新材料概论
新材料概论——碳纳米管
新材料概论——碳纳米管碳纳米管是一种由碳原子组成的纳米材料，具有特殊的结构和优异的性能，被认为是未来材料科学发展的重要方向之一、本文将从碳纳米管的定义、制备方法、结构特点和应用领域等方面进行阐述。
首先，碳纳米管是由碳原子按照特定的方式排列而成的管状结构。
它们的直径通常在纳米尺度范围内，但长度可达数微米至数厘米。
碳纳米管可以分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）两种形式。
单壁碳纳米管具有单层碳原子构成的管状结构，而多壁碳纳米管由多个同心层组成，每层之间有适当的间隙。
制备碳纳米管的方法有很多种，包括化学气相沉积、物理气相沉积、电化学剥离等。
其中，化学气相沉积是最常用的方法之一、该方法在惰性气氛中将碳源分解并沉积在金属催化剂上，从而形成碳纳米管。
此外，还可以利用电弧放电、化学还原剥离等方法获得碳纳米管。
碳纳米管的结构特点使其具有许多独特的性能。
首先，碳纳米管具有优异的导电性能，其导电能力可媲美铜和银等传统导电材料。
其次，碳纳米管具有优异的机械性能，具有很高的抗拉强度和模量。
此外，碳纳米管还具有优异的光学性质和热导性能，具有良好的化学稳定性和抗辐射性能。
碳纳米管的应用领域非常广泛。
在电子器件方面，碳纳米管可以用于制备纳米晶体管和纳米电极，可用于高分辨率显示器、柔性电子器件和高性能电池等。
在能源领域，碳纳米管也可以用于制备锂离子电池和超级电容器，以提高能源存储和转换效率。
此外，碳纳米管还可以用于传感器、生物医药、纳米催化剂等领域。
总之，碳纳米管作为一种新型材料，具有独特的结构和优异的性能，在材料科学领域具有广阔的应用前景。
随着制备技术的不断改进和研究的深入，碳纳米管的应用范围将进一步扩大，为各个领域的科技发展和实际应用带来更多的可能性。
新能源材料与器件概论 教学大纲
新能源材料与器件概论一、课程说明课程编号：050302X10课程名称：新能源材料与器件概论/The Introduction of New Energy Materials and Devices课程类别：专业教育课程学时/学分：32学时/2学分先修课程：大学物理、无机化学适用专业：新能源材料与器件教材、教学参考书：1.陈军主编.新能源材料.北京：化学工业出版社.2003 年；2.托马斯B.雷迪(Thomas B.Reddy) (编者). 汪继强(译）.电池手册. 北京：化学工业出版社.2013年；3.李景虹编著.先进电池材料. 北京：化学工业出版社.2004年；4.朱继平主编.新能源材料技术. 北京：化学工业出版社第1版.2015年；5.陆天虹主编.能源电化学. 北京：化学工业出版社.2014年；6.义夫正树主编.锂离子电池:科学与技术. 北京：化学工业出版社.2015年。
二、课程设置的目的意义新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键能源和材料是社会发展的物质基础。
新能源、新材料已列入国家战略性新兴产业。
新能源开发和有效利用的关键之一是与其相应的材料及器件。
新能源材料与器件涉及到材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉等相对复杂的高技术，这方面的高技术人才相对缺乏。
《新能源材料与器件导论》是一门理论和实践性都较强的课程。
通过该课程的学习，使学生能够系统的掌握新能源（二次电池、热能、氢能、太阳能、燃料电池等）材料及器件基本理论、基本知识和工程技术技能，掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法及各种新材料在能源转换中的应用，存在的问题，了解新能源材料科学的发展方向。
三、课程的基本要求知识要求：通过本课程的学习, 使学生们学习和掌握目前新能源的种类及其能量利用形式, 学习和掌握各种新能源利用过程中所涉及的能量转换过程，学习和掌握新能源利用中的关键材料及其器件制造方法。
新能源材料概论课程教学改革与实践初探
新能源材料概论课程教学改革与实践初探作者：林本才，张帅，刘振来源：《教育教学论坛》 2016年第9期林本才，张帅，刘振（常州大学材料科学与工程学院，江苏常州213164）摘要：新能源材料概论课一门信息量大、内容丰富、注重学科前沿的专业选修课，本课程的设置不仅有助于学生明确作为该专业学生应具有的知识、能力和素质结构，还能激发学生对专业的归属感和学习兴趣。
