工程材料学绪论
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工程材料学PPT课件第0章绪论
经有了较高的成就。
宋应星 高炉铁水流入炼钢炉 （方塘），人急速搅 动，利用空气氧化铁 水中的碳，用潮湿泥 灰做氧化剂加速脱碳 （20低24/碳6/2 钢，高碳钢）
0.1.2第二阶段―――金属材料学科的基础
• • 1803年—原子学说 • 1830年--32种晶体类型 • 1839年--Miller指数 • 1861年--钢的临界转变温度 • 1864年--金相照片 • 1888年--渗碳体 • 1891年--点阵理论 • 十九世纪末—相律、固溶体、平衡相图
• 现代金属材料:
2024/6/2
（1）先进结构材料 （2）高温合金材料 （3）新型工具钢 （4）金属功能材料
（1）先进结构材料
• 我国钢铁世界第一，但27％依赖进口，8％不能 生产。能耗高，污染环境。
• 需要高比强度、比刚度、耐磨、耐蚀、抗疲劳、 抗老化的钢，超细钢、纯、均、 细组织。 低合金高强度钢、耐磨钢、耐蚀钢、抗氧化钢、 不锈钢、硬质合金。
钢铁工业，在发达国家已进入衰退阶段，原因就是有许多新 材料来代替钢铁，并且钢铁生产污染环境，他们往往把这些企 业放在第三世界国家。 而钢铁在我国还在成熟阶段，2012年 我国的粗钢产量已经突破7亿吨，在全世界总产量中所占的比 例由2004年的26.3%上升到2012年的48.7%。
万元GDP能耗20.5t标准煤，是西方的10倍。2003年中国
参考书
• 《金属材料学》戴起勋主编，化学工业出版社2011年 • 《金属材料学》文九巴主编，机械工业出版社2011年
• 《金属材料学》 吴承建 机械工业出版社 2001年 • 《金属材料学》 王笑天 机械工业出版社 1987年 • 《合金钢》 章守华 冶金工业出版社 1981年
• William F. Smith. Structure and Properties of Engineering Alloys– 2nd edition. McGraw-Hill Education, 1993.
宋应星 高炉铁水流入炼钢炉 （方塘），人急速搅 动，利用空气氧化铁 水中的碳，用潮湿泥 灰做氧化剂加速脱碳 （20低24/碳6/2 钢，高碳钢）
0.1.2第二阶段―――金属材料学科的基础
• • 1803年—原子学说 • 1830年--32种晶体类型 • 1839年--Miller指数 • 1861年--钢的临界转变温度 • 1864年--金相照片 • 1888年--渗碳体 • 1891年--点阵理论 • 十九世纪末—相律、固溶体、平衡相图
• 现代金属材料:
2024/6/2
（1）先进结构材料 （2）高温合金材料 （3）新型工具钢 （4）金属功能材料
（1）先进结构材料
• 我国钢铁世界第一，但27％依赖进口，8％不能 生产。能耗高，污染环境。
• 需要高比强度、比刚度、耐磨、耐蚀、抗疲劳、 抗老化的钢，超细钢、纯、均、 细组织。 低合金高强度钢、耐磨钢、耐蚀钢、抗氧化钢、 不锈钢、硬质合金。
钢铁工业，在发达国家已进入衰退阶段，原因就是有许多新 材料来代替钢铁，并且钢铁生产污染环境，他们往往把这些企 业放在第三世界国家。 而钢铁在我国还在成熟阶段，2012年 我国的粗钢产量已经突破7亿吨，在全世界总产量中所占的比 例由2004年的26.3%上升到2012年的48.7%。
万元GDP能耗20.5t标准煤，是西方的10倍。2003年中国
参考书
• 《金属材料学》戴起勋主编，化学工业出版社2011年 • 《金属材料学》文九巴主编，机械工业出版社2011年
• 《金属材料学》 吴承建 机械工业出版社 2001年 • 《金属材料学》 王笑天 机械工业出版社 1987年 • 《合金钢》 章守华 冶金工业出版社 1981年
• William F. Smith. Structure and Properties of Engineering Alloys– 2nd edition. McGraw-Hill Education, 1993.
