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一、本专业材料相关课程 二、材料学科的发展 三、新材料的发展热点 四、材料科学与机械工程 一、 本专业材料相关课程 材料力学 4学分 第4学期 工程材料 2学分 第5学期 机械设计 4学分 第6学期 金工实习 2学分 第2学期 机械设计课程设计 3学分 第6学期 秀外慧中 材料、能源和信息并列成为现代科学和 现代文明的三大支柱， 材料又是最重要的 基础。 材料: 人类生活与社会发展的主要物质 基础，其品种、数量和质量是人类文明和社 会进步的标志。 例2：9.11《世贸大厦是豆腐渣工程》 （阻燃材料、环保材料、钢结构） 一是用阻燃材料； 二是用绿色环保材料。 超导磁悬浮列车如何悬浮？在每节车厢的底部安装了超导磁体，路面上埋许多闭合Al环。在超导磁体的线圈中通入电流产生很强的磁场。列车开动后，超导磁体相对于Al环运动，在Al环里感应出强电流，并相应形成强磁场。超导体的完全抗磁性使车上的超导磁体受到地面Al环的向上托 力，车速愈快，托力愈大。 当超导体处于一块永久磁Fe的上方时，超导体与磁铁之间产生排斥力，超导体就会悬浮在磁Fe上方。 当车速＞150km/h，托力大于列车自重，列车浮起。当列车停下时，Al环中无感应电流，不能产生磁场，因此在开车启动和减速停车时有一段时间仍需用车轮在轨道上运行。 上海的磁悬浮线路2002年建成，2003年正式商业运营。时速430km/h 。 纳米材料的特性 1. 纳米材料的表面效应 　　 纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。 2. 纳米材料的体积效应 　　 由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极小。因此，许多现象就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明，这种特殊的现象通常称之为体积效应。 纳米材料的力学性质（1）超塑性 （2）超延展性 利用记忆合金在特定温度下的形变功能，可以制作多种温控器件，可以制作温控电路、温控阀门，温控的管道连接。 自动的消防龙头，失火温度升高，记忆合金变形，使阀门开启，喷水救火。 制作了宇宙空间站的面积几百平米的自展天线，先在地面上制成大面积的抛物线形或平面天线，折叠成一团，用飞船带到太空，温度转变，自展成原来的大面积和形状。 工程应用：紧固件、连接件、密封垫、管件接头等 3、陶瓷材料 (6) 热膨胀性低。导热性差，多为较好的绝热材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K） (7) 热稳定性—抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到水中不破裂所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷220℃） (8) 化学稳定性：耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀（抗液体金属、酸、碱、盐） (9) 导电性—大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（NiO，Fe3O4等） (10)其它：不可燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。 绝缘体 半导体 超导材料 1908年，荷兰物理学家莱顿大学的昂纳斯(Heike Kamerlingh Onnes)首次成功地把称为“永久气体”的氦液化，因而获得4.2K (-268.8℃) 的低温源，为超导准备了条件。 超导材料 某些物质达到临界温度(Tc)以下时，电阻急剧消失，这样的物质成为超导体。这种现象只有在温度(T)、磁场(H)和其中流过的电流密度(J)达到其相应的临界值(Tc、Hc、Jc)以下时才能发生，其临界值越高，超导体的使用价值越大。  超导材料特性 1.零电阻效应（完全导电性） 　超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。使超导体的电阻变为零的温度称为零界温度，以Tc表示。 超导数字电路开关速度可达10-11秒左右的数量级，比半导体集成电路快100倍，但功耗却要低1000倍左右，为制造亚纳秒电子计算机提供了一个途径 汽车风洞试验 汽车风洞试验 祝各位学业有成！ 橡胶 塑料 陶瓷 玻璃 半导体相关概念 半导体：材料的电阻率界于金属与绝缘材料之间的材料。这种材料在某个温度范围内随温度升高而增加电荷载流子的浓度，电阻率下降。 本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体 二极管 三极管 电子产品 光伏电池 超导体 1911年，昂纳斯在测试纯金属电阻率的低温特性时，他又发现，汞的直流电阻在4.2K左右低温时突然消失，他认为这时汞进入了一种以零阻值为特征的新物态