材料工程基础
《材料工程基础》课件
03
无机非金属材料工程
无机非金属材料的性质
硬度
无机非金属材料的硬度通常较高，具有较好的耐 磨性和耐久性。
电绝缘性
部分无机非金属材料具有较好的电绝缘性能，常 用于电子、电气等领域。
ABCD
化学稳定性
无机非金属材料具有良好的耐腐蚀性和化学稳定 性，能够在恶劣环境下保持稳定。
热稳定性
无机非金属材料具有良好的热稳定性和隔热性能 ，能够在高温环境下保持性能稳定。
展。
04
复合化与多功能化
通过材料复合和多功能化设计， 实现材料的多重性能和功能，满
足复杂的应用需求。
材料工程的未来展望
新材料的不断涌现
随着科技的不断进步，将会有更多新 型材料不断涌现，为各领域的发展提 供更多选择和可能性。
绿色环保成为主流
随着人们对环境保护意识的不断提高 ，未来的材料工程将更加注重绿色环 保材料的研发和应用，减少对环境的 负面影响。
包括反应釜、搅拌器、管 道等。
01 03
缩聚反应
包括酯化缩聚、醚化缩聚 、缩聚反应等。
02
高分子合成方法
包括乳液聚合、悬浮聚合 、本体聚合等。
有机高分子材料的加工
加工工艺
包括压延、挤出、注射、吹塑等。
加工设备
包括混炼机、压延机、注塑机等。
加工条件
包括温度、压力、时间等。
加工助剂
包括增塑剂、润滑剂、抗氧剂等。
02
金属材料工程
金属材料的性质
金属材料的物理性质
金属材料的力学性质
包括密度、热膨胀系数、热导率等， 这些性质决定了金属材料在不同环境 下的性能表现。
包括硬度、强度、韧性、疲劳强度等 ，这些性质决定了金属材料在不同受 力条件下的行为。
材料工程基础-第1章金属材料的制备--冶金
II、作业温度比其他火法冶金过程低； III、分离效率高，综合利用好。在高品位矿石资源逐 渐枯竭的情况下，对储量很大的低品位、成分复杂难 选的贫矿来说，氯化冶金将发挥它的作用。
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法 ②氯化冶金 尚有三个问题待解决： I、氯化剂的利用效率和氯化剂的再生返回利用是关 键性问题； II、继续解决氯化冶金设备的防腐蚀； III、环境保护
A 形状控制：电磁铸造、金属薄膜的电磁成行，电磁 塑性成型，悬浮熔炼等
B 驱动金属液体：电磁搅拌，电磁泵 C 抑制流动：磁力制动，抑制波动 D 悬浮：非金属夹杂物的电磁分离 E 热量生成：感应熔炼，电磁加热、电弧熔炼、等离
子熔炼等 F 组织控制：晶粒细（粗）化，非晶金属制备
1.1 冶金工艺
三、电冶金 ㈠电热熔炼 ②电磁熔炼
的化合物析出或造
渣。
◆ 物理法 基于在两相平衡时杂质和主金属在两相
间分
配比的不同。
◇ 利用粗金属凝固或熔化过程中，粗金属中的杂质和主金
属在液–固两相间分配比的不同——熔析精炼、区域精
炼（区域熔炼）。
◇ 利用杂质和主金属蒸气压的不同，因而粗金属蒸发过程
中，其易蒸发的组份将主要进入气相，与难蒸发组分分
离——蒸馏精炼、升华精炼。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ②冶炼
氧势图（Ellingham）的形成原理
为了直观地分析和考虑各种元素与氧的亲和能力，了解不同 元素之间的氧化和还原关系，比较各种氧化物的稳定顺序， 埃林汉曾将氧化物的标准生成吉布斯自由能数值折合成元素 与1mol氧气反应的标准吉布斯自由能变化即，将反应：
《材料工程基础》课程教学大纲
《材料工程基础》课程教学大纲课程名称：材料工程基础课程代码：MTE101学分：3课程类型：必修课先修课程：无课程教师：XXX1.课程简介本课程作为材料科学与工程专业的基础课程，旨在向学生介绍材料工程的基本理论和实践知识。
通过课程的学习，学生将深入了解材料的种类、性质、组成、加工和应用等方面的知识，培养学生对材料的认识和掌握，为进一步学习和研究材料科学与工程奠定坚实基础。
2.教学目标2.1理论掌握：通过课程学习，学生将掌握材料工程的基本理论和原理，包括材料的结构与性质、相图与相变、合金与非晶态材料、复合材料等方面的知识。
2.2实践应用：通过实验教学和实践训练，培养学生分析材料问题和解决实际工程问题的能力。
2.3专业素养：培养学生成为具有工程伦理道德素养、创新能力和团队合作精神的材料工程专业人才。
3.教学内容3.1材料的基本概念和分类3.2材料的晶体结构与性质3.3材料的非晶态结构与性质3.4材料的相图与相变3.5金属材料与合金3.6陶瓷材料3.7高分子材料3.8复合材料3.9材料的加工与应用4.教学方法4.1理论授课：通过课堂讲授，向学生介绍材料工程的基本理论和原理。
