金属材料与非金属材料
材料的分类
传统的无机非金属材料 之二：玻璃
玻璃是由熔体过冷所制得的非晶态材料。
传统的无机非金属材料 之三：水泥
水泥是指加入适量水后 可成塑性浆体，既能在空气 中硬化又能在水中硬化，并 能够将砂、石等材料牢固地 胶结在一起的细粉状水硬性
材料。
传统的无机非金属材料 之四：耐火材料
耐火材料是指耐火度不低于 1580℃的无机非金
属材料。
3. 有机高分子材料（高聚物）
高聚物是由一种或几种 简单低分子化合物经聚合而 组成的分子量很大的化合物。
4. 复合材料
复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织 结构不同的材料组合而成。
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2. 无机非金属材料
无机非金属材料是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸 盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和（或）氧化物、氮 化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化 物等原料经一定的工艺制备而成的材料。
传统的无机非金属材料 之一：陶瓷
普通陶瓷即传统陶瓷，是
指以粘土为主要原料与其它天
然矿物原料经过粉碎混练、成
型、煅烧等过程而制成的各种
0.1.1 按化学组成（或基本组成）分类：
1. 金属材料 2. 无机非金属材料 3. 高分子材料（聚合物）
4. 复合材料
1.金属材料
金属材料是由化学元素周期 表中的金属元素组成的材料。可 分为由一种金属元素构成的单质 （纯金属）；由两种或两种以上 的金属元素或金属与非金属元素
构成的合金。合金又可分为固溶
体和金属间化合物。
合金中的金属间化合物：
金属间化合物可分为三类，即由负电性决定的原子
价化合物（简称价化合物）、由电子浓度决定的电子
化合物（亦称为电子相）以及由原子尺寸决定的尺寸 因素化合物。除了这三类由单一元素决定的典型金属 间化合物外，还有许多金属间化合物，其结构由两个 或多个因素决定，称之为复杂化合物。
金属和非金属
金属和非金属金属和非金属是我们生活中常见的物质分类。
金属是一类化学元素，具有特殊的物理和化学性质。
非金属则是指物质中不含金属元素的物质。
本文将详细介绍金属和非金属的特点、应用以及它们在日常生活中的重要性。
首先，让我们来了解一下金属的特点。
金属通常具有良好的导电性和导热性，可以传递和储存电能和热能。
除此之外，金属还具有良好的延展性和可塑性，可以被拉伸成细丝或铸造成各种形状。
此外，金属还具有高密度和高熔点的特点。
典型的金属元素包括铁、铜、铝、锌等。
金属在各个领域都有广泛的应用。
首先是建筑与制造业领域。
金属的良好延展性和可塑性使其成为制造建筑结构和机械设备的重要材料。
例如，铁和钢常常被用来建造大型建筑物和桥梁，铝则常被用于制造飞机和汽车。
其次是电子和电气工程领域。
金属的导电性使其成为电线和电路板的优选材料。
电子设备中常用的金属元素包括铜、铝和银。
另外，金属还常用于制造装饰品、首饰和货币等。
除了金属，我们再来了解一下非金属。
非金属是指不属于金属元素的物质。
非金属的特点是不良导电性和导热性。
此外，非金属还常常具有低密度和低熔点的特点。
典型的非金属元素包括氢、氧、氮、氯等。
非金属同样在各个领域有着广泛的应用。
首先是化工和材料科学领域。
非金属材料常用于制造塑料、橡胶、陶瓷和玻璃等材料。
其中，塑料是一种广泛应用的非金属材料，其可塑性和隔热性使其成为制造各种家电、电器和包装材料的理想选择。
其次是能源领域。
非金属材料被广泛应用于电池和太阳能电池板等能源设备中。
此外，非金属元素还广泛应用于制药、化妆品和农业等行业。
金属和非金属在我们日常生活中都起到了重要的作用。
金属被广泛应用于建筑、交通、通信等各个领域，为我们的生活提供了便利。
汽车、飞机、手机、电脑等都离不开金属的应用。
非金属材料则为我们提供了塑料制品、日用品、医药产品等各种物质需求。
同时，金属和非金属的回收利用也为环境保护和资源节约做出了贡献。
但是，金属和非金属也存在一些问题。
常用金属与非金属材料
用于制造受中等冲击负荷及耐蚀条件下工作的零件，如轴承、轴瓦和受10大气压以下的蒸汽和水配件。
“Z”表示铸造，Q表示青铜，后面表示添加元素符号。
锡青铜是铜和锡的合金。ZQSn6-6-3表示含锡5%~7%，锌5%~7%，铅字2%~4%。
铸锰
黄铜
GB1176-87
ZHMn58
-2-2
用于制造轴瓦、轴套及其它耐磨零件。
