材导第一章1060221.PDF

材料科學導論 第 1 章 緒論 1-1 歷史演進觀點 1-2 材料科學與工程 1-3 為何要研讀材料科學與工程 1-4 材料的分類 1-5 先進材料 1-6 現代材料的需求 學習目標 列舉出固態材料六種不同的重要應用性質 。 舉出涉及材料設計 、生產和使用的四個構成要件 ， 並略述這些構成要件之間的相互關係 。 舉出材料選用過程的三個重要準則 。 (a)列舉出固態材料的三種主要分類 ，並指出其個 別之化學特點 。(b)說明先進材料的兩種類型及其 個別之特點 。 (a)簡要定義 「智慧型材料 」 。(b)簡短解釋 「奈米 科技 」應用於材料的觀念 。 1.1 歷史演進的觀點 人類文明的演進是與其所使用之材料息息相關 ，舉 凡人類的食 、衣 、住 、行 、通信 、休閒等日常生活 的每一環節都深受材料的影響 。 人類文明的演進是依據其所使用的材料發展而來 ， 大致可分成: 石器時代 （陶瓷）2500000~2000 BC 銅器時代 （金屬）2000~1000 BC 鐵器時代 （金屬）1000~1 BC 現在 ? 矽時代 （半導體）?高分子 （塑膠）? 由過去約 100年來累積獲得的知識 ，人類已研發出成 千上萬種具有不同特性的材料 ，可滿足我們現代化 複雜的社會 ，這些材料可歸納成 ：金屬 、塑膠 、玻 璃和纖維 。 材料的利用主要依據其性質來作選擇 -- 是要從已知 的 、有限的材料種類中 ，依據材料本身之特性來決 定其是否最適用於某項用途上 。 1.2 材料科學與工程 有時可將材料科學與工程學科細分為 材料科學和 材 料工程兩個子領域 。 材料科學 （materials science ）這門學科主要在探討 材料結構 與性質之間的關聯性 。 材料工程 （materials engineering ）則是以材料結構 設計或製造 與性質之間的關係為知識基礎 ，致力於 出符合預期特性需求之材料或產品 。 從專業分工的觀點來看 ，材料科學家注重開發或合 成新材料 ，而材料工程師則較重視利用現有的材料 去創造新的產品或系統 ，或研發材料的新製程技術 。 P.3 材料設計 、生產與使用過程中 ，應 探討材料科學與 工程學門的四個構成要件之間的相互關係： 微觀 結構 巨觀 製程 性質 機械 、電 、熱 、 磁 、光學與劣化 等六種主要性質 性能1應用 製程、結構、性質 • 製程改變結構 ex:鋼鐵的結構與冷卻速率。 • 結構決定性質 ex:不同的鋼鐵結構具有不同的特性。 (d) 600 ) N 30 µm 500 H (c) B ( 400 (b) s (a) s