本文主要结合笔者自身的教学经历，介绍本课程在教学内容、教学方法和考核方式三方面所做的一些改革与实践。
关键词：新能源材料；概论课；教学改革与实践中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0026-02基金项目：本文为江苏省高等教育教学改革研究课题（编号：2013JSJG106）和常州大学教研课题重点项目（编号：GJY2014011、GJY2013003、GJY2013006、GJY12020020）的部分研究成果作者简介：林本才（1984-），男，汉族，博士，常州大学材料科学与工程学院讲师，研究方向：新能源材料及器件；张帅（1981-），男，常州大学材料科学与工程学院讲师，研究方向：敏化太阳能电池及光催化；刘振（1986-），男，常州大学材料科学与工程学院讲师，研究方向：锂离子电池。
一、前言目前，世界能源的消耗主要来自于煤、石油、天然气等化石能源，一方面化石能源的使用造成了严重的环境污染，另一方面化石能源属于非可再生能源，过度使用化石能源使得人类正面临着能源短缺、甚至能源枯竭的现状。
发展应用新能源是解决环境污染和能源短缺问题的关键。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式，目前正在积极开发、应用的新能源主要包括太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能、氢能和核能等。
相对于传统能源，新能源具有储量大、可再生、污染少等特点，因此也常被称为可再生能源或清洁能源。
新能源材料是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键，新能源产业的发展离不开新材料的开发和应用。
5 超导材料-新材料概论
一、理论基础
1、二流体模型
（1）超导体的热力学性质 超导体由常态转变为超导态时 熵减小
样品发生了一定的有序化
比热容发生了突变，电子热容发生了 △C的变化
（2）二流体模型：
21
形成某种额外的电子有序
包括以下三个假设：
第二节 超导电性的理论基础和微观机制
(a)超导体超导态时，传导电子分为两部分，一部分叫常导电子，另一部分叫超 流电子，两种电子占据同一体积，彼此独立运动，在空间上互相渗透； (b)常导电子的导电规律和常规导体一样，受晶格振动而散射，因而产生电阻， 对热力学熵有贡献。
电阻率ρ与温度T的关系
1－纯金属晶体
7
2－含杂质和缺陷的金属晶体 3－超导体
如果将这种导线做成闭合电路，电 流就可以永无休止地流动下去。确实也 有人做了：将一个铅环冷却到7.25K以下， 用磁铁在铅环中感应出几百安培的电流， 从1954年3月16日直到1956年9月5日， 铅环中的电流不停流动，数值也没有变 化。
(c)超流电子处于某种凝聚状态，即凝聚到某一低能态，所以超导态是比正常态
更加有序的状态。超导中的电子不受晶格散射，又因为超导态是低能量状态，所 以超流电子对熵没有贡献。
22
第二节 超导电性的理论基础和微观机制 2、伦敦方程
1935年，伦敦兄弟提出：
伦敦第一方程：
稳态时，超导体内的电场强度 为零（零电阻效应）
超导之父昂纳斯
4
第一节 超导现象及超导材料的基本性质
一、超导体的基本物理现象
1、完全导电性（零电阻效应）
临界温度 TC是物质常数，同一种材料在相同条件下，TC有严格的确定 值。
5
汞的电阻与温度关系
Hg的同位素效应
新材料概论总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言随着科技的飞速发展，新材料在各个领域中的应用越来越广泛。
新材料不仅具有优异的性能，而且在推动传统产业升级、培育新兴产业等方面发挥着重要作用。
本报告将从新材料的定义、分类、特点以及应用等方面进行总结，以期为我国新材料产业的发展提供参考。
二、新材料的定义新材料是指具有新结构、新性能、新工艺或新应用的材料。
与传统材料相比，新材料在性能、应用领域和制备方法等方面具有显著优势。
新材料是人类社会发展的重要物质基础，对于提高国家竞争力、保障国家安全具有重要意义。