ZH铸造黄铜，后面表示添加元素符号。
黄铜是铜锌合金。
铸铝
合金
GB1173-86
ZL102
耐磨性中上等，用于制造负荷不大的薄壁零件。
“Z”表示“铸”，“L”示“铝”，后面第一位数为合金分组号。
ZL104
熔化工艺简单，做一般零件用，如航空仪表的外壳。
硬铝
GB3190-82
LY12
高强度硬铝，适用于制造高负荷零件及构件，但不包括冲压件和锻件。
合金结构钢GB3077-88
45 Mn 2
用于制造在较高应力与磨损条件下的零件。在直径≤60mm时，与40Cr相当。可做万向节轴、齿轮、蜗杆、曲轴等。
1、前面两位数字表示钢中含碳量的万分数。
2、合金元素以化学符号表示。
3、合金元素平均含量小于1.5%，仅标注元素，大于1.5%时，才标出含量数字。
35Si Mn
20
用于不受很大应力而韧性较高的零件，如杠杆、轴套、螺钉、拉杆、起重钩，也用于表面硬度而心部强度不高的渗碳与氰化零件。
35
有好的强度和韧性，用于制造曲轴、转轴、轴销、杠杆、连杆、横梁、圆盘、套筒、钩环、垫圈、螺母、螺钉等。一般不做焊接用。
45
用于强度要求较高的零件，通常在调质或正火状态下使用。用于制造汽轮机的叶轮、压缩机、泵的零件等。
无机材料分为哪两类类别
无机材料分为哪两类类别无机材料是指在自然界中并不包含有机基团的物质，主要由金属、非金属和半金属等元素组成。
根据其化学组成和物理性质的不同，无机材料可以分为两类类别：金属材料和非金属材料。
一、金属材料金属材料是由金属元素组成的材料，具有良好的导电、导热和机械性能。
金属材料广泛应用于航空航天、交通运输、建筑工程、电子产品、能源等领域。
金属材料的特点是具有良好的导电性和导热性。
由于金属中存在自由电子，当电压施加在金属上时，电子会在金属中自由移动，从而形成电流。
因此，金属材料被广泛应用于电子器件和电力传输。
同时，金属材料还具有良好的导热性，能够迅速传导热量，用于制造散热器和导热材料。
除了导电导热性能，金属材料还具有良好的机械性能。
金属材料通常具有较高的强度和韧性，可以承受较大的外部载荷。
这使得金属材料成为制造机械零件和结构材料的重要选择。
二、非金属材料非金属材料是由非金属元素或其化合物组成的材料，具有多种特殊的物理、化学性质和机械性能。
非金属材料广泛应用于建筑材料、化学工业、电子产品、医疗器械等领域。
非金属材料的特点是多样性。
不同种类的非金属材料具有不同的特殊性质，如绝缘性、耐腐蚀性、光学性能等。
这使得非金属材料成为制造绝缘体、化学试剂、光学器件等产品的重要材料。
非金属材料还具有较低的密度和较高的化学稳定性。
这使得非金属材料成为制造轻量化产品的理想选择，如航空航天领域的复合材料和汽车行业的轻量化材料。
同时，非金属材料的高温耐碳化性能也广泛应用于高温工况下的材料选择。
总结：无机材料主要分为金属材料和非金属材料两类类别。
金属材料具有导电导热和良好的机械性能，广泛应用于电子、能源、交通运输等领域。
非金属材料具有多样性和特殊性质，广泛应用于建筑、化工、医疗等领域。
无机材料的分类为我们研究和应用无机材料提供了重要的准则和指导，也为不同领域的材料选择和技术创新提供了基础支持。
金属材料与非金属材料总结
金属材料金属材料的分类：按组成成分分：纯金属（简单金属）：指由一和金属元素组成的物质。
目前已知的纯金属约有80多和，但工业方面所采用的则为数甚少。
合金（复杂金属）：指由一种金属元素（为主的）与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。
它的种类甚多，例如：钢是由铁、碳组成的合金，即铁碳合金；黄铜是由铜、锌组成的合金，即铜锌合金；青铜是由铜、锡组成的合金，即铜锡合金；……等等。
由于合金的使用性能好，在工业生产中，其应用范围要比纯金属广泛得多按实用分：黑色金属：指铁和铁的合金，如生铁、铁合金、铸铁和钢等。
有色金属：除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外工业上还采用镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，适宜于制造某些有特殊性能要求的零件。
所有上述金属称为工业用金属，以区别于贵重金属（铂、金、银）与稀有金属（包括放射性的铀、镭等）。
钢1、钢的来源及组成成分来源：把炼钢用生铁放到炼钢炉内熔炼，即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯（供再轧制成各种钢材）和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。
