材料化学讲稿 第一章绪论.pptVIP

 材料化学 贾梦秋 jiamq@mail.buct.edu.cn 材料化学教学大纲 第一章 绪论 第二章 材料的结构 第三章 材料的性能 第四章 材料电化学 第五章 材料表面化学 第六章 材料的制备方法 第七章 金属与合金 第八章 无机非金属材料 第九章 高分子聚合物材料 第十章 复合材料 参考书目录 材料化学导论 ，哈尔滨工业大学出版社 ，邓启刚, 席慧智, 刘爱东 材料化学导论 ，高等教育出版社 ，唐小真 材料化学 ，机械工业出版社，朱光明，秦华宇 材料化学 ，化学工业出版社，周志华，金安定 无机固体化学 ，科学出版社 ，洪广言 ， 高分子化学 ，中国轻工出版社 ，张兴英 电化学教程 ，天津大学出版社 ，郭鹤桐, 覃奇贤 界面化学 ，丸善株式会社 ，近泽正敏，田鸿和夫 第一章 绪 论 主要内容 1.1 材料的发展历史及在现代社会中的重要地位； 1.2 材料科学的形成与内涵； 1.3 材料的分类； 1.4 材料的发展趋势； 1.5 材料科学技术发展的重点； 1.6 材料化学的研究内容和特点。 材料的发展 材料是一切科学的物质基础，是当前科学研究的前沿。 材料的发现、发展和应用是人类文明的标志。 材料的品种、质量和产量，是直接衡量一个国家的科技和经济发展水平的重要标志之一。 材料是社会进步的物质基础，是人类进步程度的主要标志，所以人类社会的进步以材料作为里程碑。 纵观人类发现和利用材料的历史，每一种重要材料的发现和广泛利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新水平。 给社会生产力和人类生活水平带来巨大的变化，把人类的物质文明和精神文明向前推进一步。 一百万年以前，人类开始用石头做工具，进入旧石器时代。 大约一万年以前，人类开始对石头进行加工制成精致的器皿或工具，人类进入新石器时代。 人们逐渐掌握从地层开采石料的技术，对石料的选择，切割、磨制、钻孔、雕刻等工序已有一定的要求。 5000年前，人类开始用铁。公元前13~14世纪，人类已开始大量用铁。由于铁比铜更容易得到，更好利用，在公元前10世纪，铁制工具比青铜工具更为普遍，人类开始进入了铁器时代。 18世纪发明了蒸汽机，19世纪发明了电动机，对金属材料提出了更高要求，同时对钢铁冶金技术产生了更大的推动作用。1854年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢，使世界钢产量有一个飞速发展。1850年世界钢产量为6万吨，1890年达2800万吨，大大促进了机械制造、铁道交通及纺织工业的发展。 电炉冶炼开始，不同类型的特殊钢相继问世 1887年高锰钢 1900年18-4-1(W18Cr4V)高速钢 1903年硅钢及1910年奥氏体镍铬(Crl8Ni8)不锈钢，把人类带进了现代物质文明。 铜、铝得到大量应用，镁、钛和很多稀有金属也相继出现， 金属材料在整个20世纪占据了结构材料的主导地位。 有机化学的发展，19世纪末叶西方科学家仿制中国丝绸发明了人造丝，这是人类改造自然材料的又一里程碑。 20世纪初，人工合成有机高分子材料相继问世。 1909年的酚醛树脂(电木)， 1920年的聚苯乙烯， 1931年的聚氯乙烯 1941年的尼龙等，促进了高分子材料的发展，使高分子化学逐渐从有机化学中独立出来。 性能优异，资源丰富、建设投资少、收效快而得到迅速发展。目前世界三大有机合成材料(树脂、纤维和橡胶)年产量逾亿吨。而且有机材料的性能不断提高，附加值大幅度增加，特别是特种聚合物正向功能材料各个领域进军，显示其巨大的潜力。 20世纪50年代，是高温合金发展的重要时期，掺镍合金促进了喷气发动机的发展。 60年代，半导体材料得到了迅速发展，制作越来越小的硅芯片，推动了计算机产业的发展。 80年代，研究的重点是高温超导体，高温超导的革命时代。 按美国计算，若用超导电缆输电，每年可以节约750亿千瓦电能，价值约50亿美元。 90年代左右至今，纳米材料的研究和制备得到了迅速发展—纳米科学。 陶瓷本来用作建筑材料、容器或装饰品等。 由于其资源丰富、密度小、高模量、高硬度、耐腐蚀、膨胀系数小、耐高温、耐磨等特点，到了20世纪中叶，通过合成及其他制备方法，做出各种类型的先进陶瓷(如Si3N4、SiC、ZrO2等)，成为近几十年来材料中非常活跃的研究领域，有人甚至认为“新陶器时代’’即将到来。 由于其脆性问题难以解