材料科学基础中国计量学院.pptVIP

导 论 0.1 材料科学的重要地位 0.2 材料及其类型简介 0.3 什么是“材料科学” 0.4 本课程的重要性和学习方法 什么是材料? 材料是物质 有用的物质 经济而实用的物质 0.1 材料科学的重要地位 (一)按照制造工具材料划分人类历史 石器时代（Stone Age）:公元前10万年 石斧、凿、刀、铲、箭头、纺轮、石钵 青铜器时代（Brone Age）:公元前3000年 青铜鼎、容器、刀、剑等 巨型司母戊鼎 （河南安阳晚商遗址） 铁器时代（Iron Age）:公元前1000年 战国凹形铁锄 （湖南长沙砂子塘） 钢铁时代:在铁中掺入大量的合金元素进行改性 Titanic的沉没是必然还是偶然？ Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 新材料时代:二十世纪五十年代以后 碳纤维自行车 计算机与材料 1、计算机经历：电子管→晶体管→集成电路时代 2、个人电脑移动存储器的比较 材料科学的发展是计算机飞速发展的基础。 第一次产业革命的突破口是推广应用蒸汽机 ——钢铁和铜等新材料 第二次产业革命以石油开发和新能源广泛使用为突破口，大力发展飞机、汽车和其他工业——仍然是新材料开发，如合金钢、铝合金以及各种非金属材料和复合材料 半导体硅材料的研制成功推动了人类进入电子信息时代 激光器、光纤和各种光电子材料的研制实现了光通信社会 0.2 材料及其类型简介 一、按照化学组成分类 1、金属材料 2、无机非金属材料 3、高分子材料（聚合物） 4、复合材料 二、按照使用性能分类 结构材料：使用材料的力学性能，用来制造设备、工具和器皿的结构部件。 功能材料：使用材料的电、磁、光、声、热、生物等性能以及各种性能之间的耦合性能，用来制备各种智能的具有特殊功能的器件和设备。 三、按照材料结晶状态分类 单晶材料、多晶材料、玻璃（非晶态材料） 四、按照材料尺寸分类 零维材料、一维材料、二维材料（薄膜）、三维材料（块体） 0.3 什么是“材料科学”? ——材料科学的内涵和研究内容 材料的成分决定材料的结构 材料性能与结构关系 材料的不同性能都是由其内部结构决定的： 1、金属有好的导电性，有高的塑性与韧性； 2、陶瓷材料则有高熔点、高硬度但很脆,且大多是电的绝缘材料； 3、高分子材料的弹性模量、强度、塑性都很低，多数也是不导电的。 材料制备/加工工艺与性能的关系 材料的制备、加工工艺决定着材料的结构，而结构影响着材料的各种使用性能。 材料科学与工程的核心问题：结构与性能 材料的概念 材料是经济而实用的物质。 所谓材料，是指经过某种加工，具有一定组分、结构和性能，并具有一定用途的物质。 材料科学的研究内容 材料的组成- 结构-形成（工艺）条件-性能-材料用途之间相互关系及制约规律。 0.4 本课程的重要性和学习方法 本课程在材料类专业课程体系中的地位 《材料科学基础》是进行材料科学研究的基础理论，它将各种材料（包括金属、陶瓷、高分子材料）的微观特性和宏观规律建立在共同的理论基础上，用于指导材料的研究、生产、应用和发展。 材料科学基础课程的教学内容 主要介绍材料科学中的共性规律，即材料的组成- 结构-形成（工艺）条件-性能-材料用途之间相互关系及制约规律。 第一章：原子结构与键合 第二章：固体结构 第三章：晶体缺陷 第四章：固体中原子及分子的运动 第五章：材料的形变和再结晶——力学性能 第六章：单组元相图及纯晶体的凝固 第七章：二元系相图及合金的凝固 第八章：三元相图 第九章：材料的亚稳态 第十章：材料的功能特性 ●性质：必修课，专业基础课 ●考核方式：平时20％＋期末考试80％ ●学时：64学时（总学时112） ●本课程特点： ●概念术语多，知识面跨度大 ●理解记忆的知识多 ●涉及相关学科多（固体物理、晶体化学、物理化学、矿物学、金属学、陶瓷学以及高分子科学等） ●教材：《材料科学基础》，胡赓祥，上海交通大学出版社 ●参考书目： 《材料科学基础》西安交通大学石德珂主编，机械工业出版社 《材料科学基础》，张联盟等主编，武汉理工大学出版社 《金属材料及热处理》，崔忠圻，哈尔滨工业大学出版社 《无机材料科学基础》，陆佩文，武汉工业大学出版社 ●自学辅导参考网址 中国开放教育资源协会中国精品课程 浙江大学、四川大学、北京科技大学、中南大学、武汉理工大学、上海交通大学等高校的课件和其他优质教育资