北京化工大学材料导论PPT

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材料科学和工程导论(ppt 16页)

材料科学和工程导论(ppt 16页)
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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。材料和能源、信息被 称为人类社会的“三大支柱”。
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材料的地位和作用
一种重要新材料的发现和使用, 都把人类支配自然的能力提高到一 个新水平,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 变革,从而把人类物质文明和精神 文明推向前进。
学 与 工

结构
陶瓷 电子材料 金属 高分子材料
材料科学与工程的纵向或横向分类方法
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快乐总和宽厚的人相伴,财富总与诚信的人 伴,聪明总与高尚的人相伴,魅力总与幽默 人相伴,健康总与阔达的人相伴。人生就有 多这样的奇迹,看似比登天还难的事,有时 而易举就可以做到,其中的差别就在于非凡 信念。影响我们人生的绝不仅仅是环境,其 是心态在控制个人的行动和思想。同时,心 也决定了一个人的视野和成就,甚至一生无 你觉得自己多么了不起,也永远有人比更强
进行改革;
• 按照“四要素”原则重新构建材料科学与
工程的大材料学科。
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基本性能效能
ba
受环境影响 (气氛 温度
受力状态)
成合分成/制备
组织结构
制备与 加工
结构效/能成分 (使用性能)
性质
理论及材料 与工艺设计
材料科学与工程的内涵
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材料科学与工程的形成和发展 材料科学与工程
使用


四 加工

要 素 性能
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材料科学与工程的形成和发展
材料科学与工程的形成与发 展,反映了学科发展从细分 到整合(综合)的基本规律。
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材料科学与工程的形成和发展

北京化工大学材料导论复习资料(吐血手打)

北京化工大学材料导论复习资料(吐血手打)

一,英译中1. BMC, bulk molding compound,块状模塑料2. CMC, ceramic matrix composite,陶瓷基复合材料3. DP, degree of polymerization,聚合度4. FRP(GRP), fiber-reinforced plastics(glass fiber-reinforced plastics),纤维增强塑料5. LCPs, liquid crystal polymers,液晶聚合物6. MMC, metal matrix composite,金属基复合材料7. PMC, polymer matrix composite,聚合物基复合材料8. RTM, resin transfer molding,树脂转移模塑9. SMC, sheet molding compound,片状模塑料10. TP, thermoplastic,热塑性塑料11.TG,class transition temperature,玻璃化转变温度12.SBR,styrene butadiene rubber,丁苯橡胶二,连线1.A chainlike molecule made up of smaller molecular units. Polymer 聚合物2.The linking together of smaller units into long chains. Polymerization 聚合3.A chemical that serves as molecular matchmaker necessary to begin polymerization reaction.Catalyst 催化剂anic,ceramic,synthetic,or metallic materials with a length of 100 times the diameter, with aminimum length of at least 5mm. Fiber 纤维5.The individual fibers of indefinite length used in tows ,yarns, or roving. Filament 单丝6.The binder material of a composite, whether organic ,ceramic ,or metallic, that distributes theload among fibers or particulates. Matrix 基体7.A human-made, nearly perfect, single crystal with a diameter ranging from about 1 to10μm andlengths up to 3 cm. Whisker 晶须8.A reference to cross-linking ,which designates the number of cross-links per 100 linear bonds.Netting index 网数9.Materials used to work like adhesives, provide protective coatings, and keep out liquids and gases. Sealants 密封胶10.Attraction of molecules between an adhesive and substrate. Adhestion 粘合11.Any material that is capable of holding two materials together by surface attachment.Adhesive 粘合剂12.A material upon the surface of which an adhesive is spread for the purpose of bonding orcoating. Adherend 被粘物13.The ratio of the tensile strength of a fiber material to its weight density or mass density.Specific strength 比强度14.The term used to describe the crystallinity of polymers. Degree of crystallinity结晶度15.The number of repeating units in the polymer materials.Degree of polymerization聚合度16.The amount of reinforcement in a composite material. Fiber loading 纤维载量17.V ariation in the molecular structure of the same composition. Isomers 异构体18.The point at which polymers act as glass or become viscous liquids. TG 玻璃化转变温度19. A property unique to polymers that incorporates two properties of viscosity and elasticity.另一种解释:A combination of viscous and elastic properties in a material with the relative contribution of each being dependent on time,temperature,stress and strain rate. Viscoelasticity 粘弹性20. Energy loss through heating in elastomers, which creates problems in applications such as cartires. Hysteresis滞后作用21.The time-dependent permanent deformation that occurs under stress. Creep 蠕变22.The decrease in stress after a given time at constant strain. Stress relaxation 应力松弛23.Attrction of molecules within an adhesive or substrate. Cohesion 内聚力24.Wood’s ability to char when burned. Ablation 烧蚀25.An indicator of a material’s resistance to the extension of a preexisting crack. Fracturetoughness 断裂韧性26.The additive can be selected to moderate the plastics that are used for aircraft storage compartments subject to fire。

