材料合成与加工前言与绪论

5500BC，天然金与铜被用作工具与武器 人类开始了金属的使用
5000BC，熔炼和锤击改变了铜 的性能，金属材料开始发展
课程考察与成绩评定
总评积分公式为 100＝60＋40，即 总评＝考试成绩＋ 平时成绩
1、考试成绩 论文形式，满分100，占60％ 2、平时成绩 到课情况、课堂听讲、回答问题
情况为主，满分100，占40％
绪论
1、材料的定义 ➢ 通俗定义：
材料是原料中取得的生产物质的原料。 材料是制成成品的东西。例如：高分子、 金属、陶瓷等等。
金属基、陶瓷基）
结构陶瓷 功能陶瓷 电子陶瓷通讯器件（压电陶瓷变压器、
扬声器)生产技术 功能高分子制备技术 纳米合成技术
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参考资料 1、教材： 曹茂盛等主编，材料合成与制备方法，哈尔滨 工业大学出版社，2001年8月。 2、其它信息库： －课堂 －图书馆（各章所需的参考书将会在每章列出来） －网络 －实验课程中
➢材料的专业涵义
●国内外3部大型辞书对材料的定义： ①《Longman Dictionary》《朗曼词典》 anything from which something is or may be made。
②《Oxford Advanced Learner’English-Chinese Dictionary》 that of which something is can be made or
学习方式
课程以课堂讲授为主，同时可通过查阅 文献及课堂讨论等形式，借以促进学生了 解并学习材料化学和材料物理领域内材料 合成的基本方法以及理论，同时掌握一些 新的材料合成技术。
材 料 化学合成 制 工艺技术 备
课程重点及学习内容
单晶制备 非晶材料的制备 薄膜制备技术 复合材料及其制备技术（高聚物基、
Preparation of Materials
材料合成与加工
杨志胜
课程介绍
材料已成为当今科学技术和社会发展的重要支柱，材 料科学与基础科学亦日益融合形成了新的边沿科学——材 料化学和材料物理。
要求学生掌握几种材料的制备技术，理解其制备原理， 知道所用的主要仪器设备和基本实验思路、知道不同制备 方法的特点，扩大视野，最终学会自己设计实验，合成材 料。
➢ 按材料的化学组成分类
化学Βιβλιοθήκη Baidu维
钢材
高性能陶瓷
纸张 塑料
有机材料
材
无机材料
料
布料
陶器
木材
人工晶体
石材
砖瓦
➢新材料体系的混合分类法
➢ 根据性质分类 物理性质——高强、超塑性、高温、低温、导 电、半导体、绝缘、绝热等 其它功能性质——结构材料、功能材料
➢ 按技术成熟程度及发展前景划分 传统材料，如普通金属、钢铁、有机物 新型材料，如智能材料、传感材料、光纤等
以脂肪族或芳香族的C-C共价键为基础
有机高分子材料 结构的大分子组成。一般又分为塑料、
复合材料
橡胶和纤维。 金属、无机非金属和有机高分子材料
等有机结合
“杂化材料”
两种以上不同种类的有机、无机和金属材料 在原子、分子水平上杂化，从而产生具有新型原 子、分子集合结构的物质，属于分子复合材料的 范畴。
构造机制：离子界面消失，完全结晶化，因 此这种材料具有许多新的性能和用途。
学、力学、化学和生物学功能及相互转化的性能， 被用于非结构目的高技术材料。如光致变色材料、 电致变色、形状记忆材料等。此概念1965年由美 国 贝 尔 研 究 所 的 J.A.Morton 博 士 提 出 ， 现 已 被 各国材料界重视和接受。
功能材料的功能及其示例 热学性能——热容、热传导、热稳定； 光学性能——与光的作用、吸光、发光和透光性； 电学性能——导电、介电和压电性等； 磁学性能——永磁、硬磁、软磁等； 化学性能——反应性、催化等； 生物功能——适应、生物活性、保健等。
经过二次加 工的原料
现代材料学可以如此来定义材料：
经过人类劳动获得的、在进一步的加 工过程中仍然保持原质的劳动对象称为材料 （ Materials ）。例如：钢铁、金属、陶瓷、木材
等。
原料（ Raw materials ）：潜入了劳 动价值，但在以后应用中原质会发生变化的 劳动对象。如烧碱、中和反应所用的盐酸等化工原料。
2、材料的分类
➢ 从来源上分，材料可以分为： 天然的——木材，石料 合成——化学纤维，塑料，金属，陶瓷 半天然——纸张，布料
➢按照材料的化学属性可以分
金属材料
黑色金属 （铁、锰、铬及其合金） 有色金属
无机非金属材料
单晶形态
多晶形态。新型陶瓷材料（New Ceramics）或精细陶瓷（Fine Ceramics）
which something is done。
③《辞海》：
把自然界经过开采而获得的劳动对象称为 原料。
同样，在加工工业中，一般把来自采掘工业和 农业的劳动对象称为原料，把经过工业加工的 原料（如钢铁、水泥）称为材料，而材料和原 料合称为原材料。
《辞海》定义可以总结为
原料
材料
经过人类劳动而 取得的劳动对象
➢按材料的性能分类
• 结构材料（Structural material） 以力学性能，如受力形变、脆性断裂和强度等
作为应用性能，具有抵抗外力作用而保持自己的 形状、结构不变的特点。如制造工具、机器、车 辆用的钢铁材料，建筑房屋、桥梁和铁路用的混 凝土材料。
• 功能材料（Functional material）： 指具有优良的电学、磁学、光学、热学、声
3 材料的发展历程
第一代为天然材料
在原始社会生产技术水平低下，人类 使用的材料只能是自然界的动物、植物和 矿物，主要的工具是棍棒，用石料加工的 磨制石器。
第二代为烧炼材料 烧炼材料是烧结材 料和冶炼材料的总称。人类用天然的矿土 烧结砖瓦和陶瓷，制出了玻璃和水泥，这 些都属于烧结材料；从各种天然的矿石中 提炼铜、铁等金属，则属于冶炼材料。
注意：一种材料属于结构材料还是功能材 料，由使用 目的决定。
举例： ①弹性材料 应用力学性能——用于非结构目的
——属于功能材料； ②结构陶瓷 应用力学性能——用于结构目的
——属于结构材料； ③普通玻璃 应用力学性能——用于结构目的
——属于结构材料； ④特种玻璃 应用光学性能——用于非结构目的
——属于功能材料。