5-1《材料导论I》
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。
复旦大学材料科学导论课后习题答案(搭配：石德珂《材料科学基础》教材)
材料科学导论课后习题答案第一章材料科学概论1.氧化铝既牢固又坚硬且耐磨,但为什么不能用来制造榔头？答:氧化铝脆性较高,且抗震性不佳。
2.将下列材料按金属、陶瓷、聚合物和复合材料进行分类：黄铜、环氧树脂、混泥土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅锡焊料、橡胶、纸杯答：金属:黄铜、镁合金、铅锡焊料;陶瓷：碳化硅;聚合物：环氧树脂、沥青、橡胶、纸杯;复合材料:混泥土、玻璃钢3.下列用品选材时，哪些性能特别重要?答:汽车曲柄：强度，耐冲击韧度，耐磨性,抗疲劳强度;电灯泡灯丝:熔点高,耐高温，电阻大;剪刀:硬度和高耐磨性,足够的强度和冲击韧性；汽车挡风玻璃：透光性,硬度；电视机荧光屏：光学特性，足够的发光亮度。
第二章材料结构的基础知识1.下列电子排列方式中,哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金属? （1）1s22ｓ2２p6 3s2 3p6 3d7 4ｓ2（2）１s2２s2２ｐ６3ｓ2 3ｐ6(3）１s２2s2２p5(４）1s２2s2 2p63ｓ2(５)1s2 2s2 2ｐ６3s2 3p6３d2 4s2(6）１s２2s2２p63s23p6 4ｓ1答:惰性元素：(2）；卤族元素:（3）；碱族：(6)；碱土族：（4);过渡金属：(1)，(5)2.稀土族元素电子排列的特点是什么？为什么它们处于周期表的同一空格内?答:稀土族元素的电子在填满6s态后，先依次填入远离外壳层的4f、5d层,在此过程中,由于电子层最外层和次外层的电子分布没有变化,这些元素具有几乎相同的化学性质,故处于周期表的同一空格内．3.描述氢键的本质，什么情况下容易形成氢键?答:氢键本质上与范德华键一样,是靠分子间的偶极吸引力结合在一起.它是氢原子同时与两个电负性很强、原子半径较小的原子(或原子团)之间的结合所形成的物理键。
当氢原子与一个电负性很强的原子(或原子团)Ｘ结合成分子时,氢原子的一个电子转移至该原子壳层上；分子的氢变成一个裸露的质子,对另外一个电负性较大的原子Y表现出较强的吸引力,与Y之间形成氢键。
第一章 材料导论
第一章 材料及其在人类社会发展进程中的地位和作用 1-1.材料是人类社会进步的里程碑1-2.材料是经济和社会发展的基础和先导1.新材料技术是工业革命和产业发展的先导2.新材料技术是高技术发展的基础 材料是人类社会进步的里程碑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，给社会生产力和人 类生活带来巨大的变革，把人类物质文明推向前进。
人类使用材料的七个时代的开始时间公元前10万年石器时代公元前3000年青铜时代公元前1000年铁器时代公元0年水泥时代公元1800年钢时代公元1950年硅时代公元1990年新材料时代人类利用材料的历史，就是一部人类进化和进步的历史。
1-2 材料是经济和社会发展的基础和先导新材料技术是工业革命和产业发展的先导 新材料技术是高技术发展的基础两次工业革命都是以新材料的发明和广泛应用为先导的第一次工业革命（18世纪）：制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应 用奠定了物质基础。
第二次工业革命（20世纪中叶以来）：单晶硅材料对电子技术的发 明和应用起了核心作用。
材料强度密度比在不同年代里的进展(由图中可以看出,现代先进材料的强度已比原始材料提高了约50倍)24681016001700180019002000年 份强度/密度（l n ×10 ）材料发展总的趋势21世纪重点发展的高技术领域的材料选择1．信息科学技术信息材料2．新能源科学技术新能源材料3．生物科学技术生物材料4．空间科学技术空间技术用材料5．生态环境科学技术环保材料6．用高技术改造、更新现有材料，发展材料科学技术信息科学技术正在发生结构性变革，仍然是经济持续增长的主导力量 通信网络技术为信息产业注入强大活力宽带通信已成为国际上应用最广的通信技术半导体技术进入纳米时代计算机智能技术日新月异生物技术正经历着一场前所未有的技术革命，一个庞大的生物产业正在孕育和形成对生命现象本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命科学的前沿与热点蛋白质科学正向深度和广度迅速发展干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用转基因技术及应用呈现出高速发展的态势航天技术快速发展，不断开辟人类探索的新空间太空探索带动太空探索技术加速发展研制多种用途的人货分离的新一代航天飞行器成未来趋势。
材料科学导论-第一章 晶体学基础3
3、六方晶系晶面指数标定
根据六方晶系的对称特点，对六方晶系采用a1，a2，a3 及c四个晶轴，a1，a2，a3之间的夹角均为120度，这样， 其晶面指数就以(h k i l）四个指数来表示。 根据几何学可知，三维空间独立的坐标轴最多不超过三 个。前三个指数中只有两个是独立的，它们之间存在以 下关系：i ＝－ ( h + k ) 。
三轴晶面指数(h k l) 四轴晶面指数(h k i l) i=- ( h + k )
立方晶系：
d hkl
a h k l
2 2 2
§ 1.6 晶面指数及晶面间距 范例:
m/l
c
a
m/k
b
m/h
画出晶面 （100），（110），（111），（201），（211），（321）
பைடு நூலகம்
c a
（100）
b
画出晶面 （100），（110），（111），（201），（211），（321）
d V [h b c sin k a c sin l a b sin
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
2hkabc (cos cos cos )
2
2kla bc(cos cos cos )
2
2hlab c(cos cos cos )]
2
2 2 2
1
2
1 2
V abc(1 cos cos cos 2cos cos cos )
单斜晶系：d＝sinβ(h2/a2＋k2sin2β/b2＋l2/c2－2hlcosβ/ac)-1/2 正交晶系：d＝[h2/a2＋k2/b2＋l2/c2]-1/2 四方晶系：d＝[(h2＋k2)/a2＋l2/c2]-1/2 六方晶系：d＝[4(h2＋hk＋k2)/3a2＋l2/c2]-1/2
材料导论中英文讲稿 (61)
Video 1—Why study the course?Hello and welcome to “Introduction to Materials”. Strictly speaking, the name of this course should be an Introduction to Materials Science and Engineering. In this course, we are going to talk about fundamental knowledge related to materials science and engineering. 本课程是介绍材料科学与工程基础知识的入门课程，用中英双语来讲授。
