材料导论 (35)
材料专业导论
材料专业导论材料专业是一门研究材料的组成、结构、性质及其应用的学科，它涉及了材料科学、工程学、物理学、化学等多个学科的知识。
材料是制造一切物品的基础，对于现代社会的发展起着至关重要的作用，而材料专业的学习则是培养材料科学与工程领域的专业人才的必经之路。
材料专业的学习内容主要包括材料的分类、制备、性能测试与评价、应用等方面。
首先，材料可以根据其组成和结构的不同进行分类，常见的分类包括金属材料、非金属材料、高分子材料、复合材料等。
每种材料都具有各自独特的性质和特点，因此在制备和应用时需要根据具体要求进行选择。
其次，材料的制备过程是材料专业学习的重要内容之一。
不同材料的制备方法各异，涉及到原料选择、加工工艺、热处理等多个方面。
熟练掌握材料的制备方法可以提高材料的性能和质量。
再次，材料的性能测试与评价是材料专业学习的重要环节。
通过对材料的物理、化学、力学等性能进行测试和评价，可以了解材料的优缺点，并为材料的应用提供依据。
最后，材料的应用是材料专业学习的终极目标。
不同材料具有各自的应用领域，比如金属材料广泛应用于制造业、电子领域；高分子材料被广泛用于塑料制品、橡胶制品等领域；复合材料则在航空航天、汽车等领域有着重要的应用。
材料专业的学习不仅包括理论知识的学习，还需要进行实践操作。
实验室是材料专业学习的重要场所，学生可以通过实验了解材料的制备过程，学习使用各种仪器设备进行性能测试，培养实践操作的能力。
此外，材料专业还注重学生的创新能力和解决问题的能力的培养。
学生需要参与科研项目，进行独立的实验设计和实施，解决实际问题，提高自己的综合能力。
材料专业的就业前景广阔。
随着科技的发展和工业的进步，对新材料的需求越来越大。
材料专业毕业生可以在各种制造业领域就业，如汽车制造、航空航天、电子等；也可以进入科研院所、高校从事科研工作；还可以选择自主创业，开展新材料的研发和应用。
材料专业毕业生的就业前景非常广阔，发展空间也十分可观。
材料科学与工程导论
材料科学与工程导论
材料科学与工程是一门研究材料的性能、结构、制备和应用的学科，它涉及到各种材料，包括金属、陶瓷、高分子材料和复合材料等。
材料科学与工程的发展对于现代工业、能源、医疗、环境等领域都具有重要意义。
首先，材料科学与工程的研究对象是各种材料的性能和结构。
通过对材料的组成、微观结构和宏观性能进行研究，可以揭示材料的内在规律，为材料的设计、制备和应用提供科学依据。
其次，材料科学与工程的研究内容包括材料的制备和加工技术。
材料的制备和加工技术直接影响到材料的性能和应用范围，因此对于材料的制备和加工技术的研究具有重要意义。
另外，材料科学与工程还涉及到材料的应用和性能调控。
通过对材料的应用和性能进行研究，可以开发出具有特定功能和性能的材料，满足不同领域的需求。
总的来说，材料科学与工程是一门重要的交叉学科，它涉及到多个领域，对于现代社会的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断发展，材料科学与工程也在不断取得新的进展，为人类社会的发展做出了重要贡献。
在材料科学与工程领域，我们需要不断深化对材料的认识，推动材料科学与工程的发展，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
希望通过我们的努力，能够推动材料科学与工程领域的发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
材料导论重点及归纳
1、材料的定义与分类材料是人类用来制造有用的构件、器件或物品的物质。
材料与物质的区别：①对材料而言，可采用“好”或“不好”等字眼加以评价，对物质则不能这样；②材料总是和一定的用途相联系的；③材料可由一种物质或若干种物质构成；④同一种物质，由于制备方法或加工方法的不同，可成为用途各异的不同类型的材料。
按化学组成和结构特点：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料按材料性能：结构材料、功能材料按使用领域：建筑材料、电子材料、耐火材料、医用材料...2、材料的地位和作用材料是人类社会发展的基础和先导，是人类社会进步的里程碑和划时代的标志。
材料、能源、信息被称为人类社会的“三大支柱” 。
纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要新材料的发现和应用，都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。
材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大变革，甚至引起一次世界性的技术革命，大大地加速社会发展的进程，从而把人类物质文明推向前进。
人类文明的发展史就是材料的发展史材料的发展史就是人类文明的发展史石器时代、青铜器时代、铁器时代、? ? ?、半导体时代新材料是高技术发展的基础，是工业革命和产业发展的先导3、材料的性质材料性质：是材料的功能特性和效应的描述，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
材料性质描述：力学性质：强度、硬度、刚度、塑性、韧性材料在力的作用下所表现出的特性即为材料的力学性质。
（1）弹性模量弹性模量是指材料在弹性极限范围内，应力与应变（即与应力相对应的单位变形量）的比值，用E 表示，即：（2）强度在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
