材料科学与工程进展(1)
材料科学与工程基本概念及其应掌握的内容 (1)
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基本概念再结晶退火、再结晶、动态再结晶、二次再结晶、晶体、点阵、空间点阵、点阵畸变、晶胞、晶族、同质多晶、同质异构体、晶粒生长、一级相变、二级相变、珠光体相变、相图中的自由度、相平衡、连线规则、共晶转变、中间相、伪共析转变、共析转变、包晶转变、离异共晶、晶界偏聚、金属键、共价键、离子键、配位数、费米能级、能带、储存能、形变组织、临界变形量、形变织构、网络形成体、网路变性体、尖晶石结构、反尖晶石结构、线缺陷、组分缺陷、福伦克尔(Frenker)缺陷、肖特基缺陷、位错、位错滑移、交滑移、螺位错、全位错、弗兰克尔空位、非化学计量结构缺陷、孪生、空间群、点群、电子化合物、稳态扩散、上坡扩散、反应扩散、弛豫、时效、均相成核、异相成核、固溶体、索氏体、珠光体、配位多面体、高分子的数均相对分子质量(Mn)、高分子链的构型、间同立构、平衡分凝系数、热力学势函数、活性氧、调幅分解、金属玻璃、金属间化合物、润湿、.独立组分、烧结填空题1. 材料的组织结构包括:、、和。
2. 在描述原子中电子的空间位置和能量的4个量子数中,其中决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性的是第量子数。
3. 派生键合包括和4. 组合成分子轨道的条件是、、和。
5. 晶体结构= +。
6. 晶胞的基本要素:和。
7. 固体的表面特性包括、和。
8. 最紧密堆积的晶体结构有两种:一种是,每个晶胞中有个原子;另外一种是,每个晶胞中有个原子。
9. 金刚石结构中,C是链连接,配位数为。
10. 固态相变的驱动力是,阻力是和。
11. 金属材料常用的强化手段有、、和。
12. 在离子晶体结构中,正离子构成,正负离子间的距离取决于,配位数取决于正负离子的。
13. 高分子链中由于而产生的分子在空间的不同形态称为构象,高分子能够改变构象的性质称为。
14. 形成置换固溶体的影响因素有、、和。
15. 马氏体相变的两个基本特点是和。
16. 多晶体材料塑性变形至少需要独立滑移系开动。
材料科学与工程(1)
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第一章一、单项选择,请在题中空格处填写正确答案。
1.______是尺寸范围在~10到1000nm的材料结构,一般包含材料的平均晶粒尺寸、晶粒尺寸分布、晶粒取向和与缺陷有关的特征。
A 微观结构B 纳米结构C 宏观结构D原子结构2.______是尺寸范围在~1到100nm的材料结构。
A 微观结构B 纳米结构C 宏观结构D原子结构3.γ-Fe的晶格常数为a,其原子半径为 ______ a 。
A. 0.5B. 0.433C. 0.354D. 14.α-Fe的晶格常数为a,其原子半径为 ______ a 。
A. 0.5B. 0.433C. 0.354D. 15.Zn的晶格常数为a,其原子半径为 ______ a 。
A. 0.5B. 0.433C. 0.354D. 16.面心立方晶胞原子数为 ______个。
A. 2B. 4C. 8D. 67.密排六方晶胞原子数为 ______个。
A. 2B. 4C. 6D.88.体心立方晶胞原子数为 ______个。
A. 2B. 4C. 8D. 69.立方晶系的一个晶胞中(1 1 0)和(1 12)两晶面交线的晶向指数为______ 。
A. [110]B. [110]C. [111]D. [111]10.面心立方的晶格常数为a,(110)的晶面间距为 ______ a。
A. 0.707B. 0.577C. 0.354D. 0.43311.体心立方的晶格常数为a,(111)的晶面间距为 ______ a。
A. 0.289B. 0.577C. 0.354D. 0.43312.体心立方的晶格常数为a,(110)的晶面间距为 ______ a。
A. 0.707B. 0.577C. 0.354D. 0.43313.立方晶系{111}晶面族有______个位向不同但原子排列情况相同的晶面。
A. 2B. 4C. 8D. 314.立方晶系<111>晶向族有______个位向不同但原子排列情况相同的晶向。
计算机在材料科学与工程中的应用(1)讲解
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在材料科学与工程中,一些仪器就采 用了图象处理技术,如SEM等仪器。在工程 中,采用图像处理技术可代替人工对产品 进行自动检测,大大节省了人力资源,提 高了劳动生产率。
在线自动检验------通过数码相机,将照 得的图像自动处理,辨识技术,达到自动 检验的目的。
在军事上,弹道导弹,巡航导弹
第二章 计算机应用数学基础
众所周知:要是方程有唯 一的解,这 些方程应是线性无关.也就是系数矩 阵行列式不等于零.主要解法有消元 法,追赶法,迭代法.
