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工程材料绪论课件
目录
contents
工程材料概述
工程材料的性能要求
工程材料的生产制备
工程材料的腐蚀与防护
工程材料的未来发展趋势
工程材料应用案例分析
01
工程材料概述
材料是用于制造有用物体的天然或人造的物质。它通常包括金属、非金属、复合材料和聚合物等。
根据其组成、结构、性能和应用，材料可以分为不同的类型。例如，金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料等。
材料的分类
材料的定义
工程材料是现代工业、交通、建筑等领域不可或缺的基础材料，对于国家的经济发展和民生改善具有重要意义。
工程材料的地位
工程材料在各个领域中发挥着重要的作用，如航空航天领域的轻质高强材料，汽车工业中的高强度钢和铝合金，建筑行业中的混凝土和钢材等。
工程材料的作用
工程材料的起源
工程材料的起源可以追溯到古代，如青铜器、铁器等。随着科技的不断进步，新型工程材料也不断涌现。
工程材料的演变
随着人们对材料性能要求的不断提高，工程材料的演变也不断进行。例如，高强度铝合金、钛合金和复合材料的出现，极大地提高了工程材料的性能。
02
工程材料的性能要求
强度
材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
硬度
材料表面抵抗硬物压入的能力。
韧性
材料吸收冲击能量的能力。
弹性与塑性
材料在弹性变形和塑性变形过程中的力学行为。
密度
电导率
热导率
磁导率
材料的单位体积的质量。
材料导电的能力。
材料导热的能力。
材料导磁的能力。
可加工性
材料可焊接的能力。
可焊性
耐热性
耐磨性
01
02
04
03
材料抵抗磨损的能力。
材料易于加工成各种形状的能力。
材料在高温下保持其结构和性能稳定的能力。
03
工程材料的生产制备
通过高温熔炼、还原剂还原等手段，将矿石中的金属元素提取出来。
火法冶金
利用化学反应将金属元素从矿石中提取出来，通常在溶液中进行。
湿法冶金
利用电解反应将金属元素从矿石中提取出来，通常在电解池中进行。
电化学冶金
将金属坯料加热到高温，然后通过轧机进行轧制，使其形状和尺寸发生变化。
热轧
冷轧
箔轧
将金属坯料在常温下进行轧制，使其形状和尺寸发生变化。
将金属箔材在常温下进行轧制，使其厚度和尺寸发生变化。
03
02
01
利用砂型模具进行铸造，通常适用于大型金属铸件。
砂型铸造
利用金属模具进行铸造，通常适用于小型金属铸件。
金属型铸造
利用高压液体金属进行铸造，通常适用于小型金属铸件，如铝合金车轮等。
压力铸造
激光焊
利用激光热能进行焊接，通常适用于高精度、高质量的焊接，如电子元器件的焊接等。
电弧焊
利用电弧热能进行焊接，通常适用于钢材、铝材等金属材料的焊接。
超声波焊
利用超声波振动能进行焊接，通常适用于塑料、橡胶等非金属材料的焊接。
04
工程材料的腐蚀与防护
金属表面均匀地被腐蚀，导致金属损失。
全面腐蚀
局部腐蚀
电化学腐蚀
化学腐蚀
金属表面在某些区域受到腐蚀，如点蚀、缝隙腐蚀等。
金属与电解质溶液接触，产生电流，导致腐蚀。
金属与非电解质溶液接触，直接发生化学反应，导致腐蚀。
表面涂层
涂覆防腐涂料、金属镀层等，以隔离金属与腐蚀介质。
缓蚀剂
添加到腐蚀介质中，降低腐蚀速率。
阴极保护
通过外加电流使金属成为阴极，从而降低腐蚀速率。
阳极保护
通过外加电流使金属成为阳极，提高金属的耐蚀性。
碳钢
碳钢中添加合金元素，如铬、镍等，提高耐蚀性。
不锈钢
含有高比例的铬元素，在氧化性介质中形成致密的氧化膜，防止进一步腐蚀。
铝合金
具有较好的耐蚀性，特别是抗大气腐蚀性能优良。
钛及钛合金
具有优异的耐蚀性和高强度，常用于海洋工程等领域。
05
工程材料的未来发展趋势
总结词
随着科技的不断进步，高性能材料在工程领域的应用越来越广泛，能够满足各种复杂和严苛的使用环境。
要点一
要点二
详细描述
高性能材料通常具有高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等特性，可以大大提高工程结构的安全性和可靠性。例如，碳纤维复合材料和钛合金等高性能材料在航空航天、汽车、体育器材等领域的应用越来越广泛。
总结词
随着环保意识的不断提高，绿色环保材料在工程领域的需求也越来越大，能够降低环境污染和资源浪费。
详细描述
绿色环保材料通常具有可回收、可降解、低毒、低污染等特性，可以减少对环境的破坏和污染。例如，生物降解塑料和绿色建筑保温材料等绿色环保材料在包装和建筑领域的应用越来越广泛。
VS
随着智能技术的不断发展，智能材料在工程领域的应用也越来越引人注目，能够实现自我感知、自我适应和自我修复等功能。
详细描述
智能材料通常具有感应、响应、自适应等特性，可以实时感知和适应环境变化，提高工程系统的安全性和可靠性。例如，形状记忆合金和智能传感器等智能材料在航空航天、汽车、医疗等领域的应用越来越广泛。
总结词
06
工程材料应用案例分析
不锈钢是医疗器械的重
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