旨在培养学生构建完整的材料加工-结构-性能-应用的材料知识体系和思维模式，实现材料学科知识与专业英语应用能力的同步提升。
译文：大家好！欢迎学习《材料导论》课程。
严格地讲，《材料导论》这门课程应该称为《材料科学与工程导论》。
本课程将介绍材料科学与工程的基础知识。
I am Zhao jing, joining me in teaching this course are our teaching team. We all come from Beijing University of Chemical Technology.译文：我叫赵静，我们是来自北京化工大学的一个教学团队，将负责讲授这门课程。
Before you choose any MOOC to start learning it, you probably need to convince yourself by finding the answers to thefollowing questions.1.Why should I learn this course?2.Am I suitable to learn this course?3.Who are going to teach this course?4.When and where can I learn this course?译文：在您选择任何一门慕课开始学习之前，您自己需要想通以下几个问题：1.我为什么要学习这门课程？2.这门课程适合我学吗？3.谁来讲授这门课程？4.我什么时间学和在哪里学习这门课程？I’d like to answer these questions one by one for you in today’s video of the brief introduction to Materials. The main focus of this video will be on why we should learn something about materials.译文：在今天这个《材料导论》课程的开篇视频里，我将逐一回答您这几个问题，并重点讲一讲为什么我们要学习材料相关知识。
材料科学导论
书名:一、1、按化学成碳量5%）、10%）。
2、（1点、（2弯的比断裂或起层，即认为冷弯性能合格。
冷弯试验试件的弯曲处会产生不均匀塑性变形，能在一定程度上揭示钢材是否存在内部组织的不均匀、内应力。
夹杂物、未熔合和微裂纹等缺陷。
因此，冷弯性能也能反映钢材的冶炼质量和焊接质量。
（3）冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力。
冲击韧性指标是通过标准时间的弯曲冲击韧性试验确定的。
试验以摆锤打击刻槽的时间，于刻槽处将期打断。
以时间打断时说吸收的能量作为钢材的冲击韧性值，以Kv表示：Kv=GH1-GH2（4）硬度钢材的硬度是指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。
（5）耐疲劳性在交变应力作用下的结构构件，钢材往往在应力远低于抗拉强度时发生断裂，这种现象沉稳钢材的疲劳破坏。
疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳试验中，时间在交变应力作用下，于规定的周期基数内部发生断裂所能承受的最大应力。
3、钢材的冷加工强化及时效强化、热处理和焊接（1）钢材的冷加工强化及时效强化将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使产生塑性变形，从而提高屈服强度，称为冷加工强化。
产生加工强化的原因是：钢材在冷加工时晶格缺陷增多，晶格畸变，对位错运动的阻力增大，因而屈服强度提高，塑性和韧性降低。
由于冷加工时产生的内应力，故冷加工钢材的弹性模量有所下降。
（2（3焊件4、（1（25、（1）建筑钢材的主要钢种碳素结构钢低合金高强度结构钢（2）常用建筑钢材①钢筋：热轧光圆钢筋钢筋混凝土用热轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋预应力混凝土用钢棒预应力混凝土用钢丝与钢绞线②型钢：热轧型钢冷弯薄壁型钢钢板和压型钢板二、无机胶凝材料1、气硬性胶凝材料（1）石膏石膏胶凝材料是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
由于石膏胶凝材料及其制品具有许多优良的性质，原料来源丰富，生产能耗低，因而在建筑工程得到广泛应用。
建（2生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细（直径约为1微米）的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。
2024届普通高等学校招生全国统一考试压轴卷T8联盟语文试题(二)(解析版)
2024届普通高等学校招生全国统一考试压轴卷T8联盟语文试题（二）试卷满分：150分考试用时：150分钟注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后将本试卷和答题卡一并交回一、现代文阅读（35分）（一）现代文阅读I（本题共5小题，18分）阅读下面的文字，完成小题。
材料一：对“戏剧性”这一概念，历来众说纷纭。
戏剧本身有双重性，或者说，戏剧有两个生命。
它的一个生命存在于文学中，另一个生命存在于舞台上。
在中国古典戏曲中，有所谓“案头之曲”与“场上之曲”，指的就是戏剧这种存在方式上的差别。
不过，好的戏剧作品应该同时具有很强的文学性与舞台性。
古今中外那些经典的戏剧作品，都是既经得起读又经得起演的。
只供阅读而不能演出的戏剧作品与只能演出而无文学性可言的戏剧作品，都是跛足的艺术。
这样一来，我们在理解戏剧性这一概念时，首先就要分清它在文学性与舞台性两个不同层面上的含义及其区别与联系。
举例来说，针对清代批评家金圣叹对中国古典名剧《西厢记》的评论，清代戏剧家李渔指出：“圣叹所评，乃文人把玩之《西厢》，非优人搬弄之《西厢》也。
文字之三昧，圣叹已得之；优人搬弄之三昧，圣叹犹有待焉。
”李渔说，如果金圣叹能克服这一局限，全面评价《西厢记》，就会“别出一番诠解”。
显然，不论是从事戏剧创作，还是从事戏剧评论，都要既重戏剧的文学性，又重戏剧的舞台性。
那么，对戏剧性的认识与把握，也就必须从这两个方面着眼，将“文人把玩”与“优人搬弄”统一起来而探其幽微、得其“三昧”。
人们经常用“双刃剑”比喻一个事物同时具有利弊两端，这个比喻是蹩脚的——剑之两面有刃，用起来岂不更好？因此，如果用“双刃剑”比喻戏剧性，就十分贴切——一刃是从文学构成上讲的，一刃是从舞台呈现上讲的，合之双美，便是完整的戏剧性。
材料物理导论（熊兆贤着）课后习题答案第一章习题参考解答
第一章 材料的力学1. 一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：根据题意可得下表由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