三、新材料的分类1. 根据材料来源分类（1）天然材料：如木材、石材、动物皮革等。
（2）人工材料：如钢铁、陶瓷、合成纤维、复合材料等。
2. 根据化学组成分类（1）金属材料：如铝、铜、钛、镁等。
（2）无机非金属材料：如陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等。
（3）高分子材料：如塑料、橡胶、纤维等。
（4）复合材料：如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、金属基复合材料等。
3. 根据用途分类（1）结构材料：如钢铁、铝合金、水泥、混凝土等。
（2）功能材料：如半导体材料、磁性材料、光学材料、生物材料等。
四、新材料的特性1. 优异的性能：新材料在强度、硬度、耐腐蚀性、导电性、导热性、磁性等方面具有显著优势。
2. 新的制备工艺：新材料的制备工艺通常具有高效、环保、节能等特点。
3. 广泛的应用领域：新材料在航空航天、电子信息、交通运输、建筑、医疗等领域具有广泛应用。
4. 高附加值：新材料具有较高的技术含量和附加值。
五、新材料的制备与应用1. 新材料的制备（1）传统的制备方法：如熔炼、烧结、热处理等。
（2）新兴的制备方法：如纳米制备、薄膜制备、生物制备等。
2. 新材料的应用（1）航空航天：如碳纤维复合材料、高温合金等。
（2）电子信息：如半导体材料、光学材料等。
（3）交通运输：如轻质高强铝合金、碳纤维复合材料等。
（4）建筑：如高性能混凝土、节能玻璃等。
（5）医疗：如生物医用材料、纳米药物载体等。
新材料概论
1.1新型材料与高新技术
• 众所周知，材料、能源与信息技术是现代 文明的三大经济支柱，而能源在一定程度 上又依赖于材料的进步。因此材料与材料 科学被大多数国家列为重点发展学科之一， 材料的质量、数量和品种又成为衡量一个 国家科学技术、国民经济水平和国防力量 的重要标志之一。
1.1.1 何为新型材料？
• 材料科学的四要素之间有很强的依赖关系。 相辅相成而又是不可分割的。工程技术的 发展促进了材料科学的深入，而材料科学 的新发现又推动材料制备技术的发展。 • 考虑到四要素中的材料“成分”和“组织 结构”不能等同，因此应该把它们区分开 来，则材料科学与工程的组成由四面体变 成如下图所示的六面体。
Hale Waihona Puke • 1.3.2 材料的结构、成分、性能与应用之间的关系 • 材料的化学成分对其强韧化的影响又直接作用和 间接作用，且以间接作用为主。一般而言，材料 的组成元素与其含量的改变对材料的强硬化作用 是通过材料结构的改变来实现的。所以材料的化 学成分或化学组成是其结构的主要决定因素之一。
• 4.非晶材料日益受到重视
• 由于非晶材料具有合金化程度高、高强度、耐磨、 耐腐蚀、良好的磁学性能等，从而具有良好的开 发前景。
• 5.功能材料迅速发展---多功能集成化、智能 化、材料和器件一体化 • 6.特殊条件下应用的材料
• 在低温、高温、高真空以及辐射条件下，材料的 结构和组织将会改变，并由此引起性能变化，研 究这些变化规律，将有利于创制和改善材料。
• 4.可再生性 • 5.节省能源、 • 6.长寿命
• 1.4.2 新型材料的发展趋势
• 进入21世纪，新型材料的发展趋势有下列几方面。
• 1.继续重视高性能的新型金属结构材料
化工新材料概论课后习题
目录第一章绪论—————————————————1 第二章通用塑料与工程塑料——————————1 第三章聚烯烃材料及其改性——————————1 第四章聚合物基复合材料———————————2 第六章功能高分子材料————————————2 第七章医用高分子——————————————3 第八章有机硅材料——————————————4 第九章有机氟材料——————————————4 第十章纤维及特种纤维————————————5 第十一章新型涂料———————————————6 第十三章绿色高分子材料————————————6 第十五章纳米材料及其应用———————————7 第十六章新型无机陶瓷材料———————————8 第十八章膜材料及其应用————————————8 第十九章催化材料及其应用———————————9 第二十章清洁能源新材料————————————10第一章绪论1-1、什么是化工新材料？化工新材料是指通过化学合成的手段或化工过程生产的新材料，以及部分以化学合成的化工新材料为基础通过二次加工生产的复合材料。