北京化工大学 考研 化工材料学基础 第一讲 概论50页PPT

北京化工大学 考研 化工材料学基础 第一讲 概论50页PPT
北京化工大学 考研 化工材料 学基础 第一讲 概论
11、战争满足了,或曾经满足过人的 好斗的 本能, 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ,破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果, 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
13、遵守纪律的风气的培养,只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致,是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
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材料导论第十四章复合材料ppt课件

材料导论第十四章复合材料ppt课件
混凝土=水泥+砂+石
复合材料的种类
金属基
陶瓷基
按基体相分
聚合物基
水泥基
复 合 材
按增强相 的形态分
颗粒增强 纤维增强 晶须增强
碳纤维 玻璃纤维 有机纤维
复合纤维

编织物增强
按用途分
结构复合材料 承受载荷,作为承力结构使用
功能复合材料
电、磁、光、热、声、摩 擦、阻尼、化学分离性能
复合材料的特点
多相: 至少两相 复合效应:不仅保留了原组成材料的特色,而且
3、石墨/镁复合材料
这种材料密度低、线膨胀系数为零,尺寸的稳定性好,是金属基复合材料中具 有最高比强度和比弹性模量的复合材料。可在石墨纤维表面沉积TiB2,提高石 墨纤维的润湿性。
金属基复合材料
长纤维增强金属基复合材料
4、碳化硅/钛复合材料
碳化硅纤维比强度高、比模量高,高温强度高,耐热、耐氧化,与金属的反 应小,润湿性好。
主要应用于飞机发动机部件和涡轮叶片以及火箭发动机箱体材料。
5、氧化铝/铝复合材料
氧化铝纤维在氧化气氛中稳定,能在高温下保持其强度、刚度, 且硬度高,耐磨性好。这种复合材料具有高强度和高刚度,可用于 汽车发动机活塞和其他发动机零件。
金属基复合材料
1、氧化铝/铝复合材料
短纤维/晶须增强金属基复合材料 2、碳化硅/铝复合材料 3、氧化铝/镍复合材料
突出特点
性树脂基体—热塑性玻璃钢。
密度低:1.6~2.0g/cm3;
比强度高:较最高强度的合金钢还高3倍;
耐烧蚀
耐腐蚀
应用
航空航天工业:如雷达罩、机舱门、燃料箱、行李架和地板等。 火箭:发动机壳体、喷管。 汽车工业:如汽车车身、保险杠、车门、挡泥板、灯罩、内部装饰件等。 石油化工工业:如玻璃钢贮罐、容器、管道、洗涤器、冷却塔等

《北京化工大学讲座》课件

《北京化工大学讲座》课件
• 化工工程 • 化学工程与工艺 • 材料科学与工程 • 环境科学与工程 • 生物工程
研究生专业 介绍
• 化学工程与技术 • 材料学 • 生物化工 • 环境科学与工程
结束语
感谢大家聆听我们的讲座,希望这次分享能够让大家对北京化工大学有更深入的了解。欢迎大家前来了 解更多关于北京化工大学的信息。
感谢大家的聆听
简介北京化工大学
概述北京化工大学的历史、特点和学术实力。
讲座内容和特色,以及本科和研究生专业介绍。
化工行业介绍
简要介绍化工行业 的重要性和相关领 域。
北京化工大 学的发展历 程和特色
探索北京化工大学 的发展历程、学科 设置和教学特色。
本科专业介绍
《北京化工大学讲座》 PPT课件
北京化工大学讲座是一个了解该大学的绝佳机会。我们将介绍学校的发展历 程、专业设置和未来展望。欢迎加入我们的讲座,一起探索北京化工大学。
概述
讲座的目的是为了向大家介绍北京化工大学的重要性和意义。此外,我们还将简要介绍北京化工 大学的背景和现状。
讲座目的和意义
通过讲座,了解北京化工大学在化工行业的重要地位和影响。
非常感谢您参加我们的讲座,希望您有所收 获。
欢迎大家前来了解北京化工大学
如果您对北京化工大学感兴趣,欢迎您亲临 校园了解更多。