（有多种强度类型）材料在外力作用下发生塑性变形的最小应力叫屈服强度，用 d S表示。
工程上规定，试样产生0.2%塑性变形时的应力值为该材料的条件屈服强度，记为 d 0.2。
抗拉强度是将试样在拉力机上施以静态拉伸负荷，使其破坏（断裂）时的载荷。
大学材料导论知识点总结
大学材料导论知识点总结一、材料的基本概念1、材料的定义：材料是人类使用的各种原始、半成品和成品物质的统称。
它们通常包括金属、陶瓷、高分子材料、复合材料等，并且广泛应用于工业、建筑、医疗、航天航空等领域。
2、材料的分类：可以根据不同的属性将材料划分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料包括铁、铜、铝等金属元素及其合金；非金属材料包括陶瓷、高分子材料等；复合材料是由两种或两种以上不同种类的材料组成的混合材料。
3、材料的性能：材料的性能包括力学性能、物理性能、热学性能、电学性能、化学性能等。
在材料导论中，学生将学习如何通过实验或者理论计算等方法来评价和分析材料的各种性能。
二、材料的结构和性质1、金属材料的结构和性质：金属材料通常以金属原子通过金属键连接而成的结晶结构，具有良好的导电、导热、可塑性和韧性等性质。
在材料导论课程中，学生将学习如何通过晶体学和相变等知识来理解和分析金属材料的结构和性质。
2、非金属材料的结构和性质：非金属材料通常以共价键或者离子键连接而成的分子、离子或原子结构，具有较好的绝缘、耐热、耐腐蚀等性质。
学生将学习如何通过结构化学等知识来理解和分析非金属材料的结构和性质。
3、复合材料的结构和性质：复合材料由两种或两种以上不同种类的材料组成，它具有各种不同种类材料的优点，并且能够弥补各种不同种类材料的缺点。
在材料导论中，学生将学习复合材料的组成、制备方法、结构和性质等知识。
三、材料的应用和研究方法1、材料的应用：材料广泛应用于工业、建筑、医疗、航天航空等领域。
在材料导论课程中，学生将学习各种材料的应用领域、特点以及相关的工程实例。
2、材料的研究方法：为了解释和分析材料的结构与性质，学者们提出了许多研究材料性质的方法。
例如，X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等方法可以用来研究材料的结构；拉伸实验、冲击实验、硬度实验等方法可以用来研究材料的力学性能。
在材料导论中，学生将学习这些研究方法的原理、应用和操作技巧。
材料科学导论
材料科学导论材料科学导论材料科学是一门研究和应用材料的学科，它涵盖了材料的制备、性能、结构和应用等方面。
材料是现代科技发展的基础，无论是电子设备、汽车、建筑还是生物医学器械，都离不开优质的材料。
因此，材料科学的研究和应用对于社会的进步和发展起着重要的作用。
材料科学研究的内容十分广泛，其中包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料等。
每一种材料都有其特殊的性能和应用领域。
例如，金属材料具有良好的导电性和热传导性，适用于电子、汽车等领域。
陶瓷材料具有优异的耐高温性能，可用于航空航天和高温装置中。
聚合物材料则具有良好的可塑性和耐腐蚀性，广泛应用于塑料制品和纤维材料等领域。
复合材料是由两种或多种不同材料组成的，它们的结合会产生比原材料更好的性能，如车辆和飞机上的碳纤维增强复合材料。
材料科学的研究方法主要包括材料制备、表征和性能测试等。
材料制备是指根据不同的要求和应用，选择不同的制备方法，包括熔炼、固相反应、溶液法等。
在材料制备的过程中，需要控制材料的成分、结构和形态，以实现所需的性能。
材料的表征是指使用各种技术手段对材料的成分、组织和性能进行分析和测试。
常用的表征方法有显微观测、X射线衍射、电子显微镜和热分析等。
而材料的性能测试则是对材料的各种特性进行量化和定量的测量，以评价材料的优劣和适用性。
材料科学的应用范围非常广泛。
在电子领域，材料科学的研究大大提升了电子器件的性能和可靠性，推动了信息技术的发展。
在能源领域，材料科学的研究为新能源的开发和利用提供了重要的支持，如太阳能电池、燃料电池等。
在医学领域，材料科学的应用促进了生物医学材料的研发，如人工关节、植入物等，有力地改善了人们的生活质量。
总之，材料科学是一门重要的学科，它对于社会的进步和发展有着不可替代的作用。
通过对不同材料进行研究和应用，能够改善生活品质，促进经济发展，推动科技创新。
因此，加强材料科学的研究和培养相关的专业人才，对于我们国家的可持续发展具有重要意义。
材料导论期末考点总结
材料导论期末考点总结材料导论是一门综合性的学科，广泛涉及材料科学、材料工程以及相关学科的知识体系。
期末考试是对学生对所学知识的综合应用能力的考察，理解和掌握期末考点对于顺利通过考试至关重要。
本文将对材料导论期末考点进行总结，以便学生在复习时有针对性地了解和把握重点内容。
一、晶体和晶体缺陷1.晶体的结构和性质：晶格、晶体结构类型、晶体的性质与晶格结构之间的关系。
2.晶体缺陷的分类和特点：点缺陷、线缺陷、面缺陷的具体分类和特点。
3.晶体缺陷的原因和形成机制：热原子运动、拉伸和压缩等外力、辐射等原因引起晶体缺陷形成的机制。
4.晶体缺陷对材料性能的影响：晶体缺陷对导电性、导热性、塑性、疲劳性等材料性能的影响。
二、金属材料的结构和性能1.金属晶体结构：简单立方、面心立方、体心立方晶体结构的特点和性质。
2.金属的力学性能：塑性和韧性的概念、强度、硬度、延性、弹性模量等力学性能的定义和计算方法。