工程材料学第01章绪论
贵金属（Ag，Au，Pt，Pd）
稀有金属（Zr，Nb，Ta）
放射性金属（Ra，U）
高分子材料：
由低分子化合物依靠分子键聚合而成的有机聚合物
主要组成：C，H，O，N，S，Cl，F，Si
三大类： 塑料（低分子量）： 聚丙稀
树脂（中等分子量）：酚醛树脂，环氧树脂
橡胶（高分子量）： 天然橡胶，合成橡胶
应力：＝F/S, 应变：= L/L0
过程： 外力增加，试样伸长。得到F－L曲线，换算为－曲线。材料表现为弹性变形、均匀塑性变形、颈缩、断裂。
1.弹性与刚度
弹性变形：
弹性模量：线性部分斜率 σ＝E ×ε E＝σe/εe
材料变形曲线中的线性部分（OA`）。线性部分的应变弹性大小，即弹性极限。
越王勾践剑
2400年前
主要的成份： 青铜（铜-锡合金），还含有少量的铅、铁、镍和硫等，剑身的黑色菱形花纹是经过硫化处理的，剑刃精磨技艺水平可同现在精密磨床生产的产品相媲美
吴王夫差矛
第二节 材料分类
非铁金属材料： 轻金属（Ni以前）
重金属（Ni以后）
塑性变形： 当σ超过A´点后，试样除发生弹性变形外，还发生塑性变形，当外力卸载后，材料仍保持部分残余变形――塑性变形。
强度与塑性
硬度 是衡量材料软硬程度的指标，反映材料抵抗局部塑性变形的能力。
布氏硬度 洛氏强度 维氏强度 莫氏硬度
根据测量方法不同分：
硬 度
布氏硬度
用直径D钢球在力P的作用下压在试样上一定时间,压痕直径为d。实用于较软的塑性材料。
弹性模量（刚度）表示材料抵抗弹性变形能力，是材料的刚度指标。这是材料的固有特性，反映了材料内部原子结合键的强弱。
2.强度与塑性
土木工程材料绪论
标。
耐腐蚀性
材料抵抗各种腐蚀介质的能力，对于 提高结构物的使用寿命具有重要意义。
环境协调性
材料在生产、使用和废弃过程中对环 境的友好程度，包括能耗、排放、可 回收性等方面。
抗老化性
材料在长期使用过程中保持其性能的 能力，对于延长结构物的使用寿命具 有重要意义。
03
土木工程材料的生产与加 工
原材料的选择与制备
土木工程材料绪论
目录
• 绪论 • 土木工程材料的性质 • 土木工程材料的生产与加工 • 土木工程材料的应用与案例分析 • 土木工程材料的质量控制与检测
01
绪论
土木工程材料的定义与分类
定义
土木工程材料是指用于土木工程建设 的各种材料的总称，是构成土木工程 实体的主要组成部分。
分类
根据用途可分为结构材料、功能材料 和装饰材料等；根据材质可分为金属、 非金属和复合材料等。
性能。
检测方法
为了确保材料的质量符合标准，需要采用适当的检测方法对材料的各项性能进行检测。 检测方法包括实验室检测、现场检测等，具体应根据材料的特点和相关标准选择合适的
检测方法。
材料性能的快速检测技术
快速检测的意义
传统的材料性能检测方法周期较长，难以满足工程进度的要求。因此，快速检测技术对于提高工程效率、降低成 本具有重要意义。
在满足功能和安全的前提下，道路桥梁材 料应尽量选择成本较低、易于获取和加工 的种类，降低工程成本。
水利工程材料的特殊要求
防渗性好
水利工程材料应具备良好的防渗性能，能够防止水渗透对工程造成影 响。
耐久性好
水利工程材料应具备较好的耐久性，能够承受水流、水压和自然环境 的作用，保持长期使用。
抗冲刷性好
耐腐蚀性
材料抵抗各种腐蚀介质的能力，对于 提高结构物的使用寿命具有重要意义。
环境协调性
材料在生产、使用和废弃过程中对环 境的友好程度，包括能耗、排放、可 回收性等方面。
抗老化性
材料在长期使用过程中保持其性能的 能力，对于延长结构物的使用寿命具 有重要意义。
03
土木工程材料的生产与加 工
原材料的选择与制备
土木工程材料绪论
目录
• 绪论 • 土木工程材料的性质 • 土木工程材料的生产与加工 • 土木工程材料的应用与案例分析 • 土木工程材料的质量控制与检测
01
绪论
土木工程材料的定义与分类
定义
土木工程材料是指用于土木工程建设 的各种材料的总称，是构成土木工程 实体的主要组成部分。
分类
根据用途可分为结构材料、功能材料 和装饰材料等；根据材质可分为金属、 非金属和复合材料等。
性能。
检测方法
为了确保材料的质量符合标准，需要采用适当的检测方法对材料的各项性能进行检测。 检测方法包括实验室检测、现场检测等，具体应根据材料的特点和相关标准选择合适的
检测方法。
材料性能的快速检测技术
快速检测的意义
