091129材料科学概论复习.pdf
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1材料科学概论
考试大纲和复习题
2 绪论
材料学纲要
金属材料
无机非金属材料
高分子材料
复合材料
新材料
材料在显示领域中的应用
材料在汽车领域中的应用
课堂讨论
3 绪论
什么是材料?
元素物质材料区别联系
什么是材料科学与工程?
材料的使用性能
4• 材料——是人类用以制成用于生活和生产的物品、
器件、 构件、机器和其它产品的那些物质。
• 材料科学——研究材料成分、组织、结构与材料性
质的关系,探索自然规律的认识。
• 材料工程—— 研究材料在制备过程中的工艺和工程
问题。 通过合理的工艺流程制备出
具有实用价值的工程材料。
• 材料科学与工程—— 研究有关材料组成、结构、制
备工艺流程与材料性能和用途的关系的知识的产
生及其运用。或,研究材料组成、结构、性能、
生产流程和使用效能以及它们之间的关系。
(英国‘材料科学与工程大百科全书’1986)
材料科学与工程的定义和内涵
5使用性能:是指材料在最终使用状态(产品、
元件)下表现出的行为。
可靠性、耐用度、寿命、性能价格比、安全性,
及材料固化为产品后,表征产品优良程度的各种
性能指标,如飞行速度.使用温度等。
使用性能描述符
材料的使用性能,性质与性能的区别
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何谓材料“四要素”?材料“四要素”之间的关系
使用效能
(工程) 性质
合成与制备过程
(物理学)
(化学)
组成与结构
7MSE四要素
使用性能
材料的性质
结构与成分
合成与加工
材料科学与工程的四个基本要素
四要素关系
出发点、目标
落脚点、特性
关键点、核心
转变点、途径
8 金属材料
材料的结合键及其分类
按结合键材料的分类
晶体与非晶体的区别
常见的晶格类型
材料的主要失效形式
常规金属材料热处理的方法
钢的分类
9金属材料:由金属元素或以金属元素为基构成
的具有金属特性的材料(合金)。
特性: 一般为晶体,以金属键结合为主,大
多数具有对称性,高的配位数等。
金属材料包含有:钢铁(钢、铸铁和铁合金)
有色金属及其合金
金属间化合物
金属基复合材料
金属材料定义和内容
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材料的结构----键合结构
离子键
共价键
金属键
化学键
氢 键
分子键
物理键
结
合
能
材料
分子材料
金属材料
H
2
0
注:1. 有些陶瓷材料属共价键化合物,如SiC陶瓷;
2. 分子键又称范德瓦尔斯力
3. 实际晶体并非只有一种键合结构,如冰晶(共价键、氢键)
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材料的性质取决于材料内部的组织结构。而内部
的组织结构主要通过热处理来达到。
材料的热处理:是将固态金属和合金在一定介质
中加热保温冷却,以改变材料整体或表面组织,
从而获得所需性能的工艺。
是一种极为重要的加工方法,一般来说,没
有经过热处理的零件是不能满足使用要求的。
热处理工艺:退火、正火、淬火和回火。
表面热处理、化学热处理等。
钢的热处理
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按用途分
工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆
渗 碳 钢
调 质 钢
弹 簧 钢
滚动轴承钢
耐 磨 钢
机器用钢
结 构 钢
刃具钢
模具钢
量具钢
工 具 钢
不锈钢
耐热钢
特 殊 性
能 钢 挤压模具
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无机非金属材料
陶瓷的分类
什么是功能材料?
玻璃的相
硅酸盐水泥的主要成分
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陶瓷材料的物质结构
陶瓷材料的结合键
以共价键结合的晶体称为共价晶体。共价晶体具有方
向性和饱和性,因而共价键晶体的原子堆积密度较
低。共价键晶体具有强度高、硬度高、熔点高、结构
稳定等特点。但它脆性大,无延展性,热膨胀系数
小,固态、熔融态时都绝缘。
最硬的金刚石、SiC、Si
3
N
4
、BN等材料都属于共价
晶体。
15
陶瓷材料的物质结构
陶瓷材料的相组成
陶瓷的相
通常由三种不同的
相组成,即晶相
(1)、玻璃相(2)和
气相(3)气孔
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传统陶瓷
无机非金属材料的种类
陶瓷
水泥
玻璃
特种陶瓷
结
构
陶
瓷
功
能
陶
瓷
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传统日用、建筑材料
硅酸盐水泥的主要矿物成分
硅酸三钙 3CaO·SiO2,C3S
硅酸二钙 2CaO·SiO2,C2S
铝酸三钙 3CaO·Al2O3,C3A
铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3,C4AF
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高分子材料
什么是高分子材料?
高分子材料中的
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