1-2、化工新材料的特点？性能优异技术壁垒高产品附加值高行业景气周期长技术含量高1-3、高分子材料的性质特点？质量轻比强度高弹性好绝缘性好耐磨性好耐腐蚀性优良耐水性耐湿性好1-4、高分子材料在化工防腐中有哪些应用？在一定温度范围内，高分子材料耐无机酸，碱，盐介质的腐蚀性优于金属及其合金材料，有力地保护设备和厂房免遭腐蚀，大大降低了因腐蚀造成的经济损失。
可用于化工防腐的高分子材料包括：聚四氟乙烯，超高分子量聚乙烯，尼龙，环氧树脂，不饱和聚酯树脂，酚醛树脂等第二章通用塑料与工程塑料2-1、与金属相比，塑料具有哪些优点？质轻电绝缘性能好绝热性好摩擦系数范围宽耐化学腐蚀容易加工成型性能可调范围宽具有优良的吸震性抗冲击性抗疲劳性及消声性能2-2、热塑性塑料和热固性塑料的区别？1，热塑性塑料成型后再加热可重新软化加工而化学组成不变，可重复循环反复成型 2，热固性塑料由单体直接形成网状聚合物或通过交联反应而形成，受热后不能再恢复到可塑状态，即成型后不能再通过加热方法使其重新软化加工2-3、通过塑料，工程塑料和特种塑料的区别与联系？2-4、ABS组成与性能特点？ABS树脂是丙烯腈，丁二烯，苯乙烯三种单体聚合的产物，最常见的比例是A：B：S=20：30：50ABS适合注塑和挤压加工，色彩醒目，耐热，坚固，外表可镀铬镍等金属薄膜，可制作琴键，按钮，刀架，电视机外壳，伞柄，周转箱等2-5、通用塑料有哪五大品种？聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯 ABS2-6、通用工程塑料的代表性产品？聚酰胺聚碳酸酯聚甲醛聚苯醚聚酯2-7、热塑性塑料和热固性塑料的主要成型方法？（1）挤出成型（2）注射成型（3）压延成型（4）吹塑成型（5）压制成型（6）发泡成型（7）模压成型 {热固----〉压缩成型或注射成型}第三章聚烯烃材料及其改性3-1、聚烯烃材料有哪些种类？（1）聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物（2）聚丙烯和一些丙烯共聚物（3）α --烯烃以及环烯烃聚合物（4）一些聚乙烯弹性体3-2、聚烯烃材料的性质特点？相对密度小良好的耐化学药品与耐水性较好的机械强度出色的电绝缘性3-3、简述UHMWPE的分子结构特点？是一种线形结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，相对分子质量可达150~400万，耐低温性能优异，优异的生理惰性，纤维强度高3-4、简述α --聚烯烃化学结构通式3-5、为什么要进行聚烯烃改性？改性后，可大幅度地改善聚烯烃综合性能，提高他与其他材料之间的相容性和结合力。
材料学概论1-绪论
材料是人类文明 发展的物质基础
内容：学习材料学的基本知识。主要涉及 到各种材料的组成、结构、性能、应用以 及它们之间的关系。 目的：材料类专业的入门课及专业基础课 之一。了解材料的基本知识，逐步扩大材 料的专业知识面，培养分析和解决有关材 料问题的初步能力。
第一章 绪论
1. 材料的定义与分类 2. 材料的地位和作用 3. 材料学的形成和发展
晶体管小到用 电子显微镜都 难以观察！
第三代半导体材料－宽禁带半导体
SiC, GaN, ZnO 等，半导体是一种宽禁带半导体材 料，是继第一代半导体材料硅（Si）和第二代半导 体材料砷化镓（GaAs）后，发展起来的第三代半导 体材料。 在高技术中，尤其是军用和光电子 领域有优势，可以应用于： 1）高温器件
2）高功率器件
3）高频高速 4）发光与激光
SiC与Si使用范围比较
击穿电压
SiC
电子漂移速度
Si
导热率
使用温度
(使用温度>500 º C)
SiC研究和应用现状
高质量大尺寸的 SiC 晶体几乎被美国 Cree公司垄断。我国生产器件用的SiC 晶体全部依赖进口。 2英寸晶片售价为：500－800美元/片
1927~1937 1937~1966 1966~1975 1975~现在
采矿工程与冶金
采矿与冶金 冶金 冶金与材料科学 材料科学与工程
3.3 材料科学的内容