组成成分：是含碳量低于2%的一种铁碳合金。
此外尚含有硅、锰、磷、硫等元素，不过这些元素的停驶量要比生铁中的少。
2、钢的分类按化学成分分碳素钢：钢中除铁、碳外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素，根据含碳量的高低，碳素钢可分为：低碳钢（含碳量≤0.25%，中碳钢（含碳量0.25~0.60%），高碳钢（含量＞0.60%）合金钢：除含有碳素钢所含有的各中元素外，尚含有一些其它元素（如铬、镍、钼、钨、钒等）。
根据钢中合金元素总含量多少，合金钢可分为：低合金钢（合金元素总含量≤5%，中合金钢（合金元素总含量＝5-10%），高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
按质量分：普通钢：含硫量不超过0.05%；含磷量不超过0.045%，优质钢：含硫量不超过0.040%，含磷量不超过0.040%，高级优质钢：含硫量不超过0.030%，含磷量不超过0.035%按用途分：结构钢：指用以制造各种工程结构（如建筑、桥梁、车辆、锅炉构件）、机械零件（如齿轮、轴类零件）的钢。
机械材料分类
机械材料分类机械材料分类是机械工程中的一个重要内容，根据不同的性质和用途，机械材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
一、金属材料金属材料是指由金属元素或金属化合物组成的材料。
金属材料具有良好的导电性、导热性和机械性能，广泛应用于机械工程中。
根据金属的化学性质和组织结构，金属材料可以分为以下几类：1.1 铁素体材料铁素体材料是由铁与碳组成的合金，主要包括普通碳素钢和合金钢。
普通碳素钢具有良好的可焊性和加工性能，适用于制造机械零件；合金钢通过添加合金元素来改善钢的性能，如增加硬度、耐磨性等。
1.2 铸铁材料铸铁材料是由铁与碳、硅等元素组成的合金，具有良好的铸造性能和低成本，广泛应用于制造大型机械零件。
根据组织结构的不同，铸铁可以分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等。
1.3 有色金属材料有色金属材料包括铜、铝、镁、锌、铅等金属及其合金。
有色金属材料具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，适用于制造电气设备、航空航天器件等。
二、非金属材料非金属材料是指除金属材料以外的材料，主要包括塑料、橡胶、陶瓷和复合材料等。
2.1 塑料材料塑料材料是由聚合物组成的高分子材料，具有良好的耐腐蚀性、绝缘性和机械性能。
根据聚合物的来源和性质，塑料材料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
2.2 橡胶材料橡胶是一种高分子弹性体，具有良好的弹性和耐磨性。
根据橡胶的来源和性质，橡胶材料可以分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
2.3 陶瓷材料陶瓷材料是由非金属氧化物、碳化物、氮化物等组成的材料，具有良好的耐高温性和耐腐蚀性，广泛应用于制造高温器件和耐酸碱介质的部件。
三、复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，具有多种材料的优点。
根据复合材料的组成和结构，可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层合复合材料等。
3.1 颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料是将颗粒状的增强材料嵌入到基体材料中形成的材料，具有良好的耐磨性和耐冲击性，适用于制造摩擦零件和冲击负荷较大的部件。
什么是金属材料
什么是金属材料、无机非金属材料、
有机合成材料、复合材料
金属材料：包括纯金属和合金。
合金：在金属中加热熔合某些金属或非金属，就制得具有金属
特征的合金。
如铜材、钢材、铝材、铁合金之类。
无机非金属材料：指由非金属元素组成
（如石墨、氧化硅）或者金属元素的氧化物
及其它盐类化合物（如铁红颜料、白刚玉、
玻璃、水泥、陶瓷）。
有机合成材料：指人工合成的有机物材料，
如各种有机高分子材料，包括合成塑料，
合成橡胶，合成纤维
复合材料：一般指纤维增强的各种材料。
包括有机复合材料（树脂基复合材料）、
金属基复合材料及陶瓷基复合材料等。
如玻璃钢，钢筋混凝土
关于复合材料
水泥、玻璃钢、汽车轮胎都是常见的复合材料吗？复合材料使用的历史可以追溯到古代。
钢筋混凝土由两种材料复合而成。
20世纪
