文档介绍：《机械工程材料》辅导资料一
主题:第0章绪论
学****时间:2013年9月30日-10月6日
内容:
这周我们将学****本课程课件的第0章,即绪论部分,希望通过下面内容的总结能使同学们加深对本课程的理解。
一、学****要求
、材料科学的基本概念;
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、性质和学****要求;
。
二、主要内容
(一)材料与材料科学的发展历史
材料是用来制作有用器件的物质,是人类生产和生活所必需的物质基础。从日常生活用的器具到高技术产品,从简单的手工工具到复杂的航天器、机器人,都是用各种材料制作而成或由其加工的零件组装而成。纵观人类历史,每当一种新材料出现并得以利用,都会给社会生产与人类生活带来巨大的变化。
历史学家按照人类所使用材料的种类将人类历史划分为石器时代、青铜器时代、铁器时代。材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标志之一。例如,没有半导体材料的工业化生产,就不可能有目前的计算机技术;没有高温高强度的结构材料,就不可能有今天的航空航天工业;没有光导纤维,也就没有现代的光纤通讯。20世纪70年代,人们把材料与能源、信息并列,称为现代文明的三大支柱,而材料又是后两者的基础。
中华民族在人类历史上为材料的发展和应用做出过重大贡献。
1. 早在公元前6000年至公元前5000年的新石器时代,中华民族的先人就能用黏土烧制陶器,到东汉时期又出现了瓷器,并流传海外。
2. 4000年前的夏朝时期,我们的祖先已经能够炼铜,到殷、商时期,我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎质量达875千克,且饰纹优美。从湖北江陵楚墓中发掘出的两把越王勾践的宝剑,至今锋利异常,是我国青铜器的杰作。
3. 我国从春秋战国时期便开始大量使用铁器,明朝科学家宋应星在其所著《天工开物》一书中就记载了古代的渗碳热处理工艺。这说明早在欧洲工业革命之前,我国在金属材料及热处理方面就已经有了较高的成就。
4. 中华人民共和国成立后,我国先后建起了鞍山、攀枝花、宝钢等大型钢铁基地,,成为世界上钢产量大国之一。***、氢弹的爆炸,卫星、飞船的上天等都说明了我国在材料的开发、研究及应用等方面有了飞跃性的发展,达到了一定的水平。
从简单地利用天然材料、冶铜炼铁到使用热处理工艺,人类对材料的认识是逐步深入的。18世纪欧洲工业革命后,人们对材料的质量和数量的要求越来越高,促进了材料科学的进一步发展。
1. 1863年,光学显微镜首次应用于金属研究,诞生了金相学,使人们步入了材料的微观世界,能够将材料的宏观性能与微观组织联系起来,标志着材料研究从经验走向科学。
2. 1912年发现了X射线对晶体的作用并在随后用于晶体衍射分析,使人们对固体材料微观结构的认识从最初的假想到科学的现实。
3. 19世纪末,晶体的230种空间群被确定,至此人们已经可以完全用数学的方法来描述晶体的几何特征。
4. 1932年发明了电子显微镜,把人们带到了微观世界的更深层次。
5. 1934年位错理论的提出,解决了晶体理论计算强度与实验测得的实际强度之间存在巨大差别的问题,对于人们认识材料的力学性能及设计高强度材料具有划时代的意义。
一些与材料有关的基础学科的发展,有力地促进了材料研究的深化。
(二)材料与材料科学的基本概念
1. 材料:用来制作有用器件的物质,是人类生产和生活所必需的物质基础。是现代文明的三大支柱(材料、能源及信息)之一。
2. 材料科学:以材料为研究对象的一门科学。它以凝聚态物理和物理化学、晶体学为理论基础,结合冶金、机械、化工等领域的研究成果,探讨材料的成分、工艺、组织结构及性能之间的内在规律,并联系具体器件或构件的使用功能要求,力求用经济合理的办法制备出有效的器件或构件。
因此,材料科学是现代机械工程、电子技术和高技术工业发展的基础。它的研究内容包括:材料的化学组成、组织结构与性能之间的关系,材料的形成机理和制取方法,材料物理性能的测试方法和技术,材料的损坏机理,材料的合理加工方法和最佳使用方案等。特别是材料的组织结构与性能之间的关系,是材料科学研究的重点。
3. 材料科学的研究内容:
材料的化学组成、组织结构与性能之间的关系。
材料的形成机理和制取方法。
材料物理性能的测试方法和技术。
材料的损坏机理。
材料的合理加工方法和最佳使用方案等。
4. 材料的化学成分:组成材料的各元素在材料中的浓度,简称“成分”。
5. 材料的组织:用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察到的金属内部的状态,简称“组织”。
6. 材料的结构:材料中各原子