4.2实验教学：开展相关实验，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。
4.3讨论和交流：组织学生进行讨论和交流，拓宽学生的思路和视野。
5.考核方式5.1平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况和实验报告等。
5.2期中考试：对前半学期的知识进行考核。
5.3期末考试：对全年知识进行综合考核。
5.4实验考核：对实验操作和数据分析能力进行考核。
6.参考书目6.1《材料工程基础》（第三版），材料工程系编著，清华大学出版社。
6.2 《材料科学与工程导论》（第四版），William D. Callister 编著，高等教育出版社。
7.教学进度安排第1-2周：材料的基本概念和分类第3-4周：材料的晶体结构与性质第5-6周：材料的非晶态结构与性质第7-8周：材料的相图与相变第9-10周：金属材料与合金第11-12周：陶瓷材料第13-14周：高分子材料第15-16周：复合材料第17-18周：材料的加工与应用注：以上是本课程的教学大纲，具体教学内容和进度可能会根据实际情况进行调整，并由授课教师在教学过程中进行详细说明和解释。
材料工程基础
材料工程基础材料工程是一门研究材料的性能、结构、制备和应用的学科，是现代工程技术的基础。
材料工程的发展与人类的生产生活密切相关，它不仅是现代工程技术的基础，也是现代科技的重要组成部分。
材料工程的基础知识对于工程技术人员来说是非常重要的，因此我们有必要深入了解材料工程的基础知识。
首先，材料工程的基础知识包括材料的分类和性能。
材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
其中，金属材料具有良好的导电性和导热性，广泛应用于工程领域；非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等，具有轻质、耐腐蚀等特点；复合材料是将两种或两种以上的材料组合在一起，具有综合性能优异的特点。
材料的性能包括机械性能、物理性能、化学性能等，这些性能直接影响着材料的应用范围和使用寿命。
其次，材料工程的基础知识还包括材料的制备和加工技术。
材料的制备包括熔炼、溶解、沉淀、结晶等过程，不同的制备方法会影响材料的结构和性能。
而材料的加工技术则包括锻造、轧制、铸造、焊接等工艺，这些工艺可以使材料获得不同的形状和性能。
最后，材料工程的基础知识还包括材料的表征和测试技术。
材料的表征包括显微结构分析、成分分析、物理性能测试等，这些表征技术可以帮助我们了解材料的内部结构和性能特点。
而材料的测试技术则包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等，这些测试可以直接反映材料的力学性能和耐久性能。
总之，材料工程的基础知识是工程技术人员必须掌握的重要知识，它对于提高材料的性能、开发新型材料、改进材料加工工艺等方面具有重要意义。
只有深入了解材料工程的基础知识，我们才能更好地应用材料，推动工程技术的发展。
希望大家能够重视材料工程的基础知识，不断学习和提高自己的专业能力。
《材料工程基础》课程标准
《材料工程基础》课程标准一、课程性质与目标《材料工程基础》是一门综合性较强的课程，旨在培养学生掌握材料工程的基本理论、基本知识和基本技能，为材料科学与工程领域的发展打下坚实的基础。
本课程的目标是使学生具备材料工程领域的基本素养，能够在实际工作中应用所学知识解决实际问题。
二、教学内容与要求1. 教学内容：本课程主要包括材料工程的基本概念、材料制备工艺、材料结构与性能的关系、材料加工技术、材料表面处理技术等方面的内容。
2. 要求：学生应掌握材料工程的基本原理和方法，能够运用所学知识分析材料制备、加工、表征过程中的问题，并能够选择合适的材料加工技术和方法解决实际问题。
同时，学生还应具备创新意识，能够不断探索新的材料制备和加工技术。
三、教学方法与手段1. 课堂教学：采用多媒体教学，通过图片、视频等手段展示材料工程的基本概念和工艺过程，激发学生的学习兴趣。
2. 实验实训：安排适量的实验实训课程，让学生亲自动手操作，了解材料制备和加工的实践过程，加深对理论知识的理解。