40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃
纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了
复合材料这一名称。
汽车轮胎汽车轮胎主要
材料实际上是一种橡胶和碳黑的复合材料。
常见金属材料及非金属材料简介
C：0.33~0.38、Si ：0.15~0.35、Mn ：0.60~0.90、Mo：0.15~0.3（P≤0.030、S≤0.030、Cr：0.90~1.20、Ni≤0.25、Cu≤0.30）SCM435SWRMPTFE（聚四氟乙烯）FEP（全氟乙烯丙烯共聚物）PFA（全氟烷氧基树脂）PE（聚乙烯）一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。
这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。
聚四氟乙烯本身对人无毒性。
有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力、耐温优异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）一种软性塑料，是聚四氟乙烯的改性材料。
其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。
化学惰性，不引燃，可阻止火焰的扩散。
具有优良的耐候性，摩擦系数较低。
几乎对所有的化学试试剂和溶剂惰性，但和其他全氟碳聚合物一样，会与熔融碱金属和元素氟反应。
常温下PFA材料物理机械性能与PTFE十分相似，高温时强度比FEP好，耐力开裂性显著优于FEP。
在日本JIS-G3505标准中，SWRM代表成分不同分为 SWRM6、SWRM8、SSWRM15、SWRM17、SWRM乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。
聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。
常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。
性能铬钼钢中文商品名“特氟龙”、“特氟隆”（teflon)，被称“塑料王”，被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。
有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限。
用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽车发电价的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件。
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传统的无机非金属材料
传统的无机非金属材料主 要是指由SiO2及其硅酸盐 化合物为主要成分制成的 材料，包括陶瓷、玻璃、 水泥和耐火材料等。此 外，搪瓷、磨料、铸石 （辉绿岩、玄武岩等）、 碳素材料、非金属矿（石 棉、云母、大理石等）也 属于传统的无机非金属材
先进（或新型）无机非金属材料
先进（或新型）无机非金属材料是用氧化物、 氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物 以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工 艺制成的材料。主要包括先进陶瓷、非晶态 材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。
石器时代
* 石器时代可分为旧石器时代和新石器时代。
* 旧石器时代( 250万年前～1万年前 )
人类直立行走后为生存逐渐学会使用天然的材料－木 棒、石块等。然而纯天然的材料，使用起来并不得心 应手，也不够犀利。于是开始人工打制石器－石矢、 石刀、石铲、石斧、石球等。打制石器用的材料大多 数是石英石，少部分是燧石（火石）。燧石的使用是 人类文明的一个重要里程碑。 旧石器是人类制造的第一种原始材料。它利用一块较 硬的石头砍砸另一块较软的石头打击而成，形状不规 则也不固定，加工十分粗糙，故发展了新石器。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属 在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。 前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用 下的机械性能指标。实际上，许多材料都是在循环载荷 下工作的，在这种条件下材料会产生疲劳。