北京化工大学材料化学讲稿第1章

北京化工大学材料化学讲稿第1章

石器时代人类 开始用皮毛遮身 8000年前中国 开始用蚕丝做衣服
4500年前印度人
开始种植棉花
一百万年以前 , 人类开始用石头做工具, 进入旧石器时代。 大约一万年以前 ,人类开始对石头进行 加工制成精致的器皿或工具,人类进入 新 石器时代。
标志着人类使用材料 促进文明进步
陶器的出现是对精神文明的一
大约在 8000~9000 年前,人类还 处于新石器时代 ,已发明了用 粘土成型,再火烧固化而成为 陶器。
希腊在公元前3000年前,埃及在公元前2500年前,巴比仑在公元前19世纪中 叶,印度大约在公元前3000年已广泛使用青铜器。 公元前 2700年,中国已经使用青铜器,至今约 5000 年的历史,到商周 ( 公元 前 17世纪到公元前 3 世纪 )进入了鼎盛时期,如河南安阳出土的达 875kg的鼎、 湖北隋县的编钟、西安青铜车马都充分反映了当时中国冶金技术水平和制造 工艺的高超。
公元前13~14世纪前,人类已开始用铁,3000年前铁工具比青铜工具更为普 遍,人类开始进入了
铁器时代。
中国最早出土的人工冶铁制品约在公元前9世纪。到春秋(公元前770~476年) 末期,生铁技术有较大突破,遥遥领先于世界其他地区,如用生铁退火而
制成韧性铸铁及以生铁炼钢技术的发明,促进了中国生产力的大发展,对
大有机合成材料(树脂、纤维和橡胶)年产量逾亿吨。而且有机材料的性能不
断提高,附加值大幅度增加,特别是特种聚合物正向功能材料各个领域进 军,显示其巨大的潜力。
陶瓷本来用作建筑材料、容器或装饰品等。 由于其资源丰富、密度小、高模量、高硬度、耐腐蚀、膨胀系数小、耐高温、耐 磨等特点,到了20世纪中叶,通过合成及其他制备方法,做出各种类型的先进陶 瓷(如Si3N4、SiC、ZrO2等),成为近几十年来材料中非常活跃的研究领域,有人甚 至认为“新陶器时代’’即将到来。 由于其脆性问题难以解决,且价格过高,作为结构材料没有得到如钢铁或高分子 材料一样的广泛应用。

北京化工大学材料导论PPT

北京化工大学材料导论PPT

P93
Example; Gibbs phase rule of water
Number of phases
P93
• The construction of phase diagrams is based on the Gibbs phase rule, which is expressed in equation form as: P+F=C+2 • Where P is the number of phases in equilibrium; • F represents the variance or number of degrees of freedom (pressure, temperature, or composition) . • C is the number of components. • The number 2 stands for temperature and pressure.
from
interface Example:
Conditions (pressure and temperature
Water: made up of hydrogen and oxygen (same components) At triple point: coexist with indential compositions.
S
e.g. Carbon dioxide, in the solid phase (called dry ice) sublimates at atmospheric pressure.
Curve T-F is unusual in that it has a negative slope (slopes upward to the left).