材料科学的内容可以用一个四面体来表示，也就 是材料科学是研究一种材料的成分（结构）、合
成（工艺）、性质与效能及它们之间的关系。
效能(performance)
2010
2020
在发动机上叶片材料应用的年份
合金晶粒结构的变化（约1970年代）
新材料概论答案
1. 简述什么是材料及其在生产生活中的重要意义。
可为人类社会接受的、经济地制造有用物品的自然界物质。
广义：“物品”包括食品、衣物和器件，狭义：“物品”仅包括器件；意义：我们的衣食住行的必备条件，人类一切生活和生产活动的物质基础，先于人类存在，并且与人类的出现和进化有着密切的联系。
2. 简述材料与原料以及物质的关系。
原料一般不是为获得产品，而是生产材料，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。
材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。
材料总是和一定的用途相联系，可由一种或若干种物质构成。
同一种物质，由于制备方法或加工方法不同，可成为用途迥异的不同类型和性质的材料。
3.简述传统材料与新型材料的关系。
传统材料：指已经成熟且在工业中批量生产并大量应用的材料，如钢铁、水泥、塑料等。
由于其量大、产值高、涉及面广泛，又是很多支柱产业的基础，又称为基础材料。
新型材料：正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。
新型材料与传统材料之间并没有明显的界限，传统材料通过采用新技术，提高技术含量，提高性能，大幅度增加附加值而成为新型材料；新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。
传统材料是发展新材料和高技术的基础，而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。
4.材料科学与工程研究的主要内容是什么。
研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用效能以及它们之间的关系。
5. 什么是金属材料，其基本特点有哪些。
以金属元素为主而构成的并具有一般金属特性的材料，包括纯金属和合金。
固体状态下具有晶体结构，具有独特的金属光泽且不透明，导电导热性良好，有延展性。
6. 什么是无机非金属材料，其基本特点有哪些。
无机非金属材料：以金属元素或非金属元素的化合物或非金属元素单质为组元，原子与原子之间通过离子键和共价键而键合。
主要有凝胶材料（玻璃、陶瓷、水泥），传统材料（混凝土、氧化物），新型材料（氧化、非氧化物陶瓷、复合陶瓷）。
第1章新材料概论
无机非金属材料即陶瓷材料，多是由兼有离子键和共价 键的结晶体构成的，具有质地脆、硬度高、强度高、抗 化学腐蚀性强、对电和热的绝缘性良好等特点。陶瓷材 料发展很快，其成分已由以硅酸盐为主发展为不含硅酸 盐的新型陶瓷材料。作为区别，欧美各国将硅酸盐材料 称为“陶瓷”，而将新型无机材料称为“新型陶瓷”或 “精细陶瓷”。
结构材料是以力学性能为基础，制造受力构件所用的 一类材料，即利用材料的力学性能，所制备的各类器 件或构件是为了承受各种形式的载荷。
陶瓷轴承
功能材料，即利用物质的独特物理和化学性质或生 物功能，如声、光、电、磁、热及化学反应特征。
软磁铁氧体
光学元件
3、从发展观点区分 可分为传统材料和新型材料。
但是，新材料和新材料技术能够切实充分发挥推 动社会和科技进步的作用，就不仅仅是材料科技工作 者所能完成的，开发和使用材料的能力是衡量社会技 术水平和未来技术发展的尺度。
开发新材料是材料科技工作者的任务，但仅仅研 制出具有优异性能的材料还远远不够，只有当新材料 被广泛应用，才能真正发挥其应有的作用。
第一章 材料科学与工程综论
1.1 材料及其分类
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器 或其它产品的那些物质。
材料的分类方法
1、物理化学属性：金属材料、无机非金属材料、 有机高分子材料和复合材料。
金属原子间以金属键结合，由于金属键无方向性，因而 金属材料具有良好的延展性、导热性、导电性并具有金 属光泽等特点，此外，金属材料资源丰富，生产工艺成 熟，工艺性能好，价格便宜，因此按使用重量