传统的材料性能检测方法周期较长，难以满足工程进度的要求。因此，快速检测技术对于提高工程效率、降低成 本具有重要意义。
在满足功能和安全的前提下，道路桥梁材 料应尽量选择成本较低、易于获取和加工 的种类，降低工程成本。
水利工程材料的特殊要求
防渗性好
水利工程材料应具备良好的防渗性能，能够防止水渗透对工程造成影 响。
耐久性好
水利工程材料应具备较好的耐久性，能够承受水流、水压和自然环境 的作用，保持长期使用。
抗冲刷性好
工程材料绪论全解PPT课件
石器
陶器
瓷器 4
我国青铜的冶炼在夏朝(公元前2140年始)以前就开始了，到殷、西周时期已发展到很高的水 平。青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎重达8750 N, 外型尺寸为1.33 m×0.78 m×1.10 m, 是迄今世界上最古老的大型青铜器。从湖北隋县出土的战 国青铜编钟是我国古代文化艺术高度发达的见证。
1、离子键 当周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时，前者失去最外层价电子变
成带正电荷的正离子，后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。正离子和负离子由静电引力 相互吸引；同时当它们十分接近时发生排斥，引力和斥力相等即形成稳定的离子键。NaCl、CaO 、Al2O3等由离子键组成。
离子键的结合力很大，因此离子晶体的硬度高，强度大，热膨胀系统小，但脆性大。离子键 中很难产生可以自由运动的电子，所以离子晶体都是良好的绝缘体。在离子键结合中，由于离子 的外层电子比较牢固地被束缚，可见光的能量一般不足以使其受激发，因而不吸收可见光，所以
工程材料课程介绍
工程材料课程是高等院校机械类专业的一门十分重要的技术基础课。课程的任务是从机械工 程的应用角度出发，阐明机械工程材料的基本理论，了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与 性能之间的关系；介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。
本课程的目的是使学生通过学习，在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上，具 备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步能力 。
近年来超导材料、磁性材料、形状记忆材料、信息材料等各种功能材料有很大的发展。 我国在新材料新工艺的研究和应用方面取得重大成果。 ➢ 研制成功性能优越、用途广泛的新型结构钢—贝氏体钢； ➢ 研制出零电阻温度为128.7 K的Tl-Ca-Ba-Cu-O超导体(铊系超导体)； ➢ 镁铝合金的开发和应用研究取得重大成果。 ➢ 材料快速成型技术和材料表面处理技术在我国得到迅速发展。
工材基础绪论第一章
“工程材料基础”绪论一、材料在社会发展中的作用1．材料的发展与人类社会的发展紧密联系人类社会历史：石器时代、铜器时代和铁器时代2．我国劳动人民在材料发展上曾取得辉煌成就3．材料在现代科技中占有重要地位材料、信息和能源是现代科技三大支柱二、工程材料的分类及性能特点三、本课程的任务及主要内容材料的性能→应用材料的组织、结构→性能材料的化学成分↘材料的组织材料的加工工艺↗材料的结构即：材料的化学成分↘材料的组织材料的加工工艺↗材料的结构→性能→应用主要内容：金属的晶体结构、合金相结构、金属的结晶、二元合金相图、铁碳合金相图、金属与合金的塑性变形、固态金属中的扩散、热处理原理与工艺、高分子材料结构与性能、陶瓷材料结构与性能四、教学要求教学环节：讲课36，习题课4，实验8 课程特点：技术基础课，掌握原理和方法，联系实际教学要求： 1.认真听课、作好笔记2．复习与作业3．实验与报告4．学习方法：概念、归纳总结、记忆五、考核问题成绩分配：平时成绩：30%（实验15%；习题15%）；考试70%，有期中测验考试方式：期末考试以笔试为主，少量同学可申请口试（人数<10%）六、主要参考书1．“材料科学基础”，马泗春主编，陕西科技出版社2．“Principles of MaterialsScience and Engineering”第三版，作者：William F.Smith,出版社：McGraw-Hill,Inc.