北京化工大学材料专业材料分析第1-6章

北京化工大学材料专业材料分析第1-6章

材料的分类:
功能材料: 能源材料:电极材料,贮氢材料,光电转换材料 信息材料:半导体,光纤,电缆、 生物医用材料:人工关节,人造血管,人造器官 磁性材料:电机定子、转子材料,磁性存贮材料 环境材料:清除污染,可降解,环境友好材料 光学材料:透镜,黑体材料 催化材料、吸波材料、含能材料、智能材料
材料的分类
裂韧性 物理性能:
材料热学性能(热分析、膨胀分析等) 材料电学与磁学性能(电阻测量、热电势分析、磁性测量等) 材料光学性能(光学测量、折光率、光发射行为、光谱分析等) 材料其它物理性能(内耗分析、同位素分析、超声波探测、声 发射、 红外探测、流变性能测量、分子量及其分布测量等) 材料化学组成: 材料结构、缺陷、表面及界面: 材料的化学与电化学性能
第一篇 材料X射线衍射分析
第1章 X射线物理学基础 第2章 X射线衍射方向 第3章 X射线衍射强度 第4章 多晶体分析方法 第5章 物相分析及点阵参数精确测定 第6章 宏观残余应力的测定
第一章 X射线物理学基础
一. X射线本质 ➢ X射线本质 ➢ 电磁波谱图
二. X射线的产生及X射线谱 ➢ X射线的产生 ➢ 连续X射线谱 ➢ 标识X射线谱 ➢ X射线的透射系数和吸收系数
天然材料: 石材,木材,蚕丝,皮革
传统材料: 钢铁、水泥、陶瓷、玻璃、通用高分子材料 、纺织材料
先进材料: 航空材料、航天材料、核材料、电子信息材料、能源材料 非晶态材料、超导材料、纳米材料
3 材料研究方法的涵盖内容
力学性能: 强度-屈服强度、抗拉强度、抗压强度、弯曲与扭转强度、疲
劳寿命、硬度、弹性模量、磨损抗力、高温持久强度、蠕变极限 塑性-应变、断面收缩率、冲击韧性、断裂韧性、应力腐蚀断
1
cos2 2
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Minimum radii ratios for CNs
CN 3 4 6 8 (bcc) 12 (cph or fcc) r/R 0.155 0.225 0.414 0.732 1.0
2.2.5 Allotropy/Polymorphism
p75, last para.1
The change in structure from one crystal structure to another is irreversible
Two factors: the type of the atoms or ions involved (1) Type of bonding Valence electrons determine the type of bonding & number of bonds e.g.: C in group IV: 4 covalent bonds, CN=4 Cl in group VII, 1 covalent bond, CN=1
PF is not dependent on the radius of the spheres being packed if all the atoms are of the same size
The coordination number varies directly with the PF.
Why adding the impurities (the zinc atoms) to the copper atom produces such differences in the properties between the pure metal and the alloy? A: The addition of zinc has a great effect on the hardness, strength, ductility, and conductivity of the pure copper.
desirable properties
short-range-order materials
短程有序材料
p79
2.2.8 Crystal impurities
Impurities are purposely added to improve a material’s properties and/or reduce its cost.
2
2.2.7 Crystal Imperfections
晶体不完整性
long-range order
long-range-order materials
P79, para.3
Nothing is perfect
长程有序材料 have the structures in which the orderly arrangement of atoms extends throughout the entire material, forming a regular gridlike lattice or pattern.
Q2.8
p79
have the structures in which the order of atoms is limited to an atom’s nearest neighboring atoms. Examples: water, glass, polymers Amorphous materials have no regular atomic structure. Many materials that are amorphous in structure possess remarkable properties needed for some specific application.
Allotropy 同素异形(现象)
the change in structure is reversible, then the polymorphic change is known as allotropy.
1399-1538C 910-1399C
As the difference between r & R decreases, higher CNs are possible. e.g.: r/R=1, CN=12
Definitions of solution, phase, solvent, solutes, mixture, diffusion
p80, para 2
Definitions Phase and Mixture
Phase (相):
P80, para.2
Solution (溶液)
A homogeneous mixture of chemically distinct substances that forms a phase.
The ratio of the volume of atoms present in a crystal (unit cell) to the volume of the unit cell
p78
Void fraction (空隙率) [or void factor (空隙因数)]

void fraction (void factor):
Cooling curve for pure iron. (Allotropic behavior of pure iron)
Polymorphic materials and allotropic materials ● Allotropic materials同素异形材料 After changing to one structure, a material can reverse the phenomenon and return to its previous structure. > ¼ of the elements, such as steel
laboratory conditions
crystal imperfections Impurity atoms Disorder of the crystal structure
The lack of perfection in the microstructure of materials imperfections in the crystalline arrangement of atoms
The difference between the PF and unity (1), i.e.: the fraction of void (unoccupied or empty) space in the unit cell. the void factor for fcc: PF=0.74, 1-0.74=0.26 sc PF 0.52 0.48 Void factor bcc 0.68 0.32 fcc 0.74 0.26 cph 0.74 0.26
Module Module 2 2
Nature Nature and and Structure Structure of of Materials Materials
2.2.5 Allotropy/Polymorphism 2.2.6 Volume Changes and Packing Factor 2.2.7 Crystal Imperfections 2.2.11 Crystal Defects 2.2.8 Crystal Impurities 2.2.9 Substitutional Solid Solutions 2.2.10 Interstitial Solid Solutions
A physically distinct material that has its own structure, composition, or both. p87 Mixture (混合物): A material that has no fixed composition and contains more than one phase. The components (substances) keep their individual identities

p78
Polymorphic materials多形态材料
A material does not possess this reverse phenomenon.
bcc Iron will contract in volume as it is heated above 910ºC fcc
Atomic Packing Factor (APF)原子堆砌密度
Module Module 2 2
p73, last para.1
p73, last para.1
2.2.4 Coordination Number (CN) (配位数)
The coordination number is the number of neighboring atoms that each atom has immediately surrounding it.
2.2.6 Volume changes and packing factor (PF)
Every change in atomic structure brings changes in properties of the solid, such as volume. Density= mass/volume, unit: kg/m3 or g/cm3. Density stays constant provided a substance is nonallotropic.
How the size of atoms will change during ionization?
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