综观人类发现材料和利用材料的历史， 每一种重要材料的发现和广泛利用，都会 把人类支配和改造自然的能力提高到一个 新水平，给社会生产力和人类生活水平带 来巨大变化，把人类的物质文明和精神文 明向前推进一步。
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第1章材料概论1.材料的定义:材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的那些物质。
2.材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。
如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。
3.材料的分类根据材料的来源分类:天然材料,人工材料(钢铁材料，陶瓷材料，合成纤维，复合材等）材料按化学组成（或基本组成）分类:①金属材料②无机非金属材料（以某些元素的氧化物、碳化物、氢化物、卤素化合物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
）如：陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料③高分子材料（聚合物）④复合材料（是由两种或两种以上化学本质不同的材料组合在一起，使之互补性能优势，从而制成的一类新型材料。
一种组成为基体，其粘结作用，另一种或几种为增强体或功能组元，起增加强度或功能的作用。
）按基体材料分类: 金属基复合材料，陶瓷基复合材料，水泥、混凝土基复合材料，塑料基复合材料，橡胶基复合材料等。
按增强剂形状分类：粒子、纤维及层状复合材料。
材料按用途来分类：结构材料（以力学性能为基础，制造受力构件所用材料。
），功能材料（主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。
）一种材料往往既是结构材料又是功能材料，如铁、铜、铝等。
结构材料对物理或化学性能也有一定要求，如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。
材料按结晶状态分类：单晶材料（由一个比较完整的晶粒构成的材料，如单晶纤维、单晶硅；）多晶材料（由许多晶粒组成的材料，其性能与晶粒大小、晶界的性质有密切的关系。
）非晶态材料（由原子或分子排列无明显规律的固体材料，如玻璃、高分子材料。
）准晶材料（指准周期性晶体材料的简称，准晶仍然是晶体，准晶中的原子分布有严格的位置序，但位置序无周期性，即没有周期性平移对称关系。
）材料按使用领域分类：根据材料服役的技术领域可分为信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等。
其他常见的分类方法：传统材料（基础材料）如钢铁、水泥、塑料等。
新型材料(先进材料) 4.新材料一般具有以下特点：（1）具有一些优异性能或特定功能如：超高强度、超高硬度、超塑性等力学性能，超导性、磁致伸缩、能量转化、形状记忆等特殊物理或化学性能（2）新材料的发展与材料科学理论比传统材料更为密切（3）新材料的制备和生产往往与新技术、新工艺紧密相关（4）更新换代快，样式多变5.所有材料的宏观性能都是由其化学组成和内部组织结构决定。
6.组元（或称组分）是组成材料最基本的、能够独立存在的物质。
组元可以是元素（金属材料），也可以是稳定的化合物（陶瓷材料，高分子材料）。
7.相是材料中具有化学成分相同并且结构和性质相同的均匀连续部分。
相与相之间有明显的界面8.材料的组织：材料内部的微观形貌。
一般分为微观组织与宏观组织。
9.材料中的化学键合：一次键——结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。
二次键——结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。
10.离子键：金属和非金属原子分别形成正离子与负离子，正、负离子间相互吸引特点：饱和性和无定向性。
离子键的键能高，结合力很大。