实际上,可分为两大类
直接法: 高斯法
间接法 : 迭代法
2.3.1 直接解法
1. 高斯消元法 高斯消元法的分类:
a. 顺序消元法, b. 列主元素法 c.全主元素法
a. 顺序消元法
xmid=(xn+1+xn)/2 再算出点的函数值f(xmid),若f(xmid)与f(xn)同号,则用 f(xmid)代替f(xn),否则, f(xmid)代替f(xn+1)。 于是含根区间就成为[xmid,xn+1]或[xn,xmid],根的区间范 围进一步减小。如此继续下去,当误差足够小时,就 停止迭代。
动量传递耦合应用
3.材料: 从头算,量子力 学和量子化学计算指 导分子设计
4.管理:ERP 5.CAD和CAI 6. 图象处理
(1)数值计算 数值计算(numerical computation)
就是有效使用数字计算机求数学问题近似 解的方法与过程,以及由相关理论构成的 学科。
①研究新材料。可以采用数据处理、仿真技术、数学模型、数
以x*求出发f(x*)后与f(xn)和f(xn+1)比较, 照例以f(x*)代替f(xn)和f(xn+1)中的同号者。 如果f(x*)不十分接近零,在重复上述步骤,
材料科学与工程基础 (1)
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• 课程建设
• 1996年将原教材改编为《高分子材料导论》上、下册 • 1998年,正式开设《材料科学与工程基础》课程 • 编写《材料科学与工程基础》教材—高分子为主线 1998年,四川大学“九五”重点资助教材。
1999年,教育部“面向21世纪课程教材”(我校
牵 头、三校合编,顾宜任主编)---2002年4月出版
材料科学与工程学科教学指导委员会
四个专业教学指导分委员会 材料化学与物理 金属材料及冶金工程
无机非金属材料工程
高分子材料与工程
பைடு நூலகம்
国家级精品课程(九门)
• 2003年,材料科学基础, • 2004年,材料科学基础, 上海交通大学, 西北工业大学, 蔡珣 陈铮 顾宜
• 2004年,材料科学与工程基础,四川大学,
四大要素
Performance
Properties
Synthesis and Processing Compositions and Structures
研究内容:
• 科学性
a. 从化学角度出发,研究材料的化学组 成、键性、 结构与性能的关系 b. 从物理角度,阐述材料的组成原子、 分子及其运 动状态与各物性之间的关系 • 技术性 c. 材料的制备工艺 d. 材料的性能表征 e. 材料的应用 • 工程性
(3) 材料工程 Materials Engineering
对于工程技术人员:如何选择特定 应用环境下需要的材料,来满足使用要 求,如何按实际要求设计新材料,须弄 清以下三个关系 (材质)——材料内部结构与性能 (内部形态)——加工工艺与性能 (使用环境,耐久性)——材料的性 能与使用过程
材料高等教育
材料在人类社会发展中的地位和作用
材料科学与工程进展考核试卷
![材料科学与工程进展考核试卷](https://img.taocdn.com/s3/m/bce81888b04e852458fb770bf78a6529647d35c7.png)
A.镍基高温合金
B.钴基高温合金
C.陶瓷
D.铝合金
19.以下哪些方法可以用于材料的合成?()
A.化学合成
B.物理合成
C.生物合成
D.工艺合成
20.以下哪些材料在电子封装领域中使用?()
A.铜
B.铝
C.玻璃
D.硅胶
三、填空题(本题共10小题,每小题2分,共20分,请将正确答案填到题目空白处)
A.冷加工
B.热处理
C.合金化
D.添加杂质
7.以下哪种材料具有较好的生物相容性?()
A.钛合金
B.铅
C.镍
D.砷
8.以下哪种方法用于提高聚合物的热稳定性?()
A.增加分子量
B.添加抗氧化剂
C.提高结晶度
D.降低分子量
9.以下哪种现象属于材料的疲劳失效?()
A.蠕变
B.疲劳
C.裂纹
D.磨损
10.以下哪种材料具有良好的耐腐蚀性?()
A.铁
B.铝
C.钢
D.钛
11.以下哪个单位用于表示材料的电导率?()
A. MPa
B. S/m
C. %
D. ppm
12.以下哪种方法常用于制备纳米材料?()
A.粉末冶金
B.化学气相沉积
C.铸造
D.冲压
13.以下哪种材料属于复合材料?()
A.钢
B.玻璃钢
C.铜
D.铝
14.以下哪个过程属于材料的表面处理方法?()
14. D
15. C
16. C
17. D
18. C
19. A
20. B
二、多选题
1. ABCD
材料科学与工程学科的发展历程和趋势
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材料科学与工程学科的发展历程和趋势本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March材料科学与工程学科发展历程和趋势摘要:本文结合国内几所高校材料学科的具体实例,综述了材料科学与工程学科的国内外发展的历史进程,讨论了材料科学与工程学科的发展趋势,同时展望了材料科学与工程学科在未来的发展前景。
