你。

20、没有收拾残局的能力,就别放纵善变的情绪。

15、如果没有人为你遮风挡雨,那就学会自己披荆斩棘,面对一切,用倔强的骄傲,活出无人能及的精彩。

16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限,则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人,迟早有一天它会找到你。

17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求,他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣,比将来实际享受的乐趣要大得多。

材料工程导论总复习课件

材料工程导论总复习课件

显微组织分析
如金相显微镜、扫描电子显微镜等。
物性测量
涉及热学、光学、电学等性质测量。
力学性能测试
如硬度测试、拉伸强度测试等。
耐候性测试
涉及光照、温度、湿度等环境因素测试。
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高分子材料
高分子材料的性质与结构
分子链结构
高分子材料由长链的大分子组成, 这些分子可能具有线型、支链型 或网状结构。
聚集态结构
新材料工程领域的技术创新主要体现在纳米 材料技术、3D打印技术、先进复合材料等 方面,这些技术的应用将为材料工程带来新 的发展机遇。
应用领域
新材料工程领域的应用范围广泛,包括航空 航天、汽车、电子、医疗等多个领域,为推 动科技进步和经济发展做出重要贡献。
材料工程领域的未来展望
科研成果转化
加强科研机构与企业的合作,加快科研成果的转化速度,推动新材料与新技术的实际应用。
复合材料的定义和分类
根据基体和增强材料的组合和特点,将复合材料分为不同类型, 如金属基、聚合物基、陶瓷基等。
增强材料的性质与选择
分析增强材料的性质,如强度、刚度、耐热性等,并讨论选择增强 材料的原则和考虑因素。
复合材料的结构设计
介绍复合材料的结构设计原则和方法,包括增强材料的形状、大小、 取向等,以及基体的类型和性质。
主要测试材料的耐腐蚀性、抗氧化性、 化学稳定性等。
生物学性能测试
针对生物相容性材料,测试其对生物 体的反应、生物活性和生物相容性等。
材料微观结构表征
光学显微镜分析
利用光学显微镜观察材料的微观结构和形貌。
透射电子显微镜分析
利用透射电子显微镜观察材料的内部结构和 晶体结构。
扫描电子显微镜分析
通过扫描电子显微镜观察材料的表面形貌和 微观结构。

材料科学与工程导论

材料科学与工程导论

材料科学与工程导论材料科学与工程导论1 本课程的基本概念:材料科学虽然是一门基础科学,但是它涉及到诸如本课程的基本概念:表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论;同时也与信息科学、生命科学、深海和深空科学等现代科学技术紧密相连。

1.1材料与人类文明一、材料与人类文明发展(历史贡献)--石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料时代……陶器(china) 1.陶器出現是人类跨入新石器时代的重要标志之一,2.据目前已知的考古资料,中国的陶器制作至少已8000年以上的历史。

青铜:第一种合金1.青铜,古称金或吉金,是红铜与其它化学元素(锡、镍、铅、磷等)的合金。

2.史学上所称的“青铜时代”是指大量使用青铜工具及青铜礼器的时期。

3.到春秋战国時期,齐国工匠总结科技经验写成的《考工记》一书中,提出了「金有六齐」,这是世界科技史上最早的冶铜经验总结。

二、材料与人类现代文明--材料是发展高科技的先导和基石(一)支撑人类现代文明大厦的四大支柱技术1.材料科学与技术2.生物科学与技术3.能源科学与技术4.信息科学与技术* 其中材料是基础!材料的应用:计算机与材料;飞机和材料;复合科学材料能源。

(二)新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。

1.主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料;2.嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料;3.Si半导体材料为代表的太阳能电池材料;4.铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。

1.2材料科学概论化学成分不同的材料其性能也不相同。

但对于同一成分的材料,通过不同的加工工艺也可以使其性能发生极大的变化。

*可见,除化学成分外,材料内部的结构和组织状态也是决定材料性能的重要因素。

*材料科学与工程( MSE )四要素:材料的合成与制备;成分与组织结构;材料特性;服役行为与使用寿命。

材料科学与工程导论PPT课件

材料科学与工程导论PPT课件

太空行走
可编辑课件PP火T 星探测
太空攻19 防
世界前沿科技领域的发展动向
航空技术发展面临历史性机遇,应用前景广阔
高超声速导弹、飞机有望在2020年左右进入实际应用 高效、环保发动机的研制倍受关注 智能结构技术开始得到应用,如智能蒙皮、变形飞机等 无人驾驶飞机称为研究热点
航空发动机 可编辑课件PPT
卫星
经济和社会发展对材料科技的重大需求
信息
基础及支柱产业的发展
机械计算机 电子计算机 晶体管计算机 当代计算机
电子管
晶体管 计算机的发展
集成电路
可编电辑课话件PP的T 演变历史
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经济和社会发展对材料科技的重大需求
能源
基础及支柱产业的发展
铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池