3.金属的物理性能：导电性、导热性、合金化等物理性能的定义、计算和提高途径。
三、陶瓷材料的结构和性能1.陶瓷晶体结构：离子晶体结构的特点、堆垛方式、层间间隔和离子间离心距的关系。
2.陶瓷的物理性能：绝缘性、压电性、磁性、光学性质等物理性能的定义、计算和提高途径。
3.陶瓷的力学性能：脆性的概念、强度、硬度、韧性等力学性能的定义和计算方法。
四、高分子材料的结构和性能1.高分子链结构：线性链、支化链和交联链的结构特点和分子量对聚合物结构和性能的影响。
2.高分子的物理性能：热稳定性、熔融性、黏度、玻璃化转变温度等物理性能的定义和计算方法。
3.高分子的力学性能：强度、韧性、刚性、弹性恢复性等力学性能的定义和计算方法。
五、复合材料的结构和性能1.复合材料的组成和结构：基体材料、增强材料和界面相的特点和组成关系。
2.复合材料的力学性能：强度、韧性、疲劳性、层间剪切强度等力学性能的定义和计算方法。
3.复合材料的物理性能：导电性、导热性、热稳定性等物理性能的定义和计算方法。
材料导论复习重点(励杭泉版)
简答题1.晶粒细化为什么可以提高金属强度和韧性？晶界是位错运动的障碍，因而晶粒越细小，晶界的总面积越大，位错的运动越困难，材料的强度也就越高，细晶强化是指通过细化晶粒来提高金属的强度。
多晶体的强度高于单晶体，晶粒越细，强度越高。
此外晶粒细化还能使金属的韧性和塑性提高。
晶粒越细，单位体积中晶粒越多，变形时同样是变形量，便可以分散到更多的晶粒中，产生较均匀的变形而不改造成局部应力集中，引起裂纹的过早产生和发展2．具有什么的化合物能够结晶，讨论影响聚合物结晶度的因素？一切结构规整的聚合物分子链在适当条件小都可以结晶，但结晶度的高低则取决于分子链规整的程度以及外部条件。
化学规整性是指链的化学结构和构造的规整性。
从组成的角度看应该为均聚物链，如果是共聚连就不够规整，从几何的角度看应是线性链，有支化就不能算是规整。
立构规整性是指构型的规整性。
全同立构与间同立构的分子链具有规整性。
3.冷等静压成型的特点可以比较方便的提高成型压力，因胚体各向受力均匀，密度高而均匀，烧成缩水小。
所以不易变形，模具制作方便，寿命长，成本低，可以少用或不用粘黏剂。
可生产形状复杂，大件，细长的型胚。
成型质量高。
4.碳纤维与石墨纤维的区别？二者之间的联系？两者没有严格的分界线，区别仅在于碳化程度及石墨化程度的高低。
碳含量在92%～95%之间，模量在344GPA以下的为碳纤维，碳含量在99%以上，模量在344GPA以上的为石墨纤维。
在1300左右热解的为碳纤维，在1900以上热解的为石墨纤维。
特点：碳纤维有优异的扛蠕变和耐疲劳性能，并有突出的热稳定性。
不存在内应力，不需退火。
缺点：抗氧化性较差。
脆性，对应变敏感，耐冲击性差。
5.天然橡胶的优缺点各有哪些?优点：具有良好的综合性能，包括良好的弹性，较高的机械强度，耐屈挠，疲劳性能，多次形变发热低，良好气密性，防水性和可恢复原有弹性。
缺点：因含不饱和双键，所以化学性质活泼，易进行加成、取代、氧化、交联等反应，易老化，发生降解和交联，易老化。
《材料导论》复习题
《材料导论》期末考试复习题一：基础知识1.生物和生命科学、纳米技术、能源与环境、电子与信息、材料是目前科学技术的七大热点和重点领域。
2.材料、能源和信息并列成为现代科学技术的三大支柱。
3.材料的分类：金属（金属、金属合金）、非金属（有机高分子材料、无机非金属材料）4.高分子材料的定义：包含由小分子通过共价键形成长链的天然或人工合成的材料。
5.高分子材料的分类：弹性体、热固性及热塑性树脂。
6.材料技术的发展趋势：从均质材料向复合材料发展、由结构材料往功能材料、多功能材料并重的方向发展、材料结构的尺度向越来越小的方向发展、由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展、通过仿生途径来发展新材料。
7.塑料：塑料是以合成树脂为主要成分，另加有（或不加）改性用的添加剂或加工助剂，在一定温度、压力条件下可塑化成型、并在常温下保持其形状的材料。
有时还包括塑料的半成品，如压塑粉、注塑粒料等。
经过成型加工，可制成具有特定形状又具有实用价值的塑料制品。
8.塑料的分类：合成塑料、天然塑料（按来源）；热塑性塑料、热固性塑料（按热行为）；通用塑料、工程塑料（使用范围和用途）。
9.塑料的特性：质轻、耐腐蚀、电绝缘、加工性能好；不耐热、易变形、不耐老化、易燃、原料受石化资源制约10.常用的塑料加工方式：挤出成型、注射成型、压延成型。
11.橡胶的定义：橡胶是一类线形柔性高分子聚合物。
其分子链柔顺性好，在外力作用下可产生较大的变形，除去外力后能迅速恢复原状。
12.橡胶的分类：天然橡胶、合成橡胶（按来源）；热固性橡胶、热塑性橡胶（按加工性）。
13.橡胶配方的五大体系：生胶、填充补强、硫化促进、防老、软化增塑体系。
14.纤维的定义：指长度比直径大很多倍并且有一定的柔韧性的纤细物质。
15.涂料的定义和组成：涂料是合成树脂另一种应用形式，用来涂覆物体表面，形成保护或装饰膜层。
主要有三种组分：成膜物、颜料、溶剂。
16.黏合剂的定义：黏合剂也称胶黏剂，是一种把各种材料紧密地结合在一起的物质。