第一章金属的晶体结构§1.1金属的概念一、金属的特性金属晶体良好的导电性和导热性正的电阻温度系数具有金属光泽良好的塑性变形能力二、金属原子的结构特点两个特点:(1).最外层电子数少,一般1-2个,且与原子核结合力弱,易成正离子;(2)过渡族金属（Cr,Fe,Co,Ni,Mo等)具有未填满的次外电子层,造成其化合价可变,结合力强等,具有高强度、高熔点的特点三、金属原子的键合方式金属键四、金属原子间的结合力和结合能双原子模型，三原子模型周期势场五、对金属特性的解释金属晶体，导电性和导热性正的电阻温度系数，金属光泽塑性变性能力重点：材料性能与微观结构关系，金属特性及其微观解释，金属键§1.2 金属的晶体性一、晶体的特性固态物质按其原子或分子的排列特征，可分为晶体和非晶体。
土木工程材料第一章绪论
Q——渗水总量，cm3； A——渗水面积，cm2；
d——试件厚度，cm；
t——渗水时间，h，
H——静水压力水头，cm。
抗渗等级 ( 记为 P) ，是以规定的试件在标 准试验条件下所能承受的最大水压力(MPa)来确 定。 材料的渗透系数越小或抗渗等级越高，表 明材料的抗渗性越好。地下建筑、压力管道等 设计时都必须考虑材料的抗渗性。
目前我国常用的标准有如下三大类： (1)国家标准 国家标准有强制性标准(代号GB)、推荐性标准(代
号GB／T)。
(2)行业标准
如建工行业标准 ( 代号 JG) 、建材行业标准 ( 代号
JC) 、冶金行业标准 ( 代号 YB) 、交通行业标准 ( 代号
JT)等。
(3)地方标准(代号DB)和企业标准(代号QB)
P——材料破坏时的最大荷载，N； A——受力面面积，mm2。
材料的抗弯试验一般用矩形截面试件，抗弯
强度计算有两种情况。一种是试件在二支点的中
间受一集中荷载作用，计算公式为：
3PL ff 2bh2
式中:ff L
——抗弯(折)强度，MPa;
P——试件破坏时的最大荷载，N；
—— 二支点之间距离，mm；
m V0
式中:ρo--材料的表观密度，kg／m3；
m——材料的质量，kg；
V。——材料在自然状态下的体积，m3。
1.2.1.3
堆积密度
散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量， 称为堆积密度，公式表示如下：
m 0 ' V0
'
式中:ρ’0——散粒材料的堆积密度，kg／m3；
m——散粒材料的质量，kg；
b、h——试件截面的宽度和高度，mm。
不同强度材料的比较，可采用比强度指
d——试件厚度，cm；
t——渗水时间，h，
H——静水压力水头，cm。
抗渗等级 ( 记为 P) ，是以规定的试件在标 准试验条件下所能承受的最大水压力(MPa)来确 定。 材料的渗透系数越小或抗渗等级越高，表 明材料的抗渗性越好。地下建筑、压力管道等 设计时都必须考虑材料的抗渗性。
目前我国常用的标准有如下三大类： (1)国家标准 国家标准有强制性标准(代号GB)、推荐性标准(代
号GB／T)。
(2)行业标准
如建工行业标准 ( 代号 JG) 、建材行业标准 ( 代号
JC) 、冶金行业标准 ( 代号 YB) 、交通行业标准 ( 代号
JT)等。
(3)地方标准(代号DB)和企业标准(代号QB)
P——材料破坏时的最大荷载，N； A——受力面面积，mm2。
材料的抗弯试验一般用矩形截面试件，抗弯
强度计算有两种情况。一种是试件在二支点的中
间受一集中荷载作用，计算公式为：
3PL ff 2bh2
式中:ff L
——抗弯(折)强度，MPa;
P——试件破坏时的最大荷载，N；
—— 二支点之间距离，mm；
m V0
式中:ρo--材料的表观密度，kg／m3；
m——材料的质量，kg；
V。——材料在自然状态下的体积，m3。
1.2.1.3
堆积密度
散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量， 称为堆积密度，公式表示如下：
m 0 ' V0
'
式中:ρ’0——散粒材料的堆积密度，kg／m3；
m——散粒材料的质量，kg；
b、h——试件截面的宽度和高度，mm。
不同强度材料的比较，可采用比强度指
材料工程基础绪论
六、材料工程基础课程安排 第一篇 金属材料及制备加工工艺 第二篇 陶瓷材料及其制备和加工工艺
第三篇 高分子材料与复合材料的制备和加 工工艺 第四篇 材料的失效与防护
