13.04.17材料概论第06课
1-《材料物理性能》-第一章-概论

材料物理性能第一章:概论本节主要内容(一)材料及其性能研究的重要性(二)知识体系1、材料的概念2、材料的分类3、材料科学与工程专业(三)课程简介(四)第一章:材料物理性能概论材料及其性能研究:贯穿于整个人类的文明史。
人类使用的材料,决定了人类的文明程度。
实质上——主要取决于材料的性能如何。
材料的重要性Michael Faraday 电气时代:电磁材料超级计算机个人电脑材料是信息社会的基石!传感器件半导体芯片半导体技术液晶材料光学材料金属、高分子材料磁性材料移动通讯数码拍照拍照功能显示功能外壳信号接受对话功能电子线路照片存储介电材料移动网络语音、视频本节主要内容(一)材料及其性能研究的重要性(二)知识体系1、材料的概念2、材料的分类3、材料科学与工程专业(三)课程简介(四)第一章:材料物理性能概论◼材料(materials)的概念:➢材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。
➢材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质的统称。
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。
20世纪70年代,把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。
80年代,以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
◼材料的分类:➢按照人为加工程度区分:✓天然材料:自然界原来就有未经加工或基本不加工可直接使用•如棉花、沙子、石材、蚕丝、煤矿、石油、铁矿、羊毛✓合成材料:人为把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成•如塑料、合成纤维和合成橡胶天然材料材料合成材料◼材料的分类:➢按照物理化学属性区分:✓金属材料✓无机非金属材料✓有机高分子材料✓复合材料➢按照用途区分:✓建筑材料、电子材料✓航空航天材料、核材料✓生物材料、能源材料✓。
金条铜阀玻璃水泥高分子材料碳纤维复合材料◼材料的分类:➢按照结晶状态区分:✓晶体(单晶、多晶):短程有序,长程有序✓非晶:短程有序,长程无序✓准晶:介于晶体和非晶之间,长程有序,但无平移对称性(如:5次旋转对称性)✓液晶:由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体非晶玻璃NaCl 晶体2011诺贝尔化学奖“发现准晶体”[铝锰合金]达尼埃尔·谢赫特曼◼材料的分类:➢按照使用性能区分:◼复杂性能◼化学性能◼物理性能◼力学性能③使用性能②工艺性能①复合性能③抗渗入性②耐腐蚀性①抗氧化性④刚性③延性②韧性①强度⑥辐照性能⑤声学性能④光学性能③磁学性能②电学性能①热学性能结构材料功能材料新材料?知识体系◼材料科学与工程:是关于材料的➢组成与结构(composition and structure )➢合成与加工(synthesis and processing )➢基本性质(proporties )➢与服役性能(performance )这四个要素➢以及它们两两之间的互相联系的学科。
材料概论习题及答案

材料概论习题及答案
1. 什么是材料?
材料是指用于制造或构成各种物品和工程的实物,通常具有一定方向性、物理性质和化学性质。
2. 材料分类的基本原则是什么?
材料分类的基本原则是根据其组成、结构和性质进行分类。
3. 金属材料的特点是什么?
金属材料的特点是具有良好的导电性、导热性、可塑性、韧性和强度,适用于高温、高压、高速、强腐蚀等极端工况下的使用。
4. 陶瓷材料的特点是什么?
陶瓷材料的特点是具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性,但是韧性和强度相对较低,易于破碎。
5. 高分子材料的特点是什么?
高分子材料的特点是具有良好的塑性、韧性和绝缘性,但是强度和刚度相对较差,易于老化和变形。
6. 复合材料的特点是什么?
复合材料的特点是将两种或两种以上不同材料经过特定的工艺组合而成,具有优异的性能,可以满足不同领域特定的需求。
7. 工程材料的应用范围包括哪些方面?
工程材料的应用范围包括建筑、装修、交通运输、电子、能源、医疗等方面。
8. 应该如何选取合适的材料?
应该根据使用环境、工作条件、使用要求等多方面因素来选取合适的材料,同时考虑材料的成本、可行性和环境影响等方面因素。
高中政治必四 第6课 求索真理的历程总结

