材料力学第0章材料的绪论教程.ppt

工程材料 Engineering Materials 朱张校主编，工程材料，高等教育出版社，2006;材料课程的性质和任务;① 化学成分(成分)：组成材料各元素在材料中的组织结构和浓度。 ② 组织：用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察到的金属内部的情景。 习惯上把用肉眼或几十倍放大镜观察到的组织称低倍组织或宏观组织。 放大100～2000倍的组织称高倍组织或显微组织. 在电子显微镜下放大几千～几十万倍的组织称精细组织或电镜组织。;钢的宏观组织、显微组织和电镜组织;③ 结构：材料中各原子的具体组合状态.一般通过X-射线衍射或透射电镜研究.;;⑶ 了解常用材料的用途和加工工艺。 ⑷ 初步具备合理选材、正确确定加工方法、妥善安排工艺路线的能力。 ? 课程特点：基本概念多，与实际联系紧密,是一门应用科学。;课程的主要目的;贯穿全课程的“纲” ;第0章 绪 论;?? 论?;材料与人类文明是怎样的关系？ 材料应用的发展是人类发展的里程碑 材料是发展高科技的先导和基石 什么是材料？ 材料是人类作来制作各种产品的物质，是先于人类存在的，为人类生活和生产的物质基础。 ;1.1、材料与人类文明 ;400,000 BC——4,500 BC?石器时代（Stone Age）;陶器;华夏文明的独特贡献;4,500 BC——1,000 BC?青铜时代（Bronze Age）;青铜，古称金或吉金，是红铜与其它化学元素（锡、镍、铅、磷等）的合金。 史学上所称的“青铜时代”是指大量使用青铜工具及青铜礼器的时期。保守的估计，这一时期主要从夏商周直至秦汉，时间跨度约为两千年左右，这也是青铜器从发展、成熟乃至鼎盛的辉煌期。 到春秋戰國時期，齊國工匠總結科技經驗寫成的《考工記》一書中，提出了「金有六齊」，這是世界科技史上最早的冶銅經驗總結。 ;越王勾践剑;古代剑刃制造中的特殊技术;三星堆;司母戊鼎;1450BC——铁制车轮; 1000BC——铁器时代（Iron Age）; 1000BC——铁器时代（Iron Age）;材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标志。 ;当代材料;当代材料;鞍钢;中国第一颗人造卫星;中国的航天事业-“神舟”号飞船;中国的航天事业-“神舟”号飞船;中国的航天事业-“神舟”五号载人飞船;1.3.3 我国机械制造业面临的机遇和挑战;1863年，光学显微镜首次应用于金属研究，诞生了金相学，使人们能够将材料的宏观性能与微观组织联系起来。;1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于晶体衍射分析，使人们对固体材料微观结构的认识从最初的假想到科学的现实。 ;1932年发明了电子显微镜，把人们带到了微观世界的更深层次（10-7m）. ;1934年位错理论的提出，解决了晶体理论计算强度与实验测得的实际强度之间存在的巨大差别的矛盾，对于人们认识材料的力学性能及设计高强度材料具有划时代的意义。 ;二、 材料与人类现代文明;材料－技术大厦的砖石;建筑;交通;没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前的计算机技术. ;没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的航空工业和宇航工业。 ;没有低消耗的光导纤维，也就没有现代的光纤通讯。 ;前苏联在1957年把第一颗人造卫星送入太空，令美国人震惊不已，认识到在导弹火箭技术上落后了。因此在其后的十年里，在十多所大学中陆续建立了材料科学研究中心，并把约 2/3 大学的冶金系或矿冶系改建成了冶金材料科学系或材料科学与工程系。其涉及的材料由金属扩展到了陶瓷和高分子聚合物材料.可见，高技术需要先进材料的支持. ;新的石器时代 ;三极电子管 所用材料：钨、钼做电极。;电子管——晶体管——集成电路;1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。 由大量电子管组成的第一台计算机重达30吨，用电相当于一个小的城市。 ;由原料到集成电路：硅石－多晶硅－单晶硅棒－单晶晶园－集成电路;航空材料;300F; 718合金——一种掺镍化合物，于30年前开发。广泛地用于飞机发动机压缩机和涡轮部件等。;实 例;飞机中的复合材料 ; 在美国卡拉维纳尔角航天基地待升空的（穿梭机）。它是人类高技术的结晶。它应用了成千上万种材料，特别是一些高技术的新型材料（本照片选自美国Kennedy Space Center 的Tourbook）。;能源材料;核能材料;材料技术的发展改变我们的生活;材料发展趋势简介 ;材料的可持续发展;材料的“生命周期” ;“材料贯穿于工程的始终。” ;绪论;一、材料的结合键;0.2 工程材料的分类;0.2 工程材料的分类;1、离子键;元素周期表 ;2、共价键 ;最具有代表性的共价晶体为金刚石。金刚石由碳原子组成，每个碳原子贡献出4个价电子与周围