关键词:材料科学与工程,发展历程,趋势AbstractIn this paper,on the basis of practice of materials science and engineering discipline in several domestic universities, the development process of materials science and engineering at home and abroad were reviewed, and the development trend of this discipline were discussed. Meanwhile, the prospect of this subject in the future were prospected.Keywords:materials science and engineering,development process,trend1 引言上个世纪70年代以来,人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。
80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
随着科学技术的高速发展,新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈,也促进了当代材料科学技术的飞速发展。
现在,材料学科及教育的重要性已被人们认识,国内外许多工科院校及综合性大学都相继成立了材料科学与工程学院(系)。
2 材料科学与工程学科发展历程“材料科学”这个名词在20世纪60年代由美国学者首先提出。
(材料学院-材料科学与工程专业)三学期制培养方案
![(材料学院-材料科学与工程专业)三学期制培养方案](https://img.taocdn.com/s3/m/eef1050dff00bed5b9f31d44.png)
贵州大学2013本科人才材料科学与工程专业培养方案(定稿)*培养目标本专业培养具备金属材料科学与工程等方面知识,能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作高级工程技术人才。
*培养要求本专业学生主要学习材料科学与工程的基础理论,掌握金属材料及其复合材料的成分、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关系的基本规律,接受材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练,掌握材料设计和工艺设计,使学生具有开发新材料、研究新工艺、提高和改善材料性能、产品质量的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:①掌握材料科学的基础理论和材料合成、制备、设计等专业基础知识;具有本专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能;②掌握现代材料研究方法和材料成分、组织、性能和各层次微观结构之间的基本规律,较熟练掌握金属材料设计、生产、检验的实验技能;具有材料的设计、选用及正确选择生产工艺及设备的初步能力;③能从事金属材料的设计制造、材料表面改性以及金属材料在机械、化工、能源、电子、冶金、矿山等领域中的应用,也能从事材料生产组织、技术管理和材料的检测、失效分析等技术监督工作;④掌握中外文资料查询、文献检索以及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法,了解本专业和相关学科的科技发展动态;具有初步的科学研究和实际工作能力。
⑤熟悉技术经济管理知识;⑥注重素质教育和自身能力的培养,适应自我发展和终身教育的需要。
⑦具有研究开发新材料、新工艺和设备的必备能力。
*所属学科类1.学科门类: 工学(08)2.学科类: 材料类(0804)*核心课程材料物理化学、材料科学基础、材料力学性能、热处理原理及工艺、金属材料学、材料分析方法、材料成型理论基础、轧制工艺学.*特色课程双语教学课程:材料科学导论研究型课程:材料分析方法、材料科学进展讨论型课程:材料科学进展、失效分析*计划学制:4年。
华南师范大学材料科学与工程教程第七章 扩散与固态相变(一)
![华南师范大学材料科学与工程教程第七章 扩散与固态相变(一)](https://img.taocdn.com/s3/m/ee6da884f524ccbff121849d.png)
25/11/2018
1
概述
扩散现象:气体和液体中,例如在房间的某处打开一瓶 香水,慢慢在其他地方可以闻到香味,在清水中滴入一滴墨 水,在静止的状态下可以看到他慢慢的扩散。 扩散:由构成物质的微粒 ( 离子、原子、分子 ) 的热运动 而产生的物质迁移现象称为扩散。扩散的宏观表现是物质的 定向输送。
25/11/2018
34268s = 9.52hr
27
例2 一铁棒中碳的原始浓度为0.20%。现在1273K的温度下对 其进行渗碳处理,试确定在距表面0.01cm处碳浓度达到 0.24%所需的时间。已知在渗碳气氛中,铁棒的表面碳浓度 维持在0.40%;碳在铁中的扩散系数与温度的关系为
