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材 料 科 学 基 础 2005～2006学年第一学期 1、课程沿革 2、课程简介 3、课程地位 4、课程结构 5、课程重要性 材料专业最主要的专业基础课 其它所有专业课的基础理论 硕士、博士入学考试科目 专业工作的基础理论 6、学习要求 认真听讲，跟上思路 作好笔记，理清头绪 及时复习，抓住重点 锻炼自学能力，阅读参考书 7、特别计划 每一至两章后有单元复习测验，测验成绩作为平时成绩，并计入期末成绩。 9、联系方式 办公室地址：航空楼 B 818 办公室电话手机Q Q ：125600 E-mail：wyx818@126.com 课程网站：/ ttp://0/jp2004/07 * * 西北工业大学 材料学院 主讲：王永欣 副教授 什么是材料(materials)? 材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。 天然材料 人工材料 一、材料的发展史，就是人类社会的发展史。 人类历史的划分 现代社会 三 大 支 柱 能源、信息、材料（1998） 生物工程、信息技术、新材料 石器时代?陶器时代?青铜器时代?铁器时代。 铁器时代 青铜时代 石器时代 多元材料时代 材料是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导 先进材料具有强烈的基础性、支撑性、技术经济价值和迫切战略需求 二、材料科技的作用 —— 基础、先导、战略 三、四要素及其交互作用 性质、服役行为与寿命、结构与成分、合成与加工 认识论和方法论 材料科学与工程技术的相互关系和影响 材料科学与工程的内在本质与外部环境的相关性和统一性 材料科学与工程界统一认识和行为的共用准则，已达成世界性共识。 合成与制备：获取材料的手段，工艺技术进步为标志 成分与结构：材料的本质，认识材料的理论基础； 材料特性：选用材料的依据； 服役行为与寿命：材料的加工和服役条件结合，考察材料的使用寿命，成为 MSE 的最终目标。 合成与制备 材料特性 成分与结构 服役行为与寿命 材料科学与工程MSE的四要素四面体关系 四要素与五要素 服役行为与寿命 合成与制备 性质 成分与结构 基本性能 组织结构 成分 制备加工 效能（使用性能） 理论及材料与工艺设计 四、材料科学与工程的任务 宏微观紧密结合，在原子/分子的层次上将成分/组织的设计与合成加工综合起来 通过合成与加工过程的精确控制有效地安排与控制原子/分子的特定排列组合， 达到控制组织结构，控制形状进而达到所需的使用性能。 设计（成分组织） 合 成 加 工 控构 控性 控形 ?宏观组织（晶 粒） ?微观组织（亚晶界、枝晶、次生相） ?强化相 ?多相合金的相结构 ?组织均匀性 ?成分均匀性 ?组织致密性 ?夹杂、气孔等 ?应力、变形、开裂 ?晶体结构缺陷 ?非晶、微晶、纳米晶及非平衡晶 近终形 表面完整性 尺寸精度 力学性能 物理性能 化学性能 材料科学与工程的任务 五、材料学科体系 设备 工艺 结构 性能 构件行为 材料科学 材料工程 材料的结构 材料的性能 六、发展趋势 世界科学技术发展的优先领域 信息科学和技术 生命科学和生物技术 能源科学和技术 环境科学和技术 材料科学和技术 要加快发展电子信息、生物工程和新材料等高新技术产业，形成工业发展新的增长点。 —— 十五届五中全会 纳米科学和技术 先进制造技术 高密度存储材料 生态材料 生物材料 碳材料 高性能结构材料 资源丰富 环境 保护 节约 能源 新材料 新世纪对材料提出新的要求 冶金学 物理冶金学 化学冶金学 金属学 材料科学基础学 金属 陶瓷 高分子材料 复合材料 七、课程简介 该课程是材料类专业最主要的技术基础课。 以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象。 从材料的电子、原子尺度入手，介绍了热力学、动力学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。 主要目的是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系，为材料性能测试和材料加工奠定基础。 2004年，被评为“国家精品课”。 它是基础课程（包括高等数学、大学物理、普通化学、 物理化学、 理论力学、材料力学等）和专业课程（如材料的力学性能、材料的物理性能、钢的热处理原理及工艺、锻造原理及工艺加工、铸造原理及 工艺、焊接原理及工艺等）之间的桥梁。 基础课与工程实际有较大的距离，专业课程紧密结合工程实际。 这两者在思维方式上有较大的差别，故需要有过渡，同时在知识上作进一步地准备。 本课程中除了学习材料基础的、共性的具体知识外，更重要的 是学会如何分析、解决工程实际问题，建立基本的工程思维方式，这对于培养一个合格的工程师或研究人员是非常重要的。 基础理论