电 池
锂离子电池 燃料电池 太阳能电池
可编辑课件PPT
3
经济和社会发展对材料科技的重大需求
基础及支柱产业的发展
材料 科技
重大 前沿科技的发展 需求 生活质量的提高
外 力
材料科学自身的发展
可编辑课件PPT
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经济和社会发展对材料科技的重大需求
制备
工业原料
制备
开采
原材料
矿产
再生循环
工程材料 分类/再制造
产品设计 制造装配
废料
农业、建筑、环境
无人机20
世界前沿科技领域的发展动向
能源技术将变革未来社会的动力基础,促进人类实 现可持续发展
煤炭的高效清洁利用成为化石能源技术研发热点 核能技术酝酿新的突破 氢能技术研发和商业应用加速 新能源和可再生能源技术展现良好前景
核电站
可编辑课件PP燃T 料电池车

材料科学与工程课件PPT

材料科学与工程课件PPT
• 供能方式有:(1)光频发射(光致发光); (2)阴极射线、X-射线及其它高能粒子的
辐射;(3)电场引发的场致发光(材料?)
• 家用日光灯的玻璃管内涂有卤磷酸钙 [Ca5(PO4)3(F,Cl): Sb3+,Mn2+]萤光粉,在汞蒸 汽机辉光放电产生的紫外线照射下放出较
宽波长的可见光。(早期)彩色电视显象
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!
Side chain LEPs with light-emitting groups in the side chains
Advantages A variety of possible pendant molecules Chemical stability Ease of processability
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单线态与三线态
如图所示的(2),此 时分子的电子排布违反 了两条排布原则,处于 单线激发态。
如图所示的(3),此 时分子的电子排布违反 了一条排布原则,处于 三线激发态。
电致发光材料中的能量传输
单线 激发 态
激发
荧光
非光 耗散
三线激发态 磷光
基态
磷光及荧光
物质受到外来光线、电子、高能粒子的照射 时,就会发光.如果照射引起物质原子外层 电子扰动,电子受激后向低能级跃迁,就可 发射包括红外线、紫外线和可见光。
1. 载流子的注入从阴极和阳极注入 2. 载流子的迁移电子和空穴分别向发光层迁移 3. 载流子的空穴和迁移电子在发光层中相遇复合并产生

材料科学与工程导论 第1章 材料与社会(1)

材料科学与工程导论 第1章 材料与社会(1)

• 第二篇 传统材料
–第四章 金属材料 –第五章 无机非金属材料 –第六章 高分子材料 –第七章 复合材料
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–第十二章 纳米材料
–第十三章 智能材料 • 第四篇 材料专业的设置 –第十四章 材料类专业设置
主要参考书目
许并社. 材料概论[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012 (¥29.0元). 施惠生. 材料概论[M]. 上海: 同济大学出版社, 2009 (¥26.0元). 杜双明, 王晓刚. 材料科学与工程概论[M]. 西安: 西安电子科技大学出版 社, 2011 (¥30.0元). 郑子樵, 封孝信,方鹏飞. 新材料概论[M]. 长沙: 中南大学出版社, 2009 (¥38.0元). 徐晓虹, 等. 材料概论[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006 (¥28.4元). 顾家琳, 等. 材料科学与工程概论[M]. 北京: 清华大学出版社, 2005 (¥32.0元). 杜彦良, 张光磊. 现代材料概论[M]. 重庆: 重庆大学出版社, 2009 (¥45.0 元). 许并社. 材料科学概论[M]. 北京: 北京工业大学出版社, 2002 (¥19.0元) .
总之,"导论"的作用已由概要介绍一篇文章或一
本书,发展到用一本书来介绍一门学科专业了。
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本课程的主要内容
• 第一篇 概论
–第一章 材料与社会 –第二章 材料科学与工程 纲要 –第三章 材料工艺
• 第三篇 新材料
–第八章 高性能结构材料 –第九章 新能源材料 –第十章 信息功能材料 –第十一章 生物医用材料什么是“ Nhomakorabea能材料” ?
以特殊的电学性能或各种电效应作为主要性能指标的一 类材料。
1.1.2 材料的分类

材料科学与工程学导论 (6)

材料科学与工程学导论 (6)

专注今天,好好努力,剩下的交给时 间。20.12.2720.12.2703:0303:03:4903:03:49Dec-20
牢记安全之责,善谋安全之策,力务 安全之 实。2020年12月27日 星期日3时3分49秒Sunday, December 27, 2020
聚乙烯生产线
聚氯乙烯(PVC)
聚苯乙烯(PS)
PS保温板
PS光纤
氟塑料
是各种含氟塑料的总称。
聚四氟乙烯(PTFE)。1950年首先由杜邦公 司投产。有“塑料王”之称。
是高结晶度聚合物,无熔融态,分解温度400 ℃ ,可 在260 ℃以下长期下使用,耐低温达-200 ℃ ,力学 性能优异。光滑不粘,摩擦系数极小,具有自润滑性。 耐化学腐蚀性极强,耐强酸、强碱、有机溶剂,能耐 王水及沸腾的氢氟酸。具有塑料中最好的电绝缘性能。
表 三大高分子材料的比较
纤维
塑料
橡胶
分子量 加工方法
一般 1~7 万 熔融纺丝
一般 6~30 万 一般 15~30 万
挤出、注塑、 硫化交联
吹塑成型等
机械性能
高强度
介于两者之
(>35000N/cm2)