D (2 105 m 2 / s){exp[(142000 J / mol) / RT ]}
dC J D dx
25/11/2018 18
2) 扩散第二方程
解决问题的关键:搞清问题的起始条件和边界条件,并假定任一时 刻t溶质的浓度是按怎样的规律分布。 对不同的实际问题,可采用不同的浓度分布形式来处理,如正态分 布、误差分布、正弦分布、指数分布等。
解析解通常有高斯解、误差函数解和正弦解等
一维无限长棒中扩 散方程误差函数解:
25/11/2018 30
water
25/11/2018
adding dye
partial mixing
homogenization
time
2
说明
在固体材料中也存在扩散,并且它是固体中物 质传输的唯一方式。因为固体不能象气体或液体那
样通过流动来进行物质传输。即使在纯金属中也同
样发生扩散,用掺入放射性同位素可以证明。 扩散在材料的生产和使用中的物理过程有密切 关系,例如:凝固、偏析、均匀化退火、冷变形后 的回复和再结晶、固态相变、化学热处理、烧结、
材料科学与工程基础习题答案 (1)
![材料科学与工程基础习题答案 (1)](https://img.taocdn.com/s3/m/63035210c5da50e2524d7f66.png)
第一章 原子排列与晶体结构1.[110], (111), ABCABC…, 0.74 , 12 , 4 , a r 42=; [111], (110) , 0.68 , 8 , 2 , a r 43= ;]0211[, (0001) , ABAB , 0.74 , 12 , 6 , 2a r =。
2. 0.01659nm 3 , 4 , 8 。
3. FCC , BCC ,减少 ,降低 ,膨胀 ,收缩 。
4. 解答:见图1-15.解答:设所决定的晶面为(hkl ),晶面指数与面上的直线[uvw]之间有hu+kv+lw=0,故有: h+k-l=0,2h-l=0。
可以求得(hkl )=(112)。
6 解答:Pb 为fcc 结构,原子半径R 与点阵常数a 的关系为ar 42=,故可求得a =0.4949×10-6mm 。
则(100)平面的面积S =a 2=0.244926011×0-12mm 2,每个(100)面上的原子个数为2。
所以1 mm 2上的原子个数s n 1==4.08×1012。
第二章合金相结构一、 填空1) 提高,降低,变差,变大。
2) (1)晶体结构;(2)元素之间电负性差;(3)电子浓度 ;(4)元素之间尺寸差别 3) 存在溶质原子偏聚 和短程有序 。
4) 置换固溶体 和间隙固溶体 。
5) 提高 ,降低 ,降低 。
6) 溶质原子溶入点阵原子溶入溶剂点阵间隙中形成的固溶体,非金属原子与金属原子半径的比值大于0.59时形成的复杂结构的化合物。
二、 问答1、 解答: α-Fe 为bcc 结构,致密度虽然较小,但是它的间隙数目多且分散,间隙半径很小,四面体间隙半径为0.291Ra ,即R =0.0361nm ,八面体间隙半径为0.154Ra ,即R =0.0191nm 。
氢,氮,碳,硼由于与α-Fe 的尺寸差别较大,在α-Fe 中形成间隙固溶体,固溶度很小。
CUMT-第7章 材料科学与工程新进展
![CUMT-第7章 材料科学与工程新进展](https://img.taocdn.com/s3/m/da64846f48d7c1c708a1450c.png)
SMCE
力学与建筑工程学院
7.1
材料科学领域发展前沿
软物质或称软凝聚态物质,是指处于固体和理想流体 之间的物质。一般由大分子或基团(固、液、气)组成, 如液晶、聚合物、胶体、膜、颗粒物质、生命体系等。 1991年诺贝尔奖获得者法国物理学家德热纳在授奖会上 以"软物质"概括复杂液体等物质,得到广泛认可。软物质 的基本特性是对外界微小作用的比较敏感和具有非线性响 应等。 我们正在研究的颗粒物质,在日常生活中司空见惯, 可涵盖各类分离态物质,如砂、石、泥土、矿物、粮食及 其他散态物质等。塌方、泥石流、雪崩及河流浮冰积堵等 自然灾害现象。乃致公路上车辆流动规律等均属于研究对 象。颗粒物质既类似固体,流动时又像液体、气体。但其 运动规律很复杂,目前远未认识清楚。因此颗粒物质被称 为一种新物质类型,成为近年活跃的研究领域。
SMCE
力学与建筑工程学院
7.2
几种主要建筑材料的新进展
但是,科研成果的实用化必须得到企业的协助,而 取得企业的合作就不那么简单了。大钢铁生产厂商和机 械、汽车制造商之间的贸易往往是排他性的,这种排他 性影响了新技术的实用化,而且技术越新,受影响程度 也就越大。在日本开发超级钢铁材料的同时,中国、韩 国及欧盟各国也争先恐后地进行开发工作,因此日本政 府十分担心“如果在开发阶段踏步不前,好不容易取得的 开发成果就难免被中国、韩国抢走”。面对这种局面,此 项目的领导机关—— 日本独立行政法人物资材料研究机 构考虑了一个方案。由主要的钢铁、机械、汽车生产厂 商组成一支实用化队伍。与此相对应,日本最高科技指 挥机关“综合科学技术会议”在2002年7月底也推出了“有效 促进产、学、研共同研究制度”。从这一制度中另拨出经 费,推动新钢铁材料的实用化。
