第1章 绪论(未改完).pptVIP

化学在材料发展中的地位 化学是认识、控制物体组成、性质、结构的中心科学，化学在寻求新材料过程中起重要作用。 目前，人们日常生活用的聚酯衬衫、聚乙烯奶瓶、聚苯乙烯家俱、聚异丁烯车胎、聚乙酸酯软盘等材料；工业和科学用途的特种陶瓷、磁性材料、金属和合金材料、光学材料等无不与化学相关，因此化学使新材料开发充满前景。 高性能陶瓷 高纯金属 生物工程 薄膜 纳米材料 半导体 超导体 聚合物 材料化学与新型材料 通过化学，掌握物质结构及成键的复杂性，掌握化学反应实验技术，在探索和开发具有新组成、新结构和新功能材料方面，在材料复合、集成、加工等方面大有作为。因此，化学与材料科学密切相关。 “材料化学”概念的产生 20世纪80年代初，美国Anthony R. West编写了“固体化学及其应用”一书，论述了无机固体、有机固体及晶体结构、晶体缺陷、制备方法、固相转变及相图和固体的测试鉴定等，但未明确提出“材料化学”概念。 什么叫“材料化学”？ 是一门以现代材料为主要研究对象，研究材料的化学组成、结构（电子结构、晶体结构和显微结构）与材料性能和效能之间的关系及其合成（制备）的方法、检测表征、材料与环境协调等问题的科学。 材料是一切科学技术的物质基础，没有新材料的发展就不可能有新科学技术的进步。材料是先进技术的先导。而各种材料主要来源于化学制造和化学开发。 例如：电子技术的核心——信息处理技术和信息记录技术等，要求新的半导体材料和磁性材料。 （我们将在第3章中讨论） 高压钠灯——关键材料是透明氧化铝陶瓷。 （将在第2章中讨论） 为什么要研究材料化学？ 新材料的获得进取离不开化学，以超导材料为例，物理学家关注超导理论，材料科学家测试超导体性能，而化学家的任务是合成这些新材料，进而研究材料的组成、结构和超导性之间的关系。 用结构理论、化学热力学与动力学等基本原理研究固体，特别是研究实际材料的化学反应性——材料化学的理论基础。 材料的成键本质与其结构和性质密切相关。材料组成元素的电子结构、材料的晶体结构、缺陷结构，从能量和过程的观点研究材料的组成结构，从热力学与动力学的观点研究实际材料的化学反应——均是材料化学的重要研究内容。 材料化学研究内容 现代材料化学的核心内容——现代材料制备原理和合成方法的研究。 现代材料制备的重要方法——传统的金属材料的熔炼法、无机材料的陶瓷法、高分子材料的聚合法等等。 采用高新技术——例如高温、高压、低温、高真空、失重、辐射以及其他极端技术条件； 采用新的合成方法和制备工艺——例如Sol-Gel法（溶胶-凝胶法）、水热法、自蔓延高温合成法CVD法（化学气相沉积法）及复合技术等。 制备各种单晶、多晶及非晶态材料，制备高分子材料以及液晶和纳米材料等——都是现代材料制备化学研究的主要内容。 新型材料的研究特点 化学与物理相结合、微观与宏观研究相结合、理论与技术相结合。 现代材料性能学研究，包括力学性能、物理性能和化学性能，都是现代材料具有良好使用性能（即效能）和多种用途以及材料寿命和材料保护的根本依据。 现代材料化学重点研究各类材料的化学性能，特别是各类材料在环境介质中的腐蚀破坏与防护的研究，仍是材料科学及相关科学的重要研究课题，也是关系到保护资源和环境、节约材料和发展新技术等方面的重大问题。 材料化学是近十年来才创立的材料科学的一个重要分支，又是应用化学的一部分，具有交叉、边缘学科的性质。 现代材料化学研究的是与新材料有关的问题，更具有前沿学科的特点，在整个材料科学发展中占有极其重要的地位。特别现代材料的成建理论以及制备原理和合成方法的研究，仍是材料科学和新技术领域中最活跃的部分，也是当前的研究热点。 材料化学的发展方向 现代材料化学还只初具规模，需要材料学家和化学家共同努力探索和研究，尽快完善和进一步发展。随着现代科学技术的迅速发展，材料研究将沿着知识技术密集化、研究开发综合化、学科交叉前沿化以及彼此竞争激烈化的方向发展，这给现代材料化学的研究展示了无限广阔的发展前景。 新材料的获得进取离不开化学，以超导材料为例，物理学家关注超导理论，材料科学家测试超导体性能，而化学家的任务是合成这些新材料，进而研究材料的组成、结构和超导性之间的关系。 化学学科是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构和性能以及相互转化的科学。化学为新材料的开发储备了足够的化合物；材料科学的诞生和成长，为化学增添了新的学科伙伴。 化学