第五篇 材料工程新技术
七、材料工程基础课程的意义 1了解材料工程技术及装备 2 以教学大纲内容为基础
3 结合材料学院特色方向
4 结合地区优势资源
四、材料工程基础所涉及的三大种类
金属材料 • 优点：综合力学性能好 ；耐热，耐寒；工艺性能 好；导电、导热、磁性好。 • 缺点：能源、资源、环境问题。价格相对较高。 陶瓷材料 • 优点：硬度高，弹性模量大；耐热，绝缘性好； 电阻率高，介电损耗低。 • 缺点：脆性问题。 高分子材料 • 优点：轻、柔韧、加工方便。 • 缺点：不耐热
八、本课程的性质与特点 本课程特点 概念术语多 需要学习的知识点多 涉及相关学科多（物理学、化学、热力学 、矿物学、金属学、陶瓷学以及高分子学 等） 需要系统性化了解工艺流程
八、本课程的性质与特点
本课程性质 讲授金属材料和非金属材料的零件及毛坯的成形 过程、原理及特点的学科专业基础课程。 包括材料成形主要工艺方法中的铸造、锻压、粉 末成形、焊接和塑料、橡胶、陶瓷的成形方法以 及有关模具设计、加工、制造方面的专业知识， 并介绍国内外正在发展的成形新技术、新工艺、 新方法。 通过本课程的学习，拓宽知识面。使学生掌握各 种材料成形的基本理论和基本方法，使学生能够 根据产品的形状、结构、尺寸以及生产实际情况 ，确定合理的成形过程及方法。
提出新概念、新理论。
材料工程侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想
并使之投入应用，二者相辅相成。
三、材料科学与材料工程的关系 材料科学基础: 将各种材料（包括金属、 陶瓷、高分子材料）的微观特性和宏观规 律建立在共同的理论基础上，用于指导材 料的研究、生产、应用和发展。它涵盖了 材料科学和材料工程的基础理论。 材料科学的基础理论，为材料工程指明方 向，为更好地选择、使用材料，发挥现有 材料的潜力、发展新材料提供理论基础。
工程材料学全套课件
工程材料按其性能特点分为结构材料和功能材料两大类。结构材料以 力学性能为主,兼有一定的物理、化学性能。功能材料以特殊的物理、化
学性能为主,如那些要求有电、光、声、磁、热等功能和效应的材料。 总之，工程材料包括了与工农业、国防尖端技术等各行各业有关的所
有材料。按照其基本成分分类见图1－1。
二、新材料发展趋势
2．结构材料趋向于复合化
尽管金属材料采用了一系列强韧化措施及发展了非金属材料，如 高分子材料和陶瓷材料,但由于单一材料存在难以克服的某些缺点， 如脆性、弹性模量低、比强度不足等。所以把不同的材料进行复合 以得到优于原组分性能的新材料，就成为结构材料发展的一个重要 趋势。如玻璃树脂基的第一代复合材料，碳纤维增强树脂基的第二 代复合材料，第三代复合材料则是正在发展的金属基、陶瓷基及碳 基复合材料。复合材料在航空、航天工业和汽车工业中获得了广泛 的应用，在化工设备和其它方面也有较多的应用。
7．材料的设计及选用计算机化
由于电子计算机及应用技术的高度发展，使得人们可以按照指定的 性能进行材料设计正逐步成为现实。通过电子计算机的应用以及量子 力学、系统工程和统计学的运用，可以在微观与宏观相结合的基础上 进行材料设计和选用，使之最佳化。目前已建立起计算机化的各种材 料性能数据库和计算机辅助选材系统，并进一步向智能化方向发展, 从而提高了工程技术的用材水平。
在工程应用中，通过激光束表面处理可在工件表面获得非晶态，具有高 耐磨性和耐蚀性。另外，非晶态的硅太阳能电池，光电转换率可达15％， 有很大进一步实用化研究价值。
5．功能料迅速发展
功能材料是当代新技术中能源技术、空间技术、信息技术和计算机技术 的物质基础。功能材料是90年代材料研究与生产中最活跃的领域。例如， 由于超大容量信息通信网络和超高计算机的发展，对集成电路的要求越 来越高，促进集成度逐年增加。从材料看，除了硅半导体外，化合物半 导体受到越来越多的重视。又如有关磁记录和磁光记录材料、高温超导 材料、光电转换材料等都将有进一步的发展。近年来功能梯度材料发展 很快，其性能是原来的均质材料和一般复合材料所不具备的，梯度功能 材料将有巨大的应用潜力。
学性能为主,如那些要求有电、光、声、磁、热等功能和效应的材料。 总之，工程材料包括了与工农业、国防尖端技术等各行各业有关的所
有材料。按照其基本成分分类见图1－1。
二、新材料发展趋势
2．结构材料趋向于复合化