材料的性能表现为硬度高、强度大、热膨胀系数小，常温下导电性差11.共价键：共价结合时由于电子对之间的强烈排斥力，使共价键具有明显的饱和性和方向性，不允许改变原子间的相对位置，所以材料不具塑性且比较坚硬，像金刚石就是世界上最坚硬的物质之一。
共价键晶体具有很高的熔点和硬度，但延展性和导电性差。
12.金属键：没有方向性，因而金属具有良好的塑性。
金属正离子被另一种金属的正离子取代时也不会破坏结合键，这种金属之间的溶解(称固溶) 能力也是金属的重要特性。
金属导电性、导热性以及金属晶体中原子的密集排列等，都直接起因于金属键结合。
金属对光的非透明性和金属表面的高反射性。
13.范德瓦耳斯键，氢键：是靠原子(或分子)的偶极吸引力结合的，只是氢键中氢原子起了关键作用，结合力比范德瓦耳斯键强14.材料的力学性能：主要是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能15.力学性能指标: 弹性、刚度、塑性、韧性、强度、硬度、疲劳强度等。
16.材料的强度：材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
1)屈服强度σs/条件屈服强度σ0.02:代表材料开始明显塑性变形的抗力.（σ0.2条件屈服强度：中高碳钢等无屈服点）σs=Ps/Fo （Ps试样屈服时的载荷( N )，Fo 试样原始横截面积( mm2)）2)抗拉强度σb：代表材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值。
σb=Pb/Fo （Pb试样断裂前的最大载荷(N)3)疲劳强度σ-1 （疲劳极限σ-1 ）：材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最高应力值。
条件疲劳极限：经受107应力循环而不致断裂的最大应力值。
17.疲劳现象：承受载荷的大小和方向随时间作周期性变化。
在交变应力作用下，往往在远小于强度极限，甚至小于屈服极限的应力下发生断裂。
80%的断裂由疲劳造成。
18.塑性：材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。
（延伸率，断面收缩率，越大，塑性愈好）19.刚度：材料在受力时，抵抗弹性变形的能力20.弹性：材料不产生塑性变形的情况下，所能承受的最大应力21.硬度：抵抗外物压入的能力：布氏硬度HB，洛氏硬度HR，维氏硬度22.冲击韧性：材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
23.断裂韧性：是材料的一种固有特性，与裂纹本身的大小、形状、外加应力等无关，而与材料本身的成分、热处理及加工工艺有关。
（表明了材料有裂纹存在时抵抗脆性断裂的能力。
）24.材料科学与工程是研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用效能以及它们之间的关系。
因而把组成与结构（composition-structure ）、合成与生产过程（synthesis-processing ）、性质（properties ）及使用效能（performance ）称之为材料科学与工程的四个基本要素（basic elements ）。
把四要素连结在一起，便形成一个四面体（tetrahedron ）25.材料科学与工程内涵：材料科学与工程就是研究有关材料组成，结构，制备工艺流程与材料性能和用途的关系的知识产生及其运用。
第2章 高性能结构材料1. 超级钢： 钢铁是钢和铸铁的总称，它们是铁元素和碳元素（以及其它元素）形成的合金。
2. 通常按有无共晶转变来区分碳钢和铸铁，即无共晶转变的为碳钢，有共晶转变的为铸铁3. 超级刚的主要特征：超细晶粒组织，高净洁度，高均匀性4. 与传统材料相比，超碳钢满足的条件：有更高的性能价格比;良好的强韧性;低能源、资源消耗，便于回收利用。
5. 超级钢生产中的关键技术：1）高洁净度技术：不纯和夹杂有害，往往造成脆性。
钢的强度越大，要求越高2）高均匀性技术：尽可能减少钢在凝固过程中的偏析和争取获得全等轴的晶粒。
3）超细晶技术：金属材料的强化方式：固溶强化、析出强化、位错强化和晶粒强化等。
晶粒细化强化是唯一能够同时提高强度和韧性的有效方法。
6.超级刚的应用:（1）应用于汽车制造业。