四、第6课(认识论)主观试题
(一)命题展示
3、4
1.运用认识论的相关知识并结合材料,分析不同学者从 《记住乡愁》中获得不同感受的原因。 2.结合材料,运用“求索真理的历程”的知识,分析对
农村土地承包法进行修改的依据。 3.我国杂交水稻研发推广为什么能够取得举世瞩目的成 就?请运用实践和认识的辩证关系原理加以说明。
特点
实践及 其特点
识 从
实践是认
识的基础
检验 标准
基本形式 何 目的、归宿 而
来
第2课时总结
在 实
含义 真理
客观性
践
特征 具体性
中
条件性
追
求
反复性
和 发
认识
无限性
展
上升性
方 法 论
真 理
与时俱进,开拓创新, 在实践中认识和发现真理
要 求
在实践中检验和发展真理
一、第6课框图总结
含义 特点 形式
坚持实践第一
杂交水稻技术培训班50多期,培训了来自亚、非、拉美30
多个国家的2 000多名学员,并多次到国外指导杂交水稻
研究与生产。
反作用
4.结合材料,运用“真理是具体的有条件的”的知识, 分析我国民法典编撰的必要性。 5.结合材料,运用“追求真理是一个过程”的知识,分
析我国人口生育政策的发展过程。
(二)训练
4.材料:为适应改革开放和发展社会主义市场经济 的需要,我国制定了民法通则,并先后出台继承法、 收养法、担保法、合同法、物权法、侵权责任法等 一系列民事单行法律。但在新的历史时期,时代提出 了新课题,例如,人格尊严的维护、个人信息的保护 、隐私的保护、电子商务的发展、环境保护的强化 等,我国的民法典必须回应信息时代、网络时代、高 科技时代、共享经济时代的社会需求,在更大程度上 服务于我国的社会主义市场经济建设。 结合材料,运用“真理是具体的有条件的”的有关知 识,分析我国民法典编撰的必要性。
《材料概论第》PPT课件

• Subatomic level Electronic structure of individual atoms that defines interaction among atoms (interatomic bonding).
• Atomic level Arrangement of atoms in materials for the same atoms can have different properties, e.g. two forms of carbon: graphite and diamond.
Tin
210 thousand
Molybdenum Titanium W Uranium Silver Gold Platinum
121 thousand 95 thousand 43 thousand 39 thousand 14 thousand 1.9 thousand 270 ton
2020/12/21
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精选ppt
7
1.1 材料科学与工程的发展史
芳纶纤维
Ceramics 10,000 BC 5,000 BC 1,000 BC
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DJTU Materia精ls 选Scpipent ce & Engineering
8
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DJTU Materia精ls 选Scpipent ce & Engineering
•Bauxite
101 million
•Coal
4,573 million
•Iron ore
943 million
•Cement
1121 million
材料科学概论课后习题及答案

一、填空题:1.原子间的键合可分为化学键和物理键两大类。
其中化学键包括离子键、金属键和共价键。
2.铁碳合金可按含碳量来分类,含碳量低于2.11%的为碳钢(含碳量低于0.0218&的为工业纯铁),含碳量大于2.11%的为铸铁。
3.以锌为唯一的或主要的合金元素的铜合金称为黄铜。
4.传统上,陶瓷的概念是指所有以黏土为主要原料与其他天然矿物质原料经过粉碎加工、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。
5.按照陶瓷坯体结构不同和坯体致密度不同,把陶瓷制品分为两大类陶器和瓷器。
6.陶瓷的微观结构是指晶体结构类型、对称性、晶格常数、原子排列情况及晶格缺陷等,分析京都可达数挨。
7.陶瓷的显微结构是指在光学显微镜(如金相显微镜、体式显微镜等)或是电子显微镜(SEM/TEM)下观察到的陶瓷内部的组织结构,也就是陶瓷的各种组成(晶相、玻璃相、气相)的形状、大小、种类、数量、分布及晶界状态、宽度等,观察范围为微米数量级。
8.高聚物的静态粘弹性行为表现有蠕变、应力松弛。
9.聚合物在溶液中通常呈无规线团构象,在晶体中呈锯齿形或螺旋形。
10.制作碳纤维的五个阶段分别是拉丝、牵伸、稳定、碳化和石墨化。
11.复合材料通常有三种分类法,分别是增强材料、基体材料、纤维材料。
12.所谓纳米材料,从狭义上说,是有关原子团簇、纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。
从广义上说,纳米材料是指晶粒或晶界等显微构造等达到纳米尺寸(<100nm)的材料。
13.信息材料是指与信息技术相关,用于信息收集、储存、处理、传输和显示的各类功能材料。
二、名称解释:1.加工硬化:金属随变形程度的增大,强度和硬度上升而塑性和韧性下降的现象。
2.热处理:p673.白口铸铁:p814.玻璃相:p1275.晶体相:p1266.气相:p1287.结构陶瓷:p117 8.功能陶瓷:p118 9.球晶:p164 10.取向:高分子链在特定的情况下,沿特定方向的择优平行排列,聚合物呈各向异性特征。
材料学概论绪论PPT课件