2. 一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，解：3. 一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。
解：根据可知：拉伸前后圆杆相关参数表 )(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l El l =⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⋅=∆-σε0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)21(3)1(2μμ-=+=B G E )(130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈⨯=+⨯=+=μ剪切模量)(390)(109.3)7.01(3105.3)21(388MPa Pa E B ≈⨯=-⨯=-=μ体积模量4. 试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。
证：5. 一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
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• Other basic elements are also obtained in the initial stages, including oxygen, nitrogen, silicon, fluorine, chlorine, and sulfur.
P224 3para
polymer聚合物
• The basic makeup of polymers consists of smaller units (mers) joined together either naturally or synthetically to produce polymers or macromolecules.
P225 2para
What are the sources of raw materials used in the production of synthetic polymers?
involves
breaking down raw materials
such as crude oil, coal, limestone, salt, natural gas, and air.
1
P225 3para
What cause problems in the plastics and polymers industry in terms of raw materials?
• shortages in oil cause problems in the plastics and polymers industry.
ester酯
• An ester is an organic compound that is a colorless liquid, insoluble in water, with a very pleasant aroma.
• When an acid and an alcohol chemically react(esterification), the product is an ester, such as the polyester resin.
homopolymer均聚物
P227 1para
• The repeating units (mers) of some polymer chains are identical.
• as in polyethylene, polystyrene, and poly(vinyl chloride)
copolymer共聚物
• Copolymers contain two different types of monomers.
• such as poly(vinyl chloride) mixed with vinyl acetate to produce poly(vinyl acetate)聚乙酸乙烯 酯
terpolymer三元共聚物
5.1.2.1 Polymerization聚合
P227 1para
• Polymerization is the linking together of smaller units (monomers) into long chains.
monomer单体
• smaller units
Unsaturated hydrocarbons Saturated hydrocarbons
• terpolymers contain three types of monomers. such as ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene)
The polymerization approaches to improving the properties of polymers P227 2 paragraph
P227 3para
What is the difference between unsaturated hydrocarbons and saturated hydrocarbons?
• Unsaturated hydrocarbons have one or more multiple covalent bonds.
origin
application
natural
synthetic
Elastomers fgs plastics adhesives
composition
homopolymers copolymers terpolymers
P224 2para
5.1.2 Nature of polymers
• Saturated hydrocarbons have all single bonds.
The prerequisites of monomers for polymerization
• To achieve the polymerization process,monomers must be unsaturated or be bifunctional.
Engineering Materials Technology Structures, Processing, Properties, and
Selection
Module 5
Polymeric Materials
5.1 Polymerics 聚合物材料
the major groups of polymers
not breaking down raw materials such as cotton or wood
List some methods of processing the basic organic raw materials into the element carbon together with hydrogen.