材料科学与工程基础第一章
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(3) 用途
• 结构材料:电视机壳体、冰箱壳体、轴 承、机械零件
• 绝缘材料:漆包线、电缆、绝缘版、电 器零件
• 建筑材料:贴面板、地贴
• 包装材料:塑料袋、薄膜、泡沫塑料
• 涂装:涂料
• 粘合剂:粘合剂
• 日用:织物(衣服)胶鞋
•
运输:轮胎,传送带 材料科学与工程基础第一章
四、复合材料
由两种或两种以上组分组成,并 具有与其组成不同的新的性能的 材料称为复合材料。
往伴随化学变化。 • 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 • 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。
材料科学与工程基础第一章
• 4.材料是人类文明的里程碑 迄今为止,人类使用材料的历史已
• • • 铸铁 • •
灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 特殊性能铸铁
材料科学与工程基础第一章
• (2) 有色金属
• 五大类
• 轻金属 (<4.5g/cm2)铝、镁、钠、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
钛结构自行车:钛合金的应用场合非常特 殊,一般用于需要抗腐蚀、耐疲劳、高弹 性的场合。
新型轮胎
填补龋齿的新材 料——新型陶瓷
材料科学与工程基础第一章
形状记忆合金
原始形状
拉直
加热后恢复
材料科学与工程基础第一章
原始形状 折成球形装 太阳能加热后 入登月舱
材料科学与工程研究进展及其应用
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材料科学与工程研究进展及其应用材料科学与工程是一个既广泛又深入的研究领域,其核心任务是研究各种材料的结构、性能、制备和应用。
随着科技不断进步,新材料层出不穷,材料科学与工程也得到了空前的发展和应用。
本文旨在探索材料科学与工程领域的研究进展和应用。
1. 金属材料金属材料作为一种常见的结构材料,具有较高的强度、韧性和导电性等优势。
随着科技的发展,特种合金、高性能钢、超导体等新型金属材料不断涌现。
其中,超导材料在能源与电力领域具有广泛的应用前景。
目前,人类已经成功研制出了多种高温超导体,可应用于磁悬浮列车、MRI扫描、超级计算机等领域。
2. 非金属材料非金属材料是一组集合性质多样的材料,它不仅具有金属材料较差的导电性和强度,还具有优异的绝缘性、耐磨性和耐腐蚀性等特点。
随着纳米技术和先进制备技术的发展,纳米材料、纤维材料、陶瓷材料等新型非金属材料的性能得到了大幅提升。
其中,在航空航天、汽车、生物医学等领域具有广泛应用前景的碳纤维材料、高温耐火材料、生物材料等新型非金属材料,成为当前材料科学与工程研究的热点。
3. 纳米材料纳米材料是一种尺寸在纳米级别的材料,由于其表面积相对体积非常大,使得其物理、化学和材料学性质发生了很大的变化。
在纳米结构的材料中,运动的电子和离子属于准二维和一维量子体系,这使得材料的力学、热学、电学和光学性质均发生了独特的变化。
当前,纳米材料在材料学、现代物理学、纳米科技、催化剂、传感器等领域均有着广泛的应用前景。
4. 能源材料能源材料是指用于存储、转换和传输能量的材料,其种类多样,功能各异。
随着全球对绿色能源需求的不断提高,能源材料也得到空前的发展和应用。
目前,太阳能、燃料电池、锂离子电池等新型能源的材料研究已经成为当前能源领域的热点。
其中,太阳能电池材料的研究和应用,不仅具有很高的科学价值,还具有举足轻重的经济和环境价值。
锂离子电池作为目前最先进的可充电电池,其阳极、阴极和电解质等材料的研究也引起了广泛的关注。
纳米技术在材料科学与工程中的创新进展
![纳米技术在材料科学与工程中的创新进展](https://img.taocdn.com/s3/m/275e95586d175f0e7cd184254b35eefdc9d3154d.png)
纳米技术在材料科学与工程中的创新进展摘要:纳米技术作为一种应用广泛的前沿技术,已经在材料科学与工程领域取得了许多创新进展。
本文将重点介绍纳米技术在材料制备、表征、性能优化以及应用领域的创新应用。
通过对纳米技术的发展历程和当前研究热点的分析,以期为材料科学与工程领域的研究者提供一个全面的了解和展望。
1. 引言材料科学与工程一直以来都是科学研究和工程应用的重要领域。
随着纳米粒子的制备、表征和控制能力的提高,纳米技术作为一种新兴技术逐渐引起了人们的关注。
纳米技术的研究和应用不仅在材料制备方面具有巨大潜力,也能够为材料的性能改善和应用领域的拓展提供新的思路。
下面将分别从纳米材料的制备、表征和性能优化以及应用领域的创新应用三个方面展开论述。
2. 纳米材料的制备纳米材料的制备是纳米技术的核心内容之一。
目前,有许多不同的方法可用于制备纳米材料,如溶液法、气相法、机械法等。
其中,溶液法是一种常用的纳米材料制备方法,通过控制反应条件和添加剂的种类和浓度可以得到具有不同形貌和大小的纳米颗粒。