尽管金属材料采用了一系列强韧化措施及发展了非金属材料，如 高分子材料和陶瓷材料,但由于单一材料存在难以克服的某些缺点， 如脆性、弹性模量低、比强度不足等。所以把不同的材料进行复合 以得到优于原组分性能的新材料，就成为结构材料发展的一个重要 趋势。如玻璃树脂基的第一代复合材料，碳纤维增强树脂基的第二 代复合材料，第三代复合材料则是正在发展的金属基、陶瓷基及碳 基复合材料。复合材料在航空、航天工业和汽车工业中获得了广泛 的应用，在化工设备和其它方面也有较多的应用。
7．材料的设计及选用计算机化
由于电子计算机及应用技术的高度发展，使得人们可以按照指定的 性能进行材料设计正逐步成为现实。通过电子计算机的应用以及量子 力学、系统工程和统计学的运用，可以在微观与宏观相结合的基础上 进行材料设计和选用，使之最佳化。目前已建立起计算机化的各种材 料性能数据库和计算机辅助选材系统，并进一步向智能化方向发展, 从而提高了工程技术的用材水平。
在工程应用中，通过激光束表面处理可在工件表面获得非晶态，具有高 耐磨性和耐蚀性。另外，非晶态的硅太阳能电池，光电转换率可达15％， 有很大进一步实用化研究价值。
5．功能料迅速发展
功能材料是当代新技术中能源技术、空间技术、信息技术和计算机技术 的物质基础。功能材料是90年代材料研究与生产中最活跃的领域。例如， 由于超大容量信息通信网络和超高计算机的发展，对集成电路的要求越 来越高，促进集成度逐年增加。从材料看，除了硅半导体外，化合物半 导体受到越来越多的重视。又如有关磁记录和磁光记录材料、高温超导 材料、光电转换材料等都将有进一步的发展。近年来功能梯度材料发展 很快，其性能是原来的均质材料和一般复合材料所不具备的，梯度功能 材料将有巨大的应用潜力。
工 程 材 料
三、本课程的目的、任务和学习方法 1、了解金属材料的一般知识 2、了解材料成分、性能与加工工艺的关系、用 途 3、选择实用材料
本章到此结束。
工 程 材 料
绪论
一、材料的分类及其在工程技术中的应用 金属 1、金属材料—黑色金属、有色金属 复合材料 2、非金属材料—高分子材料、陶瓷材料 陶瓷 高分子 3、复合材料
Hale Waihona Puke 绪论 二、材料的发展及材料科学的形成 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……
材料应用的发展是人类发展的里程碑！
工程材料学—绪论
绪论—材料的定义
材料：用以制造各种机器、器件、结构等具有某种
特性的物质的实体。
绪论—材料的定义
材料：人类赖以生存和发展的物质基础。
材料：人类社会文明程度的标志。
绪论—材料的历史
石器时代
陶器时代
绪论—材料的历史
绪论—材料的历史
青铜器时代、铁器时代
绪论—材料的历史
新材料的使用对人类社会经济和科技的发展起 着重要的推动作用：
绪论—材料的分类
三大类材料：
黑色金属（Ferrous Metal）— 钢铁、锰、铬及其合金
金属材料
有色金属（Nonferrous Metal）— 铝、铜、镁、钛等及其合金 金属材料的结合键主要是金属键。 金属材料是工程领域内应用最广泛的工程材料。
无机非金属材料 （陶瓷材料）
—陶瓷、玻璃、水泥等
陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物，其结合键主要是离子键
工程材料
Engineering materials
重要提示
一、关于课程
1、本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课； 2、本课程的先修课程是物理化学、材料力学； 3、本课程共40学时：理论教学34学时，实验12学时（6次，折合6学 时）。
二、关于纪律
1、旷课3次及以上，取消考试资格； 2、缺实验1次及以上，课程成绩以0分计。
和共价键。
有机高分子材料 —塑料、橡胶、涂料、纤维等
高分子材料的结合键主要是共价键、氢键和分子键。
绪论—课程的性质和任务
课程的性质：
《工程材料》课程是机械类和近机类各专业的专业基础课。
课程的主要任务：
根据零件的工作（服役）条件与性能要求，合理选择材料，确定加工工 艺及路线，保证材料性能潜力的充分发挥，获得理想的使用性能，提高产 品零件的质量，节省材料，降低成本。即：
《工程材料学与热加工》绪论
工程材料学 绪论
1.1 工程材料
1.1.1 材料 定义 :
材料是人类社会所接受地、经济地制造有用 器件的物质.