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Video 5: Amorphous or Crystalline State of PolymersNow, let’s talk about the solid state of polymers.Structurally, materials in solid state may be amorphous or crystalline.We all know that substances having small molecules (such as water, CO2 and methane) are normally totally crystalline as solids, or totally amorphous as liquids.In contrast, polymers are macro-molecules with high-molecular weight, and may have a wide molecular weight distribution. Therefore, the concept of crystallinity in polymers must be different from that in low-molecular-weight substances.今天讲固态聚合物形态。
从结构上讲，固态材料可呈无定形和结晶两种形态。
固态小分子物质如水、二氧化碳和甲烷通常可呈完全结晶形态，而液相则是完全无定形的。
相比而言，聚合物分子量很高，且具有一定分子量分布。
因此，聚合物的结晶与小分子物质的结晶不同。
When polymers are cooled from the molten state or concentrated from a dilute solution, their chains could be randomly twisted, coiled and entangled. This twisting, coiling prevents the strict ordering of polymer chains, resulting in a disorder arrangement of polymer chains, only a short-range order of repeating units. Consequently, we can only get an amorphous solid. This is a common situation for polymers in solid state. Possibly, individual polymer chains are folded (back and forth) on themselves and packed in a regular manner or in an orderly fashion. This will form a three-dimensional long-range ordered arrangement, that is, a crystalline structure of polymer.熔融态聚合物冷却时，或聚合物稀溶液浓缩时，分子链会随机蜷缩、缠绕。
这种卷曲、缠结会阻止分子链有序排列，使分子链呈无序排布，只有重复单元结构可做短程有序排布。
因此，通常固态聚合物呈无定形状态。
当然，单根分子量也有可能自己来回折叠，以有序方式规整堆积，形成三维、长程有序排布，即形成聚合物结晶结构。
But, in fact, since polymer chains are very long, they have high molecular weights,wide distributions of molecular weight, and complex structures,It is impossible for the chains to fit into a perfect arrangement as that observed in low-molecular-weight materials. Polymer molecules are often only partially crystalline or semi-crystalline. Almost no polymer is 100% crystalline.实际上，聚合物分子量高、分布宽，分子链很长且结构复杂。
因此，聚合物分子链不大可能像低分子物质那样形成完全规整排布。
聚合物分子常常只能是部分结晶或半结晶的，几乎没有100%结晶的。
The crystalline regions or domains in polymers are dispersed within the remaining amorphous material. We can say that the crystalline regions are connected with the disordered amorphous regions. Amorphous regions separate and connect crystalline regions. Polymer chains that run through both the ordered and the disordered segments. Usually, the crystalline regions are much smaller in size, and contain many imperfections, such as vacancy, or screw dislocation.聚合物结晶区域分散于无定形区域中，可以说，结晶区域由无序的无定形区域连接，无定形区域被结晶区域分隔和连接，聚合物链穿越有序和无序区域。
