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走进材料世界 主要内容 概论 无机非金属材料 高分子材料 金属材料 参考书： 走进材料科学 The Coming of Materials Science Lecture 1 概论(Introduction) 材料在现代社会中的作用 材料的分类 材料科学与工程 2010年Noble物理学奖 一、材料在现代社会中的作用 1. 人类文明的标志 不断的开发和使用材料的能力是任何一个社会发展的基础之一。 Si时代 ? 2、 现代技术的基础 材料是所有科技进步的核心；先进材料是先进技术的基石。 飞机-喷气式发动机材料 计算机-固体微电子电路-晶体管-Si材料 光导纤维 3、 现代社会发展的基础 从半导体集成电路到混凝土摩天大楼； 从塑料袋到航天飞机 a.半导体材料--集成电路-计算机、通讯等 b.航天飞机 c.光导纤维 二、材料的分类 金属材料：Fe、Al等 无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥等 高分子材料：塑料、橡胶等 1、金属材料： 2、无机非金属材料： 3、高分子材料： 三、材料科学与工程 研究材料的组成 、结构、性能与 应用 1、组成 2、结构 Li、Na、Ka、Cr等 晶态、非晶态、多晶 显微结构 3、性能 组成-性能：不同的组成不同的性能 四、2010年Noble物理学奖 Novoselov, Geim TOOLS 思考题 石器时代和金属器时代作为人类文明重要标志，请简要讨论石器时代和金属器时代特点？ 为什么说材料是现代技术的基础？ 材料分哪几类？简要说明各类的主要特点。 什么是晶态（体）、非晶态和多晶态？各举一例。 stage 3 stage 4 stage 5 stage 6 * 英国皇家学会会员、中国科学院外籍院士、著名的材料科学家、剑桥大学教授 Robert W. Cahn 石器时代：The Stone Age （2.5 million years ago） 燧石，打火石（flint） 金属器时代 Bronze Age,and Iron Age 纤芯 包层 保护套 组成 结构 性能 应用 C（Diamond）, Si 晶体结构：原子（分子、离子）在空间如何排列 NaCl CdS Al、Ag、Au、Ni、Pb等 晶态：原子（分子、离子）在空间周期性有序排列 长程有序 非晶态：原子（分子、离子）在空间周期性无序排列 短程有序、长程无序 多晶：晶粒和晶界， 晶粒：晶态 晶界：非晶态 晶粒： 晶界： 多晶 非晶态 晶态 C（Diamond）, Si 结构-性能：不同的结构不同的性能 graphite Carbon nanotubes graphene diamond 制备工艺-性能： 石墨 Graphite 石墨烯：Graphene Silicon chip (substrate) Scotch tape Good quality graphite crystal A relatively clean environment stage 1 stage 2 *