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.1.2 材料的发展和人类文明
石器 陶器 青铜器 铁器
人们对材料的认识主要停留在 工匠、艺人的经验技术水平上
1.2.2 共价键 (covalent bond )
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.2.2 共价键 (covalent bond )
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.2.2 共价键 (covalent bond )
1.3.2 高分子材料
高分子材料由大量相对分子质量特别大的大分子化合 物组成，每个大分子皆包含有大量结构相同、相互连接的 链节。有机物质主要以碳元素(通常还有氢)为其结构组成， 在大多数情况下它构成大分子的主链。大分子内的原子之 间由很强的共价键结合，而大分子与大分子之间的结合力 为较弱的范特瓦尔斯力。
作用而发生原子位置的相对移动时，结合键不会遭到破坏。
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.2.4 范德瓦尔斯键 (分子键， Van der Waals bonding)
原子状态形成稳定电子壳体的惰性气体元素，在低温 下可结合成固体。
甲烷分子在固态也能相互结合成为晶体。 在它们的结合过程中没有电子的得失、共有或公有化， 价电子的分布几乎不变，原子或分子之间是靠范特瓦尔斯 力结合起来，这种结合键叫分子键。
最具有代表性的共价晶体为金刚石。金刚石由碳原子 组成，每个碳原子贡献出4个价电子与周围的4个碳原子共 有，形成4个共价键，构成正四面体：一个碳原子在中心， 与它共价的另外4个碳原子在4个顶角上。硅、锗、锡等元 素也可构成共价晶体。属于共价晶体的还有SiC、Si3N4、 BN等化合物。
1.1 工程材料
1.1.1 材料 定义 :
材料是人类社会所接受地、经济地制造有用 器件的物质.
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.1.2 材料的发展和人类文明
石器 陶器 青铜器 铁器
人们对材料的认识主要停留在 工匠、艺人的经验技术水平上
1.2.2 共价键 (covalent bond )
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.2.2 共价键 (covalent bond )
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.2.2 共价键 (covalent bond )
1.3.2 高分子材料
高分子材料由大量相对分子质量特别大的大分子化合 物组成，每个大分子皆包含有大量结构相同、相互连接的 链节。有机物质主要以碳元素(通常还有氢)为其结构组成， 在大多数情况下它构成大分子的主链。大分子内的原子之 间由很强的共价键结合，而大分子与大分子之间的结合力 为较弱的范特瓦尔斯力。
作用而发生原子位置的相对移动时，结合键不会遭到破坏。
Nanjing Univ. Aeronautics & Astronautics
1.2.4 范德瓦尔斯键 (分子键， Van der Waals bonding)
原子状态形成稳定电子壳体的惰性气体元素，在低温 下可结合成固体。
甲烷分子在固态也能相互结合成为晶体。 在它们的结合过程中没有电子的得失、共有或公有化， 价电子的分布几乎不变，原子或分子之间是靠范特瓦尔斯 力结合起来，这种结合键叫分子键。
最具有代表性的共价晶体为金刚石。金刚石由碳原子 组成，每个碳原子贡献出4个价电子与周围的4个碳原子共 有，形成4个共价键，构成正四面体：一个碳原子在中心， 与它共价的另外4个碳原子在4个顶角上。硅、锗、锡等元 素也可构成共价晶体。属于共价晶体的还有SiC、Si3N4、 BN等化合物。