金属材料在汽车上的应用
1. 高强度钢：
以奇瑞汽车为例，高强度钢板的采用比例从早期车型的 ２０％左右增加到现在生产车型的５０％左右；而在研 发设计的新车型中用到了较多的超高强度钢板，使高强 度钢板在整车中的应用达到了７０％以上。 从2004年开始，通用汽车公司在雪弗莱车型上首先开始 使用 “多相位”的AHS钢材，占其车身总重的12%。现 在，许多其他车型也开始使用这种钢材。这种钢材的主 要优点是强度高，更容易成型，碰撞性能更佳，而且重 量不变。把它用在轿车前端时，它能吸收更多的碰撞能 量。下一代正在开发中的钢材被称为“诱导转化塑性” （TRIP），其强度和可成型性能还将进一步提高。
传统的无机非金属材料 之一：陶瓷
陶瓷按其概念和用途不 同，可分为两大类，即普通陶 瓷和特种陶瓷。 根据陶瓷坯体结构及其基 本物理性能的差异，陶瓷制品 可分为陶器和瓷器。
高分子材料时代
* 高分子材料时代(1909～)
1909年酚醛树脂 1925年聚苯乙烯 1931年聚氯乙烯 1941年尼龙 如今世界年产量1亿t 体积超过钢
材料类别 增长率 木材 1.6％ 钢 5.7％ 水泥 6.4％
1940～1980各种材料的年增长率
高分子材料 13.6％
材料的分类
按化学组成（或基本组成）分类
金属材料在汽车上的应用
2. 铝合金：全铝发动机、镁合金方向盘以及ＧＭ Ｔ发动机防护罩等轻量化材料
金属材料在汽车上的应用
3. 镁合金：强度高、重量轻，而且可循环再用。
轮毂、自动变速箱、发动机、传动机构及其它零部件: 壳体型零件（如手动变速器壳和盖、离合器壳等）和车内部件（如 方向盘系统、仪表面板等）
材料的使用性能
材料的使用性能指材料在最终使用状态时的行为。
主要包括可靠性、耐用性、有效寿命、安全性等。
建立使用性能与材料基本性能相关联的模型，了解失效 模式，发展合理的仿真试验成都，开展可靠性、耐用性、 预测寿命的研究，以最低代价延长使用期，对先进材料 研制、设计和工艺是至关重要的。 注：加工工艺对使用性能有影响。
纳米技术改性的镁合 金，是一种更优化的 金属材料，尤其适合 用来制造车身
金属材料在汽车上的应用
4. 其他合金：
* 钒钢、钒钛合金具有高强度低重量的特点。一些汽 车的连接件是用含5%钒的钛合金制造的。此钒钛合金 能够适应汽车零部件的高速机械运作的苛刻环境。 * 稀土元素：镧、钪、钇等性质相近的金属元素。钢 经过稀土元素处理，可以明显提高韧性和塑性，改善 冲压性能。添加了稀土元素的钢材用于汽车的车轴、 骨架梁等。另外，在汽车电机改造中，高性能的磁性 材料起到关键作用。
材料的地位和作用
* 材料是当代文明的三大支柱之一
材料、能源、信息是当代社会文明和国民经济 的三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展 的物质基础和技术先导。
* 材料是全球新技术革命的四大标志之一（新材
料技术、新能源技术、信息技术、生物技术）。
材料的发展史
在材料学家看来，人类的文明史就是材料的发 展史，并往往以不同特征的材料划分人类不同 的历史时期，诸如石器时代、青铜器时代、铁 器时代、高分子材料时代……
金属材料与非金属材料
方舟 博士 浙江吉利汽车研究院有限公司
主要内容
1. 2. 3. 4. 材料的简介 金属材料 无机非金属材料 高分子材料
5. 复合材料
1. 材料的简介
1.1 材料的定义和地位 1.2 材料的发展史 （石器时代--青铜器时代--铁器时代--高分子 材料时代－－－－） 1.3 材料的分类 （金属材料、无机非金属材料、高分子材料） 1.4 材料的四大要素 （性质、使用性能、组成与结构、合成与加工）
石器时代
* 新石器时代 ( 1万年前～8000年前 )
新石器时代开始标志是：打制的石器更加精美、陶器和 玉器工艺品的出现、用石头和砖瓦做建筑材料。 更加精美的石器：石球、石铲、钻孔石斧等 陶器：人类第一个人工合成材料。 如兵马俑等。 玉器：玉璋、玉璧、玉环、玉雕、金镂玉衣等。 砖瓦等建筑材料：埃及金字塔、巴比伦空中花园等。
什么是材料？
* 世界万物，凡于我有用者，皆谓之材料。材 料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形 态和物理性状的物质。材料存在于我们的周 围，与我们的生活、生命息息相关。 * 材料是人类文明、社会进步、科技发展的物 质基础。正是因为材料的使用、发现和发明， 才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧 的时代，发展到科学技术高度发展的今天。
