工程材料概论1.ppt

材料分类(Classification of Materials) 材料科学是研究材料的成分、组织结构与性能之间关系 材料的历史进程(Historical perspective) 漫长而又曲折的历程： 石器的制造和使用 在人类的发展史上，最先使用的工具是石器。 中华民族的祖先用坚硬的容易纵裂成薄片的燧石和石英石等天然材料制成石刀、石斧、石锄。 古代科技名著：“考工记”（先秦）、“梦溪笔谈”（宋代沈 括）、“天工开物”（明代宋应星） 明代后：封建统治、帝国主义侵略束缚了材料的发展 停滞状态 解放后：材料科学受到重视和发展，被列为现代技术三大支柱之一。 一整套材料体系 门类全齐 数量 质量 钢铁突破2亿吨大关 世界第一 原子弹、氢弹、人造卫星、火箭 (4)复合材料 复合材料就是两种或两种以上不同材料的组合材料，其性能优于它的组成材料。 复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成，所以它的结合键非常复杂。 它在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越。具有广阔的发展前景。 矿业及农业科技与工程范畴 材料科学 与工程范畴 材料的地位和作用 材料无处不在，无处不有 铁器时代 信息时代 （新材料时代） 石器时代 （石器、陶器 、瓷器) 青铜器时代 材料的地位和作用 材料的地位和作用 ?? ?? ?? 石器时代 青铜时代 新材料时代 铁器时代 钢铁时代 人类利用材料的历史，就是一部人类进化和进步的历史 石斧 陶器与瓷器的发明和使用 瓷器——中国文化的象征 新石器时代(公元前6000年～公元前5000年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃)文化时期的陶器表面彩绘有条带纹、波纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储器皿等。 中国是最早生产瓷器的国家。 东汉时期发明了瓷器。 瓷器于9世纪传到非洲东部和阿拉伯国家，世纪传到日本，十五世纪传到欧洲。 瓷器成为中国文化的象征，对世界文明产生了极大的影响。中国瓷器畅销全球，名誉四海。 我国劳动人民创造了灿烂的青铜文化 夏朝(公元前2140年始)以前我国就开始青铜的冶炼。殷、西周时期已发展到很高的水平。青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。 ●从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎。 ●从湖北隋县出土的战国青铜编钟 ●世界上最古老的关于青铜合金成分的文字记载：周礼·考工记》 中国古代铁器的金相组织 湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄 铁器的生产和应用 青秋战国时期(公元前770年～公元前221年)开始大量使用铁器。 西汉时期 炼铁技术有很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料，比欧洲早1700多年我国古代创造了三种炼钢方法 从矿石中直接炼出自然钢。 西汉时期经过“百次”冶炼锻打的百炼钢 南北朝时期生产的灌钢。 钢的热处理技术达到相当高的水平 丝绸——天然高分子材料 丝绸是一种天然高分子材料，在我国有着悠久的历史，我国丝绸质地柔软，色彩鲜艳，美观华丽，光彩夺目。于十一世纪传到波斯、阿拉伯、埃及，于1470年传到意大利的威尼斯，进入欧洲。 长征三号运载火箭在发射架上的图片 宝钢高炉 第一次工业革命（18世纪） 制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础 以蒸汽机和纺织机的发明和使用为主要标志 工业革命使工厂制代替了手工工场，用机器代替了手工劳动 人类社会从农业文明转向工业文明 以电力和内燃机的发明和使用为主要标志,以石油开发和新能源为突破口，大力推进了汽车、飞机等其他工业。 第二次工业革命（19世纪中叶到20世纪中叶） 世界由“蒸汽时代”进入“电气时代” 莫尔斯电报机发报 第三次工业革命（20世纪40年代起） 以核能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和使用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。 是迄今为止人类历史上规模最大、影响最为深远的一次科技革命 材料的地位和作用 发 电 机 1820年 蒸 气 机 1763年 计算机 1946年 第一次工业革命 制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础 第二次工业革命 合金钢、铝合金及其他非金属材料的发展是此次工业革命的支撑 第三次工业革命 航空材料不断进步；塑料、合成橡胶、合成纤维的相继问世；单晶硅材料对电子技术的发明和应用起到了核心的作用 材料的地位和作用 纵观人类利用材料的历史可以清楚地看到，每一种重要新材料的发现和应用，都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大变革，甚至引起一次世界性的技术革命，大大地加速