气相法主要是通过热蒸发、热分解和溅射等方法制备纳米材料,其优点在于制备过程简单,可以得到高纯度的纳米材料。
机械法主要包括球磨法和电化学法等,通过机械能和电化学作用将材料粉末制备成纳米尺寸的颗粒。
这些制备方法的发展为纳米材料的大规模制备提供了可行的途径。
3. 纳米材料的表征纳米材料的表征是纳米技术研究的重要环节。
由于纳米材料具有特殊的尺寸效应和表面效应,对纳米材料的表征需要更高的分辨率和敏感性。
目前,常用的表征手段包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等。
SEM可以直观地观察纳米颗粒的形貌和分布情况,TEM 能够观察到纳米颗粒的晶体结构和晶界等细节,AFM则可以提供纳米尺度的表面形貌和力学性质等信息。
此外,还可以利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、热重分析(TGA)等技术对纳米材料进行结构、组成和热力学性质的分析。
《材料科学进展》课程学习心得体会
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《材料科学进展》课程学习心得体会《材料科学进展》课程学习心得体会从某件事情上得到收获以后,心得体会是很好的记录方式,这样可以帮助我们总结以往思想、工作和学习。
那么心得体会到底应该怎么写呢?下面是小编收集整理的《材料科学进展》课程学习心得体会,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
《材料科学进展》课程学习心得体会1《材料科学进展》课程学习心得在大学里我们自由,轻松,我们活的很自得,完全摆脱了高考时的压力。
但在这种环境中我们也会对今后的路该怎么走、毕业后干什么而惆怅,对所学专业不甚了解,大有不知路在何方的迷茫。
但在几个月的专业基础课程学习后,我的心境豁然开朗了,对自己的未来有了明确的目标。
也许大一对我来说就是一个过渡的过程,我们现在的专业课不再是高中的那种应试了,大学我们需要的是一种质的提升,我们需要学会自己去学习、去专研。
虽然这学期的专业课是各位老师从大体上介绍相关知识的,但这却让我受益匪浅。
xx老师给我们详细的讲了一些基础知识,主要有有以下内容:材料的定义、材料的分类、材料的结构、材料科学与工程的四个基本要素、与材料相关的仪器与设备、金属与塑料的加工方法、以及四种热处理工艺等,最后一节课他还详细的给我们介绍了复合材料的知识。
xx老师的课让我明确了今后专业需要学习的内容,对材料相关知识有了初步的认识。
但在谢炜老师的课上我觉得最大的收获是让我学会了如何自主学习,他每节课都会留一至两个问题,让我们自己去找相关资料从而找到答案。
在自己去找答案的过程中,经常会发现其它一些新知识以及老师没有讲到的知识,这也让我知道了要学好专业课光靠课堂上学习是远远不够的,老师讲的内容不可能面面俱到,必须从课后去查找一些资料来补充,这样才能把它学好、学精。
xxx老师的课主要给我们讲了有关金属合金方面的知识。
主要内容是镁、铝、铜等金属合金的一些物理性质,如密度、熔点、延展性等。
他还给我们详细的讲了一些与我们专业有关的制图软件,如CAD、Prole、UG,其中prole是倾向于塑料模具三维制图的软件,而UG更适合金属材料的制图。
材料科学工程的最新进展和应用前景
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材料科学工程的最新进展和应用前景近年来,材料科学工程领域发展日新月异,取得了众多的新成果。
本文将介绍材料科学工程领域的最新进展和应用前景。
一、材料科学工程的最新进展1. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种轻质高强度的新型材料,随着航空、航天、汽车、船舶等领域的不断发展,碳纤维复合材料的应用越来越广泛。
近年来,碳纤维复合材料的生产技术得到了不断改进和提高,其性能稳定性得到了提高,大大拓宽了其应用范围。
2. 高分子材料高分子材料即塑料,是一种广泛应用的材料。
近年来,高分子材料的生产工艺和控制技术不断发展,使其品质得到了显著提高,被广泛应用于汽车、家具、建筑、电子、医疗等领域。
高强度、高耐热、低工艺性的高分子材料也被广泛研究和开发,其应用领域有望进一步扩大。
3. 磁性材料磁性材料是一种研究磁性现象及其应用的材料。
随着磁性材料不断研究和开发,新型磁材料的研制取得了一系列具有世界领先水平的成果。
包括高温超导体材料、磁窄带材料、软磁材料在内,这些新磁材料的研制大大促进了磁数据存储、磁力传感器、磁浮交通等领域的发展。
二、材料科学工程的应用前景1. 能源领域材料科学工程在能源领域的应用非常广泛,如新型太阳能电池、燃料电池、超级电容器等。
其中,新型太阳能电池是近年来发展迅速的领域,可应用于世界各地,提高能源利用效率,减少环境污染。
2. 航空航天领域材料科学工程在航空航天领域的应用具有重要意义。
例如,碳纤维复合材料被广泛应用于制造航空器、卫星和空间站等航天器,其轻量化的特点可以降低燃油消耗。
在制造发动机等重要构件时,高温合金是重要材料之一,其能够承受高温高压的工作条件。