四要素之间关系示意图
使用性能
组 成 与 结 构
（工程） 性质 （化学） （物理学） 合成与加工
2. 金属材料
2.1 金属材料的分类
（铸铁、钢、有色金属及合金、新型金属材料）
2.2 金属材料的性能
（拉伸性能、机械强度、硬度、冲击韧性、疲劳性能）
2.3 金属材料在汽车上的应用
金属材料
金属材料是由化学元素周期 表中的金属元素组成的材料。可 分为由一种金属元素构成的单质 （纯金属）；由两种或两种以上 的金属元素或金属与非金属元成与加工指建立原子、分子和分子聚集
体的新排列，在从原子尺度到宏观尺度上对结构进行 控制以及高效而有竞争力地制造材料的演变过程。 合成常常指原子和分子组合在一起制造新材料所采用的演变过程。 加工指为生产出有用材料对原子和分子的控制过程，还包 括在较大尺度上的改变，有时也包括材料制造等工程 方面的问题。 材料的合成与加工是获得高质量和低成本产品的关键，材 料加工能力对于把新材料转变成有用制品或者改进现 有材料制品都是十分重要的。
材料的组成与结构
材料的组成与结构指材料具备的从原子和电子尺
度到宏观尺度的结构体系。对于大多数材料来说，所 有这些结构尺度上化学成分和分布是立体变化的，这 是所采用的合成与加工的结果。而结构的变化会引起 相应的一系列复杂的材料性质。 材料的性质和使用性能愈来愈多的取决于材料的结构。 纳米材料指至少在一维尺度上的粒径在1～100nm之间 的材料。纳米效应：比表面积显著增大；表面原子数 大大增加；表面能很高；活性增大……
金属材料
金属材料的拉伸性能
低碳钢的拉伸和应力一应变曲线
几种金属材料的拉伸性能比较
金属材料的机械强度
指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断 裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、 剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗 弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使 用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标。 采用3点弯曲试验测定抗弯强度，试样尺寸为 3mm×4mm×37mm，跨距30mm，加载速度0.5mm/min。
金属材料
在103种元素中，除He,Ne,Ar等6种惰性元素和C、Si、N等16种 非金属元素外，其余81种为金属元素。除Hg之外，单质金属在 常温下呈现固体形态，外观不透明，具有特殊的金属光泽及良好 的导电性和导热性。在力学性质方面，具有较高的强度、刚度、 延展性及耐冲击性。 合金是由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素 熔合在一起形成的具有金属特性的新物质。合金的性质与组成合 金的各个相的性质有关，同时也与这些相在合金中的数量、形状 及分布有关。
青铜器时代
* 青铜器时代(8000年前～公元前1400) 天然铜块 铜 青铜(铜锡合金)
Sn含量：1/6 2/5 钟鼎(韧性好) 刀斧(硬度高)
铁器时代
* 铁器时代(公元前1400～ )
陨铁
小亚细亚人约在公元前1400年开始了人工炼铁。 铜柄铁剑(甘肃灵台春秋墓)；干将莫邪铸剑的传 说；铁斧（60*40cm，32kg, 湖北一战国时期 矿井）、铁锤、铁锄等证明中国也是较早掌握炼铁 技术的国家之一。还有砖身铁塔(湖北当阳玉泉 寺)，高17.9m，由质量为38300kg的44块铸件 组成，拼装得天衣无缝、浑然一体，铸造技术非常 高超。比法国巴黎埃菲尔铁塔早了800多年。
金属、无机非金属材料、高分子材料、复合材料
根据材料的性能分类
结构材料、功能材料
按服役的领域来分类
信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等
按材料的尺寸分类
材料的分类
按物理性质可分为：导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁 性材料、透光材料、高强度材料、高温材料、超硬材料等。 按物理效应分为：压电材料、热电材料、铁电材料、非线性 光学材料、磁光材料、电光材料、声光材料、激光材料等。 按用途分为：电子材料、电工材料、光学材料、感光材料、 耐酸材料、研磨材料、耐火材料、建筑材料、结构材料、包 装材料等。