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聚丙稀短纤维
一些典型的高聚物材料
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合成橡胶轮胎
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衣服 纤维
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三、聚合物的应用
塑 钢 窗
塑料的应用
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塑 料 的 应 用
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塑料的应用
往往伴随化学变化。 • 材料的特点往往是为获得产品,一般从材料
到产品的转变过程不发生化学变化。
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3. 材料与物质
材料与物质(Materials and Matter) 材料可由一种或多种物质组成。 同一物质由于制备方法或加工方法不同
可以得到用途各异、类型不同的材料。
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材料重要性
b. 导体材料,电线芯(铜) c. 工具
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无机非金属材料
Inorganic nonmetals
分类(按成分,化学结构和用途分四大类) 混凝土(水泥) 玻璃 Glass 硅及耐火材料 Silicon 陶瓷(器) Ceramics
传统陶瓷(天然硅酸盐矿):各中粘土烧制而成。 (Silicate Ceramics)
Biomaterials are employed in components implanted into the human body for replacement of diseased or damaged body parts.
• Advanced materials
Materials that are utilized in high-technology (or high-tech) applications are sometimes termed advanced materials.
材料学概论

富勒烯的今生前世
Hale Waihona Puke
早期科学进展年谱 1971年,大泽映二发表《芳香性》一书,其中描述了C60分子的设想。 1980年,饭岛澄男在分析碳膜的透射电子显微镜图时发现同心圆结构,就像切开 的洋葱,这是C60的第一个电子显微镜图。[ 1983年,克罗托蒸发石墨棒产生的碳 灰的紫外可见光谱中发现215nm和265nm的吸收峰,他们称之为“驼峰”;后来 他们推断这是富勒烯产生的。 1984年,富勒烯的第一个光谱证据是在1984年由美国新泽西州的艾克森实验室的 罗芬等人发现的,但是他们不认为这是C60等团簇产生的。 1985年,英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国科学家理查德·斯莫利等人 在氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中首次制得由60个碳组成的碳原子簇结构分 子C60,并推测这个团簇是球状结构。 1990年,克利斯莫(Kriischmer)等人第一次报道了大量合成C60的方法,才使得 C60的研究得以大量展开。 1991年,加州大学洛杉矶分校的霍金斯(Joel Hawkins)得到了富勒烯衍生物的第 一个晶体结构,标志着富勒烯结构被准确测定。 1995年,伍德(Fred Wudl)制备出开孔富勒烯;而PCBM也被他首次制备。 1996年,罗伯特·科尔(美)、哈罗德·沃特尔·克罗托(英)和理查德·斯莫利(美) 因富勒烯的发现获诺贝尔奖。
性质
富勒烯在大部分溶剂中溶得很差,通常用芳香性溶剂, 如甲苯、氯苯,或非芳香性溶剂二硫化碳溶解。纯富勒烯 的溶液通常是紫色,浓度大则是紫红色
材料概论知识点大全总结