3. 医疗领域材料科学工程在医疗领域的应用也受到广泛关注。
例如,生物陶瓷等材料可用于修补骨折和关节置换等外科手术;生物高分子材料可用于制造人造血管、人造心脏等内科手术。
材料科学工程为医疗领域提供了良好的支持,推进了医疗技术的发展。
综上所述,材料科学工程领域的最新进展和应用前景非常广阔,我们有理由相信,随着科技进步的不断推动,材料科学工程领域将取得更多的突破和发展。
材料文献汇报总结范文
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随着科学技术的不断发展,材料科学已成为我国科学研究的重要领域之一。
为了深入了解材料科学的研究进展,我们查阅了大量相关文献,现将本次材料文献汇报总结如下。
二、文献综述1. 材料科学与工程概述材料科学与工程是一门研究材料性能、制备、加工、应用和回收等领域的综合性学科。
它涉及物理、化学、生物、数学等多个学科,对国民经济和社会发展具有重要意义。
2. 材料分类与性能(1)金属材料:金属材料具有良好的导电性、导热性、可塑性等特性,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
(2)陶瓷材料:陶瓷材料具有高硬度、耐磨、耐腐蚀等特性,广泛应用于化工、电子、能源等领域。
(3)高分子材料:高分子材料具有优良的生物相容性、柔韧性、耐腐蚀性等特性,广泛应用于医疗器械、包装、建筑等领域。
(4)复合材料:复合材料是将两种或两种以上材料复合在一起,具有各材料优点的新型材料,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
3. 材料制备与加工技术(1)制备技术:包括粉末冶金、热处理、陶瓷烧结、高分子合成等。
(2)加工技术:包括机械加工、热加工、冷加工、表面处理等。
4. 材料在各个领域的应用(1)航空航天:高性能金属材料、陶瓷材料、复合材料等在航空航天领域的应用。
(2)能源:新型电池、太阳能电池、核能材料等在能源领域的应用。
(3)电子:半导体材料、磁性材料、光学材料等在电子领域的应用。
(4)医疗器械:生物医用材料、药物载体材料等在医疗器械领域的应用。
1. 材料科学在国民经济和社会发展中具有重要地位,我国应加大对材料科学研究的投入。
2. 材料制备与加工技术是材料科学的核心内容,应不断优化制备与加工技术,提高材料性能。
3. 材料在各个领域的应用前景广阔,应充分发挥材料在科技创新、产业升级中的作用。
4. 加强材料科学人才培养,提高我国材料科学在国际上的竞争力。
四、展望随着材料科学研究的不断深入,未来材料将朝着以下方向发展:1. 新型材料研发:针对特定领域需求,开发具有优异性能的新型材料。
经验交流材料科学与工程
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经验交流材料科学与工程材料科学与工程经验交流1. 实验设备维护与操作我在材料科学与工程领域的经验是,熟悉各种实验设备的维护与操作。
在我之前的研究项目中,我负责管理实验室的各种设备,包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等。
我熟悉这些设备的使用方法,并且能够根据样品特性进行合适的试验操作。
我会定期进行设备的维护和保养,确保设备的正常运行和准确的实验结果。
2. 材料制备与表征在材料科学与工程的研究中,我积累了丰富的材料制备与表征的经验。
我熟悉各种材料制备方法,包括溶液法、凝胶法、激光熔炼等。
我也熟悉各种材料表征技术,包括红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等。
我能够根据研究的要求选择适当的制备方法和表征技术,并且能够分析和解释实验结果。
3. 材料性能测试与分析我在研究过程中也获得了丰富的材料性能测试与分析的经验。
我熟悉各种材料性能测试方法,包括拉伸试验、硬度测试、电学性能测试等。
我能够根据测试结果分析材料的力学性能、导电性能等,并且能够提出改进材料性能的方案。
在过去的研究项目中,我成功地改善了某种材料的力学性能,并且发表了相关的研究论文。
4. 多学科合作与沟通能力在材料科学与工程的研究中,多学科合作与沟通能力非常重要。
我在之前的研究项目中与材料科学、物理学、化学等学科的研究人员合作过,成功解决了一些复杂的科研问题。
我能够与不同学科的研究人员进行有效的交流和合作,共同推动研究项目的进展。
我也能够将复杂的科研内容以简洁明了的方式向非专业人士解释和传达。
5. 创新能力与问题解决能力材料科学与工程的研究需要具备创新能力和问题解决能力。
我在之前的研究项目中提出了一种新的材料制备方法,并成功地应用于实验中。
我能够发现问题并提出解决方案,同时具备灵活的思维和创造力。
在我参与的项目中,我通过分析问题的根本原因,提出了一些创新的解决方案,并取得了良好的研究效果。
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材料科学与工程进展
2019.04.14
——多孔材料1、在新能源领域中多孔材料有哪些?关注其什么特点?
