材料科学基础绪论和发展特点

《梦溪笔谈》是我国北宋大科学 家沈括的传世 著作。沈括在晚年用
笔记文学体裁写成《梦溪笔谈》二十 六卷，再加上《补笔谈》三卷和《续 笔谈》，共列有条文六百零九条，遍 及天文、数学、物理、化学、地学、 生物以及冶金、机械、营造、造纸技 术等各个方面，内容十分广泛、丰富， 是中国科学史的重要著作。《梦溪笔 谈》中所记述的许多科学成就均达到 了当时世界的最高水平。英国著名科 学史专家李约瑟称《梦溪笔谈》是 “中国科学史上的坐标”。
四、材料分类 IV Classification of Materials
金属材料（Metallic Materials):钢铁、铝、铜、钛合金 陶 或瓷 无材 机料 非（ 金C属 er材am料i（ csI）no：rAgla2nOi3c、MSaitCe、 riSail3Ns4)、SiO2、TiN 高分子材料（High Polymers)：纤维、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯 复合材料（Composites)： PMoaltyemle-rM-atMraitxrixComposites 金 属 材 料 － 金 属 学 陶 瓷 材 料 － 陶 瓷 学 材 料 科 学 基 础 突 出 材 料 共 性 教 学 高 分 子 材 料 － 高 分 子 物 理
•材料是人类社会发展的巨大推动力，生产工具 制造的物质基础是材料。 •石器时代——陶器时代—— 青铜时代 ——铁 器时代——复合材料 •材料的使用和发展，与生产力和科学技术的水 平密切相关
三、我国材料的历史进程 (Historical perspective)
漫长而又曲折的历程：
1.石器时代 Stone age
1. 材料科学与工程的范畴和任务
(1) 学科建立
Establishment of Materials Science and Engineering
IN 1960’s
金属材料——金相学——金属学 无机材料——无机化学——陶瓷学 高分子材料——高分子化学——高分子物理
1. 材料科学与工程的范畴和任务
中国古代铁器的金相组织
4.明代后及解放后
宝钢高炉
长征三号运载火箭在发射架上的图片
古代科技名著
《考工记》（先秦） 《梦溪笔谈》（宋代 沈括） 《天工开物》（明代宋代 沈括）
沈括，生于公元1031年，为 官多年。他晚年居住在润州 (今镇江市)的梦溪园，专门 从事著述，为后人留下了一 部三十卷的科学巨著《梦溪 笔谈》。
THE FIRST，INTRESTING IS THE MOST IMPORTANT.
卢柯:材料科学研究的动力与乐趣
WEB
六、学习方法
通过物质结构与组成的基本 理论的学习，掌握材料的结 构——性能内在关系；
通过对比，了解高分子材料 与金属和无机非金属材料在 材料结构和性能特点上的 主要异同点；
运用结构——性能关系的 原理，了解主要材料品种的 制备和应用的特点，具有一 定材料设计的基础知识。
迈尔《新百科全书》中材料的含义：材料是从原材料中取 得的，为生产半成品、工件、部件和成品的初始物料，如 金属、石块、木料、皮革、塑料、纸、天然纤维和化学纤 维等等。
材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理 性状的物质。
二、材料在人类历史的发展和科学 技术中的重要作用
Importance of Materials for the Development of Humen History and Science &Technology
(2) 内容和任务 Contents and Objective
材料科学：从理论上研究金属、无机非金属和有机高分子等材料 的成分、结构、 加工工艺同材料性能及材料应用之间的相互关 系。 材料科学与工程：关于材料组成、结构、制备工艺与其性能及使 用过程间相互关系的知识开发及应用 的科学。 学科性质：是介于基础科学与应用科 学之间的应用基础科学（边缘学科）。
材料科学基础绪论和发展特点
一、什么是材料？ What is the Materials?
Webster编者“New International Dictionary （ 1971 年）”中关于材料（Materials ） 的定义为：材料是指用来 制造某些有形物体（如：机械、工具、建材、织物等的整 体或部分）的基本物质（如金属、木料、塑料、纤维等） 。
石器时代（Stone Age）： 石斧、凿、刀、铲、箭头、 纺轮、钵等（西安半坡遗址）
石斧
2.青铜器时代 BRONZE AGE
青 铜 器 时 代 （ B r o n z e A g e ):
巨型司母戊鼎 （河南安阳晚商遗址）
湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑
3. 铁器时代 iron age
湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄
参考文献
Fundamentals of Materials Science and Engineering（英文资料）
《材料科学与工程基础》 （美） L、H 范弗莱 克
研究内容：reaserch contents
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 c. 材料的制备工艺
技术性 d. 材料的性能表征 e. 材料的应用
六、学习方法 study methods
五、什么是材料科学？
What is Materials Science ？
Performance
Synthesis and Processing
Properties
Compositions and Structures
什么是材料科学？
What is Materials Science ？
材料科学是一门以固体材料为研究对象，以固体物理、热力 学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉 基础应用学科，它运用电子显微镜、X-射线衍射、热谱、电 子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、结构 、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间 的规律的一门基础应用学科，是研究材料共性的一门学科。