材料概论知识点大全总结一、材料的概念和分类1. 材料的概念(1)材料的定义(2)材料的特征(3)材料的作用2. 材料的分类(1)按物质性质分类(2)按用途分类(3)按加工方式分类二、材料的组织结构和性能1. 材料的组织结构(1)晶体结构(2)非晶结构(3)晶格缺陷2. 材料的性能(1)力学性能(2)物理性能(3)化学性能(4)热学性能(5)电子性能三、金属材料1. 金属的晶体结构(1)立方晶系(2)六方晶系(3)其他晶系2. 金属的性能(1)金属的导电性(2)金属的导热性(3)金属的塑性(4)金属的硬度(5)金属的磁性3. 金属的加工(1)锻造(2)轧制(3)焊接(4)铸造四、非金属材料1. 陶瓷材料(1)硅酸盐陶瓷(2)氧化铝陶瓷(3)碳化硅陶瓷2. 高分子材料(1)塑料(2)橡胶(3)纤维3. 复合材料(1)金属基复合材料(2)陶瓷基复合材料(3)高分子基复合材料五、材料的表面处理1. 材料的腐蚀(1)金属的腐蚀(2)非金属的腐蚀2. 材料的涂层(1)阳极氧化(2)电镀(3)喷涂3. 材料的改性(1)表面强化(2)表面合金化(3)表面改性涂层六、材料的选用和设计1. 材料的选用原则(1)机械性能(2)化学性能(3)物理性能(4)经济性能2. 材料的设计方法(1)静态设计方法(2)疲劳设计方法(3)蠕变设计方法七、材料的应用1. 金属材料的应用(1)建筑领域(2)交通领域(3)电子领域2. 非金属材料的应用(1)航空航天领域(2)医疗器械领域(3)环保领域八、材料的新发展1. 新材料(1)纳米材料(2)功能材料(3)生物材料2. 材料工艺(1)3D打印(2)激光焊接(3)快速凝固以上是关于材料概论的知识点大全总结,材料是现代科学技术的基础,它的发展和应用对于各个领域都具有重要意义。
希望能够通过本文的总结,对材料概论有更加全面的了解和认识。
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DJTU Materials Science & Engineering
5
Types of Processing
• Processing: produces the desired shape of a component from the initial formless material. • Metals can be processed by: 1)casting (铸造) : liquid metal into a mold; 2)joining (联接) :individual pieces of metal (welding焊接, brazing铜焊, soldering锡焊, adhesive bonding粘结); 3)forming(压力加工):the solid metal into useful shapes using high pressures (forging锻压, drawing拉拔, extrusion挤压, rolling轧制, bending 卷扎); 4)compacting(压塑): tiny metal powder particles into a solid mass (powder metallurgy粉末冶金); 5)heat treatment(热处理): to high strength levels by thermal cycles heat treatment ; 6) machining(机械加工) removing excess materials by cold machine.
13.7.25
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9
2) Binary System Diagrams
二元相图
13.7.25
DJTU Materials Science & Engineering
10
Usage of Phase Diagrams
• shows what phases are present where the process boundaries边界 are ; • represents表明 relations between temperature, pressure, compositions and quantities of phases at equilibrium;
EUTECTIC
Steels: eutectoid + hypoeutectoid + hypereutectoid, Cast iron: eutectic + hypoeutectic + hypereutectic.
13.7.25 25
A few comments on Fe–Fe3C system
Example: Cu-Ni system -slow cooling along the line with Co = 35wt%Ni.
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15
CORED VS EQUILIBRIUM PHASES
晶核相与平衡相
13.7.25
DJTU Materials Science & Engineering
•Generally, all phases are the mixtures混合物 of γ, α and Fe3C;
•C is an interstitial impurity间隙杂质 in Fe, and forms a solid solution with γ, α , d phases of iron; •Cementite is very hard and brittle can strengthen steels.
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DJTU Materials Science & Engineering
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6.2 PHASE DIAGRAM相图
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7
1) Definitions定义
Component组分: - chemically recognizable species可识别的种类 (e.g. Fe and C in carbon steel, H2O and NaCl in salted water). Phase 相 : –The physically and chemically distinct 截 然 不 同 的 material regions区域. (e.g. water and ice);
13.7.25
8
Basic Ideas
When combine two elements at a certain composition (C0), and a temperature (T℃), then... 1. How many phases do we get? 2. What is the composition of each phase? 3. How much of each phase do we get?
•α-ferrite is very soft and ductile, can toughening steels;
• α-ferrite
is magnetic below 768 °C, γ- austenite is non-magnetic.
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727° 0.77
Fe3C Cementite
渗碳体
Cementite
a Ferrite
铁素体
13.7.25
600
0.02
a+ Fe C
3
400
1
2
3
4
5
6
6.7
Weight % Carbon
Fe C 3
23
•Eutectic: 4.30 wt%C, 1148°C, L ⇔ γ (2.14 wt%C)+Fe3C; •Eutectoid: 0.77 wt%C, 727°C, γ ⇔ α(0.022wt%C)+Fe3C; •Pearlite: α+ Fe3C, very fine plate-like or lamellar mixture;
• allows to predict预测 phase transformations转变 during T and t change (e.g. heating or cooling).
13.7.25
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11
3) Solid Solution固溶体
16
5)EUTECTIC SYSTEMS
共晶系
•Eutectic共晶:systems with a minimum melting point, TE (eutectic means easily melted) . • 3 phases: can equilibrium along isotherm共晶等温线; be in eutectic
eutectoid reaction:
13.7.25 20
7)共晶、共析、包晶反应图型与反应式比较
13.7.25
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6.3 IRON-CARBON (Fe-C) System
铁碳平衡相图
13.7.25
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22
Features of the Fe - Fe3C Diagram
DJTU Materials Science & Engineering
13.7.25
2
6.1 Processing
13.7.25
3
13.7.25
4
Structure-Property-Processing-Interaction
• The processing affects the structure. • structure and final properties of casting are very different from formed product . • original structure 原始 组 织 and properties determine process to produce a desired shape.
Introduction to Materials
6 Metallic Materials
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6. IRON-CARBON (Fe-C) PHASE DIAGRAM
(铁碳相图)
6.1 Processing 6.2 Phase Diagram 6.3 Fe-C Phase Diagram 6.4 Phases and Structures of Steels 6.5 Heat Treatment
•Eutectic: P P =α+ β •Hypoeutectic: α+ P •Hypereutectic β+ P
13.7.25
α α α α α α
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6)Eutectoid Reaction共析转变:
• point E: 74 wt%Zn at 560°C; •again 3 phases: δ—γ+ε •but 1 solid transforms to 2 solid phases,
one element dissolved in another to form a single phase structure over a range of compositions