通常，结晶区域非常小，且结晶部分仍含有许多缺陷，如空穴，位错等。
We can use the degree of crystallinity, called DC, to show the fraction of total polymer in crystalline regions, or to measure the fraction of existing imperfections. Generally, the value of DC of polymer materials may vary or range from a few percentage points, almost completely amorphous, to about 90-95%, almost entirely crystalline.可用结晶度表述聚合物中结晶部分、或无定形部分的含量。
通常，结晶度可从百分之几(几乎完全无定形)变化到90-95%(几乎完全结晶)。
Examples of crystalline polymers include polyethylene, polyacrylonitrile and PET. Typical examples of amorphous polymers are Poly (methyl methacrylate), PMMA and polycarbonate.Simply to say, polymers in so lid state are semi-crystalline, have a mixed amorphous and crystalline structure. Degree of crystallinity indicates the fraction of crystalline structure or imperfections existing in polymers.典型结晶聚合物：聚乙烯、聚丙烯腈、聚酯；典型无定形聚合物：聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯。
简言之，固态聚合物通常是半结晶的，非晶-无定形和结晶结构相互混合；可用结晶度表示聚合物中结晶或非晶结构的含量。
Then, we want to know the tendency for a polymer to crystallize, or what factors will influence the formation of crystalline structure.Usually, this tendency depends on how much the intermolecular bonding forces are, and the structural features of polymer chains.If polymer molecules have specific polar groups that can form strong intermolecular bonding, they are crystallizable.那么，如何知道聚合物结晶的趋势？什么因素会影响结晶结构的形成呢？通常，结晶结构的形成与分子间作用力以及聚合物链的结构特点有关。
聚合物分子含有极性基团，该基团能够形成较强分子间作用力，聚合物容易结晶。
For example, the groups like amide i n nylon, provide sites for hydrogen bonding. Therefore, nylon is a highly crystalline, high melting polymer.PVC or PAN have polar side groups –Cl (chloride), or –CN (cyano group), respectively, exhibiting polar bonding.They are crystalline and have higher melting points than polyethylene.例如：尼龙分子链中含有酰胺基团，可形成氢键。
因此，尼龙结晶度高，熔点高。
与聚乙烯相比，聚氯乙烯或聚丙烯腈含有极性侧基–Cl，-CN，形成较强极性相互作用，更容易结晶，且熔点较高。
The structural features of polymer chains we need to consider include structural regularity, stereo-regularity or tacticity, and chain flexibilityFor example, in comparison with HDPE, LLDPE and LDPE contains lots of short and long branches. These branches bring about irregularities in polymer chains and prevent the close packing of polymer chains. As a result, degree of crystallinity and melting point of LLDPE and LDPE are much lower than those of HDPE.聚合物分子链的结构特点，包括结构规整度、空间立构规整度或立构体、及链柔顺性等会影响聚合物的结晶。