江苏大学工程材料课件.pptx

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目录壹工程材料基础陆材料的腐蚀与防护贰金属材料叁非金属材料肆材料的力学性能伍材料的热学性能

工程材料基础壹

材料的分类金属材料包括钢铁、铝合金等，广泛应用于建筑、汽车和航空航天领域。金属材料高分子材料如塑料、橡胶，因其轻质、易加工特性，在日常生活和工业生产中应用广泛。高分子材料陶瓷材料如氧化铝、碳化硅等，因其耐高温、耐腐蚀特性，在工业中有重要应用。陶瓷材料复合材料结合了两种或两种以上不同材料的特性，如碳纤维增强塑料，用于制造高性能产品。复合材材料的性能力学性能化学性能电学性能热学性能材料的强度、硬度、韧性和塑性等力学性能决定了其在不同应力下的表现。热导率、热膨胀系数等热学性能影响材料在温度变化下的稳定性和应用。电阻率、介电常数等电学性能是评估材料在电子和电气工程中应用的关键指标。耐腐蚀性、抗氧化性等化学性能决定了材料在特定环境下的耐久性和可靠性。

材料的制备过程工程材料如钢铁的制备通常从熔炼开始，通过铸造形成所需形状的坯料。熔炼与铸造粉末冶金是一种制备金属材料的方法，通过粉末压制成型和烧结来获得高性能零件。粉末冶金化学气相沉积(CVD)技术用于制备薄膜材料，广泛应用于半导体和光学领域。化学气相沉积固态相变处理是通过改变材料的微观结构来改善其性能，如热处理强化金属材料。固态相变

金属材料贰

金属材料的种类钢铁材料包括碳钢、合金钢等，广泛应用于建筑、机械制造等领域。钢铁材料稀有金属如钨、钼、钴等，因其稀缺性和特殊性能，在高科技领域中不可或缺。稀有金属有色金属如铜、铝、钛等，因其独特的物理化学性质，在电子、航空航天等行业有重要应用。有色金属

金属材料的性质导电性金属材料如铜和铝具有良好的导电性，广泛应用于电线电缆的生产。延展性热膨胀性金属材料在温度变化时会发生热膨胀，这一性质在工程设计中需特别考虑。金和银等贵金属具有极佳的延展性，可以被拉成细丝或压成薄片。耐腐蚀性不锈钢等合金通过添加铬等元素，显著提高了金属的耐腐蚀性能。

金属材料的应用金属材料在航空航天领域中应用广泛，如钛合金用于制造飞机结构件，以承受极端环境。航空航天领合金和高强度钢在汽车制造中被广泛应用，以减轻车重并提高燃油效率。汽车制造金属材料如铜和金用于电子设备的导电部件，确保电子设备的高效运行和信号传输。电子设备不锈钢和铝合金在建筑领域中用于支撑结构和装饰，因其耐腐蚀性和美观性。建筑结构

非金属材料叁

塑料与橡胶根据聚合物的性质，塑料分为热塑性和热固性两大类，广泛应用于包装、建筑和电子行业。塑料的分类与应用01橡胶以其良好的弹性和可塑性被广泛用于轮胎、密封件和减震器等产品的制造。橡胶的特性与加工02塑料和橡胶的生产和使用对环境造成污染，回收利用和生物降解材料的研发是当前研究热点。塑料与橡胶的环境影响03

陶瓷材料陶瓷材料按用途可分为结构陶瓷、功能陶瓷等，各自具有不同的物理和化学特性。陶瓷材料的分类01陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度等优点，广泛应用于航空航天和电子领域。陶瓷材料的特性02例如，氧化铝陶瓷用于制作刀具和轴承，而氮化硅陶瓷则用于发动机部件，提高性能和耐久性。陶瓷材料的应用实例03

复合材料复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组合而成，具有独特性能的材料。碳纤维增强塑料（CFRP）广泛应用于航空航天领域，如波音787飞机的机身材料。复合材料具有高强度、低密度、耐腐蚀等优点，适合用于承受高负荷的结构部件。随着技术进步，复合材料正朝着更轻、更强、更环保的方向发展，如生物基复合材料。定义与分类应用实例性能优势未来发展趋势复合材料的制造工艺包括层压、缠绕、注射成型等，每种工艺都对材料性能有影响。制造工艺

材料的力学性能肆

力学性能测试拉伸测试是评估材料抗拉强度和延展性的常用方法，如对钢材进行拉伸以确定其屈服点。拉伸测试压缩测试用于测量材料在受到压力时的性能，例如混凝土在建筑中的抗压强度测试。压缩测试冲击测试评估材料在受到快速冲击负荷时的韧性，例如对塑料材料进行落锤冲击试验。冲击测试硬度测试通过测量材料表面抵抗局部形变的能力来评估其硬度，如使用布氏或洛氏硬度计。硬度测试

材料的强度与硬度抗拉强度抗拉强度是衡量材料抵抗外力拉伸至断裂的能力，如高强度钢丝在承受拉力时的性能。压缩强度压缩强度指材料在受到压力作用下不发生破坏的最大应力，例如混凝土在建筑中的应用。硬度测试硬度测试通过测量材料表面抵抗局部形变的能力来评估，如洛氏硬度计用于金属材料的硬度检测。

材料的韧性与塑性韧性是材料吸收能量的能力，通常通过冲击试验来评估，如夏比冲击试验。01韧性定义及测试塑性是指材料在不发生断裂的情况下，能够承受永久变形的能力，如金属的延展性。02塑性变形机制韧性与塑性密切相关，高韧性材料通常也具