可以减轻车身自重，减少油耗。
汽车的零部件：底盘发动机前置横梁，卡车纵梁（2）应用于建筑业：超级刚替代传统II 级钢筋有良好应用前景。
如国家大剧院，金茂大厦，广州西塔，鸟巢。
（3）应用于其他行业：造船、桥梁、容器等7.铝合金的应用① Al-Si 系铸造铝合金 ：用于制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。
② Al-Cu 系铸造铝合金：用于制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。
③ Al-Mg 系铸造铝合金：用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。
④ Al-Zn 系铸造铝合金：用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。
性质合成/制备 结构/成份 性能⑤航空航天铝合金：具有高比强度、高比模量、良好的断裂韧性及抗疲劳、耐腐蚀的先进铝合金是航空工业中的主要结构材料。
8. 航空航天铝合金主要指：导弹武器，军用飞机，民用飞机，航天器，运载火箭9.钛合金按其成分和室温下的组织分为三类：1)α-钛合金：显微组织是α相，含有α相稳定元素及一些中性强化元素。
主要元素是铝、锆、锡等。
典型合金有Ti-8Al-1Mo-1V。
2)α+β钛合金：显微组织是α+β相，含有较多的α相稳定元素和β相稳定元素。
3)β钛合金和近β钛合金：含有大量的β相稳定元素，多数还含有铝、锆、锡等。
室温强度可达到α+β钛合金水平，但具有更佳的工艺性能，高温强度比不上α+β合金。
近β钛合金的显微组织是α+β相，α强化相分布在β相基体上。
10.钛合金的应用：（1）航天工业：（有较高的冲击强度，耐高压抗震动）用于导弹、运载火箭和卫星中的高压气瓶、高强螺栓、通讯卫星的承力筒锥和姿控发动机喷注器，气象卫星的支撑架，火箭发动机的燃料导管等，以及低温液态燃料箱等。
（2）航空工业：由于耐高温和高比强，在航空发动机的高压压气机上应用，大幅度提高推重比。
（3）舰艇:钛合金比强度高、无磁和耐海水腐蚀等特点，减轻舰艇质量、增加下潜深度、提高安全性和延长寿命（4）兵器:用于喷火器、防弹衣、反坦克,导弹等，轻型战车、轻型坦克,轻型火炮。
（5）轻型耐蚀结构材料、功能材料和生物医学材料（6）植入材料：有形状记忆和超弹性双重功能，在脊椎校正、断骨固定等有特殊的应用（7）首饰：表面颜色变化，表面氧化膜厚薄决定颜色变化(由光的折射原理造成)，不需要外加元素，致色氧化膜坚硬，不退色，硬度高和结合力强。
（8）日用品（质轻、强度高、易氧化着色）:钛自行车,钛手表。
11.高温钛合金应用：(可在400℃以上长期工作的钛合金）主要用于航空发动机的压气机盘和叶片等，用它代替部分钢，可使发动机减重，提高推重比。
12.高温钛合金的制备方法：快速凝固/粉末冶金技术13.高温合金：一般指在600℃以上承受一定应力条件下工作的合金材料。
它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久性能以及良好的抗疲劳性能。
14.高温合金应用：是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰艇和工业燃气轮机的关键热端部件材料（如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、燃烧室和机匣等），也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。
15.单晶高温合金是航空最佳材料（发动机叶片）原因：①结晶方向平行于零件的主应力轴的柱状晶，基本消除了垂直于应力轴的横向晶界，提高了蠕变寿命和塑性，改善零件的抗热冲击性能②有良好的中高温蠕变断裂强度和塑形，具有比合晶高5倍的热疲劳性能，机械疲劳，抗氧化及抗蠕变性能，提高了合金工作稳定50-100℃③在单晶高温合金加入合理的元素使合金的持久性能和抗环境性能提高。
16. 金属间化合物的定义：金属间化合物是由两种或两种以上金属元素结合而成的化合物，不过现在所讲的金属间化合物范围往往不限于金属元素，一部分构成元素可以是非金属元素。