高模量
(>35000N/cm2)低
伸长率(<5~50%)
初始模量 很低,高弹
性形变 (500-100
聚氯乙烯(PVC)保鲜膜存在的问题
聚合物盘基片
性能要求
高的透光率、光学纯度、尺寸稳定性和热变 形温度,较好的机械性能和加工性能、低的 双折射和成本等。
主要材料:
聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 改性双酚A环氧树脂、非晶态聚烯烃等
功能高分子材料
医用高分子 导电高聚物 液晶高分子 智能聚合物 高吸水性树脂等等

材料科学与工程导论 第1章 材料与社会(2)

材料科学与工程导论 第1章 材料与社会(2)

1.2.1 材料与人类文明
新材料时代 1900 —:
20世纪90年代后,现代复合材料、各种新材料层出不 穷,并得到快速发展,标志着人类已进入新材料时代。
新材料使新技术得以产生和应用,而新技术又促进了 新工业的出现和发展。
1.2.1 材料与人类文明
从人类利用材料的历史中可以清楚地看到:每一种重要 新材料的发现和应用,都会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将引起生产 技术的重大变革,甚至引发一场世界性的技术革命,大大加 速社会发展的进程,给社会生产力和人类生活带来巨大的变 革,把人类物质文明推向前进。
1.2.1 材料与人类文明
400,000 BC — 4,500 BC 石器时代 (Stone Age) 人类主要以石头、骨 头、木制作简单的工具。
燧石:神奇的石头
1.2.1 材料与人类文明
陶器(Pottery)
• 陶器的出现是人类跨 入新石器时代的重要 标志之一
• 据考古资料,中国陶 器制作历史至少有 8000年以上
1950,制出第1只硅晶体管。 1952,用直拉法培育硅单晶成功。 1953,用无坩埚区域熔化法拉制单晶。 1955,采用Zn还原SiCl4法生产纯硅,但不能满足制造晶体管的要求 1956,氢还原SiHCl3法。 1960,用氢还原SiHCl3法进行工业生产,已具规模。 硅整流器、硅闸流管问世,促使硅材料的生产一跃而居半导体材料的 首位。 1960年代,硅外延生长单晶技术和硅平面工艺。 硅晶体管制造技术趋于成熟,集成电路迅速发展。 1980年代初,全世界多晶硅产量达2500吨。
突目面具 铸于商代晚期,高64.5cm,宽
138cm,眼球柱状外突长达13.5cm
1.2.1 材料与人类文明 司母戊鼎

材料科学导论ppt课件

材料科学导论ppt课件
➢ 20世纪70年代,人们把材料科学与能源科学和 信息科学并列,称作现代文明的三大支柱
➢ 20世纪80年代,又把新材料技术、信息技术、 生物技术作为新技术革命的主要标志
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二、材料的分类
❖ 用 途:结构材料、功能材料 ❖ 结晶状态:单晶材料、多晶材料、非晶态材料 ❖ 几何形态:三维材料、二维材料、一维材料和
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普通陶瓷的分类
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三、材料与人类文明
➢ 材料的发展史,就是人类社会的发展史 ➢ 材料的发展史,就是科学技术的发展史 ➢ 历史学家根据当时所使用的最重要材料来命名
早期人类时代(如:石器、青铜、铁器时代)
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材料的发展水平和利用程度已成为人类文明 进步的标志。
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1. 石器时代(Stone Age) (1)天然材料
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后周(953年)沧州铁狮 (中国现存最早的大型铸件艺术品,重约40吨)
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湖北当阳宋代铁塔 (不用砖石木料,完全用生铁铸成,重53吨,不 加焊接;形体瘦削挺拔,稳健玲珑;塔身向北倾
斜,以抵御北风)
33

❖ 含碳量在0.0218~2.11%之间的铁碳合金称为钢 ❖ 冶炼温度更高,强度更高,用途更广 ❖ 距今1800年前出现了两步炼钢技术,即先炼成
材料科学和材料工程紧密联系,它们之间没 有明显的界线;在解决实际问题中,不能将科学 因素和工程因素独立考虑。
6
材料科学
设备 工艺
结构
性能 构件行为
材料工程 材料科学与工程是研究有关材料的成分、结 构和制造工艺与其性能和使用性能间相互关系的 知识及这些知识的应用,是一门应用基础科学。
7
材料科学与工程的四要素
从兴隆战国铁器遗址中发掘出了浇铸农具用 的铁模,冶铸技术已由泥砂造型水平进入铁模铸 造的高级阶段。

材料科学与工程导论-兰州大学PPT文档43页

材料科学与工程导论-兰州大学PPT文档43页
类 的状态 中,哪 里没有 法律, 那里就 没有自 由。— —洛克

30、风俗可以造就法律,也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
材料科学与工程导论-兰州大学

26、我们像鹰一样,生来就是自由的 ,但是 为了生 存,我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子,然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索

27、法律如果不讲道理,即使延续时 间再长 ,也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克

28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
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材料科学与工程导论-兰州大学
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里,没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多,公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿;只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保 。—— 威·厄尔
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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