答:在新能源领域方面,多孔材料常在锂离子电池的电极材料中有较多的应用,比如最常见的有多孔金属材料——泡沫镍电极,主要因为泡沫镍具有很大的比表面积,它在电化学中被利用来制造电化学电极,可以大大提高电化学反应过程中能量的释放。
同时还有多孔碳电极材料,主要由于多孔碳材料由于具有高的电导率、酸碱及水热稳定性强、比表面积大和孔结构发达等特点而被广泛用作电极材料。
在自己最近关于水污染控制的研究课题中,关注比较多的一种多孔材料就是多孔陶瓷材料,多孔陶瓷在水污染控制方面的应用主要是将其作为过滤材料,利用其截留、吸附、表面络合、离子交换等作用机理。
同时由于多孔陶瓷材料具有相对密度小、比表面积大、热导率低、比强度高及吸附性能好等特性,与一般多孔材料相比还具有化学稳定性好、机械强度和刚度高、耐热性佳、孔隙率高、体积密度小、自身洁净状态好,无毒无味、无异物脱落、不会产生二次污染等优点。
2、常用的多孔材料的制备方法?如何控制孔结构?
答:多孔材料的制备方法比较多,针对不同的材料有不同的制备方法。
对于目前多孔泡沫金属的制备工艺有十几种,其中一部分与制备泡沫高分子材料的工艺方法相近,还有一些与金属材料的传统加工方法有所相近,这些方法有发泡法、铸造法、烧结法和沉积法。
其中发泡法是制备闭孔泡沫金属材料的常用方法也是较为成熟的泡沫金属材料制备方法,其基本原理是在液态金属中通入气体或加入发泡剂产生多孔结构,所以可以通过改变发泡剂的种类、数量来控制孔的结构;铸造法的基本原理是提供一定形状和空隙率的模具,然后将液态金属注入模具中,待冷却凝固后再用一定的方法将模具去除,所以不同的模具可以产生不同的孔结构。
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对于多孔陶瓷材料最常用的制备方法有发泡法、添加造孔剂法、固态烧结法、溶胶-凝胶法、微波烧结,同时还可以烧结具有孔道结构的原料制备多孔陶瓷。
发泡法是向陶瓷组分中添加有机或无机化学物质,在处理期间形成挥发性气体,产生泡沫,经干燥和烧成制得多孔陶瓷(包括网眼型和泡沫型两种);添加造空剂法通过在陶瓷配料中添加造孔剂,利用这些造孔剂在高温下燃尽或挥发而在陶瓷体中留下孔隙,造孔剂种类和用量的选择制得形状复杂、气孔结构各异的多孔制品;最新的冷冻干燥工艺首先用于制备各种高活性超微离子,现在这种方法也应用于制备多孔陶瓷,该工艺通过控制金属盐溶液的冷冻方向来控制孔的结构以获得了方向性极好、气孔率很高的多孔陶瓷。
——石墨烯3、根据微机械法的原理,其他材料的薄片是否也能由此制备,有哪些?
答:微机械剥离是一种传统的制备薄片材料的方法,它通过使用胶带对层状结构块体进行剥离。
这种方法最初是通过胶带的机械力来削弱块状晶体的层间范德瓦耳斯力的,因为这并不会破坏面内的共价键,因此可以得到单层或多层的二维晶体。
即使不同材料的成分和晶体结构有差别,但还是可以将它们分为两大类别:层状和非层状材料。
对于层状材料来说,每一层中的原子通过相互间强烈的化学键相连接,同时层间通过较弱的范德瓦尔斯力结合组成块状晶体。
石墨就是典型的层状材料。
除了石墨外,还有很多其他层状材料,例如六方氮化硼(h-BN)、过渡金属硫化物、石墨氮化碳、硅烯、黑磷、过渡金属氧化物和层状双氢氧化物等。
这些物质的层状结构决定了它们可以通过自上而下的剥离方法得到超薄二维纳米片,所以这些材料的薄片可以根据微机械法的原理制备。
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4、根据液相剥离法的原理,如何在制备其他材料的薄片时,控制其厚度?
答:石墨烯的液相剥离法将是将石墨分散到特定的溶剂或表面活性剂中,通过超声波的能量将单层或多层石墨稀从石墨表面直接剥离,得到石墨烯分散液,保持了石墨烯完整的形貌和性能,可在多种环境和不同的基体上沉积石墨烯。
可以看出在制备一些层状材料时,通过研究在液相剥离石墨烯薄片时,控制其厚度的方法来控制其他薄片的厚度。
所以,可以根据超声波辅助剥离的机理,比如超声波功率、超声时间等因素的影响,通过机理控制所制备石墨烯片层的厚度和大小,来控制其他材料的薄片厚度。
同时,也可以通过改变材料的溶液浓度或者溶剂的种类来控制其厚度。
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