3. 案例教学：结合实际案例，分析材料工程在实际生产中的应用，培养学生解决实际问题的能力。
四、考核方式与标准1. 考核方式：本课程的考核包括平时成绩和期末考试成绩两部分。
平时成绩包括出勤率、作业完成情况、实验实训表现等；期末考试采用闭卷笔试方式。
2. 评分标准：根据学生的回答质量和实际操作能力进行评分，注重考察学生的综合素质和能力。
五、师资队伍与教学资源1. 师资队伍：本课程应由具有丰富教学经验和扎实专业知识的教师担任主讲，同时配备一定数量的实验指导教师。
2. 教学资源：提供丰富的多媒体教学资源，包括教学课件、视频资料、实验指导书等。
同时，应建立完善的实验实训基地，为学生提供实践操作的机会。
六、课程设置与学时分配本课程建议设置40学时，其中理论课32学时，实验课8学时。
具体分配如下：1. 理论课：包括基本概念和原理讲解、材料制备工艺和表征技术介绍等，共32学时。
材料工程基础
材料工程基础材料工程是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，它涉及到物质的内部构造和外部特性，对于现代工程技术的发展起着至关重要的作用。
在材料工程的学习过程中，我们需要了解材料的基本概念、分类、性能和应用等内容，这些知识将为我们日后的学习和工作打下坚实的基础。
首先，我们来谈谈材料的基本概念。
材料是构成各种物体的物质，它可以是金属、陶瓷、高分子材料、复合材料等。
材料的选择对于产品的性能和成本有着重要影响，因此了解不同材料的特性和适用范围是十分必要的。
其次，我们需要了解材料的分类。
根据材料的来源和组成，我们可以将材料分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等。
而根据材料的性能和用途，我们又可以将材料分为结构材料、功能材料、先进材料等。
不同类别的材料具有不同的特性和应用领域，因此我们需要对其进行深入的了解和研究。
接下来，让我们来关注材料的性能。
材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能、热学性能等多个方面。
这些性能直接影响着材料的使用效果和寿命，因此我们需要通过实验和理论分析来了解材料的各项性能指标，以便更好地选择和应用材料。
最后，我们需要了解材料的应用。
材料广泛应用于工程技术、电子信息、航空航天、生物医药等领域，不同的应用领域对材料的性能和要求也不尽相同。
因此，我们需要结合实际需求，选择合适的材料并进行相应的加工和处理，以满足不同领域的需求。
综上所述，材料工程基础知识对于我们的学习和工作都具有重要意义。
通过深入学习和实践，我们能够更好地掌握材料工程的核心知识，为未来的发展奠定坚实的基础。
希望大家能够认真对待材料工程基础知识的学习，不断提升自己的专业能力，为社会发展做出更大的贡献。
材料工程基础 课程
材料工程基础课程摘要：1.材料工程基础课程简介2.课程的主要内容3.课程的学习方法与技巧4.课程的重要性和应用前景正文：【材料工程基础课程简介】材料工程基础课程是一门以材料科学与工程为基础的学科，旨在为学生提供材料科学与工程领域的基础知识和技能。
该课程为学生提供了深入了解材料性质、结构和制备过程的基本理论和实践知识，使他们能够在未来的职业生涯中更好地应用这些知识。
【课程的主要内容】材料工程基础课程主要包括以下几个方面的内容：1.材料的结构与性能：包括晶体学、材料力学、热力学等方面的知识。
2.材料的制备与加工：包括熔融、凝固、烧结、粉末冶金等材料制备方法，以及机械加工、热处理等加工技术。
3.材料的分类与性能：包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料等各类材料的性能特点、应用领域等。
4.材料的测试与分析：包括材料性能测试方法、结构分析、缺陷分析等。
【课程的学习方法与技巧】学习材料工程基础课程需要掌握一定的方法和技巧，包括：1.注重理论知识与实践操作的结合，通过实验课加深对理论知识的理解。
2.系统地学习课程内容，避免跳跃式学习导致的知识体系不完整。
3.定期复习课程内容，加深对知识点的理解和记忆。
4.结合实际应用案例学习，提高学习的兴趣和动力。
【课程的重要性和应用前景】材料工程基础课程的重要性体现在以下几个方面：1.为相关领域的科研和产业发展提供基础知识和人才支撑。
2.培养学生具备分析和解决材料科学与工程领域问题的能力。
3.为学生未来从事材料科学与工程领域的职业发展打下坚实基础。
在应用前景方面，随着我国新材料产业的快速发展，对材料工程专业人才的需求越来越大。
材料工程基础知识点总结
材料工程基础知识点总结
第一章、材料的性能及应用
1、常用的力学性能，如：σS，σb，σe，σP 等所表示的含义，弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。
不同材料所适用的硬度（HB、HR、HV）测量方法。
第二章、原子结构和结合键
1、结合键的类型(主要为金属键、离子键、共价键)及其主要特点，它们对材料性能的主要影响
第三章、晶体结构
1、晶面与晶向的标注和识别
2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。
3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。
第四章、晶体缺陷
1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。
位错（及点缺陷）密度的变化对材料性能（主要是力学性能）的影响。
2、晶界原子排列?的特点及其分类，晶界的特性；相界的分类、润湿
第五章、固体材料中原子的扩散
1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算
2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用（如：工业渗碳为何在奥氏体状态下进行）
第六章、相平衡与相图原理
1、Gibbs相律含义，二元匀晶、共晶相图分析，杠杆定律的应用计算；相图与合金使用性（强度、硬度）和工艺性（铸造）的关系
2、铁碳相图（简化版）及其标注上面主要的成分点和温度及相；不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化，利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量（主要针对C%<2.11%的合金，即钢）第七章、材料的凝固
1、液态合金结构的特点，过冷度及其与冷却速率的关系?。
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材料工程的加工成形技术
通过上述三种材料制备技术得到的材料，大多数不是 材料的最终产品，需要进一步的后续加工处理。 材料的常规加工技术主要有锻造、冲压、轧制、挤压、 拉拔、焊接以及注射成形等。
玻璃材料有它的特殊性，从原材料配制、熔化，到熔
体快冷成形为制品，必须一步完成。
材料工程基础
授课时间：50 学时
主讲教师：罗 宏 金永中
材料科学与工程的四大要素
组织 结 构
合 成 加 工
材料科学 与工程
性 能
使用 效 能
材料科学与工程的多学科化
冶金 学 物理 学
生物 学
材料科学 与工程
计算 数学
陶瓷 学
化 学
材料科学与材料工程的差异
材料科学和材料工程是一个整体，不可分割；它们
之间的差异主要表现在学科的侧重之间的关系，
提出新概念、新理论。
材料工程侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想
并使之投入应用，二者相辅相成。
尼龙纤维的研制：
1928年杜邦公司 开始研究天然尼龙
材料 科学 材料 科学
1938年首批合成尼 龙纤维产品问世
铜容器腐蚀造成尼 龙熔体颜色污染 小分子流体力学不 使用于高分子物质 纺纤设备的要求 工程技术人员发明 尼龙熔融纺纤技术 Carother等提出熔 融纺纤的新概念
熔融凝固制备技术
原材料
熔融 精炼
凝 固
坯 料
常用于金属、无机非金属化合物、半导体材料坯锭和 玻璃制品的制备。
粉末冶金制备技术
原料 粉末
混 合
压 制
烧 结
这是陶瓷材料、水泥以及硬质合金以及铁基合金等材 料的主要成材途径。
单体聚合制备技术
天然气
石油
单 体
聚 合
聚合物
煤炭
这是高分子材料的典型的制备技术。
材料 工程
Carother等成功合 成聚酯等高分子
材料 工程
物理化学家发现聚 酯能够冷拉丝成形
材料 工程
材料 工程
利用X射线发现拉 伸纤维强度源于高 分子链的高度取向
材料 科学
材料 科学
材料工程所涉及的三大制备技术
根据所需材料的性能、结构要求，进行材料的提纯净
化、原料(成分)配制和合成或合金化的过程．是材料制备 工程的首要环节。