文档介绍：材料科学与技术
参考文献
1、TB303/ZT356: 材料物理性能,北航出版社
2、TB3/ZH471: 材料科学基础,上海交大出版社
3、 ZQ562: 功能陶瓷及应用,化学工业出版
4、TB34/ZM141: 功能材料学概论,冶金工业出版
5、: 电子陶瓷工艺原理,华中工学院出版
6、 : 现代陶瓷工业技术装备,中国建材工业出版
7、O62/ZW227: 有机化学,清华大学出版
8、 : 高分子链结构,科学出版社
9、TQ31/ZL398: 高分子合成原理及工艺学
10、铁电压电材料及器件,刘梅冬,华中理工大出版?
第一章材料科学概述
第一节材料科学的发展背景
什么是材料和材料科学
?
是人类赖依生存和发展的物质基础,是国民经济的物质基础。
(人的衣、食、住、行、通讯等)
材料:
广义的材料包括人们的思想意识之外的所有物质(substance),材料无处不在,无处不有。
以材料的性能、结构及相关应用为研究对象,介于基础科学与应用科学之间的基础应用科学。集物理学、化学和冶金学等于一体的一门的综合性或交叉性学科。
材料科学:
生命科学(生物科学)也已渗入并将更为深刻地渗入
以材料的发展划分人类历史:
旧石器时代:(. 10~1万年)以天然石块凿成棱边锋利的
新石器时代:(. 6000~4000年)出现磨光的工具。
工具或武器。
石器时代:
石斧、凿、刀、铲、箭头、纺轮、钵等(西安半坡遗址)
石斧
人类文明史与材料的发展阶段密切相关的
陶瓷时代:(. 6000~4000年)出现了烧炉。
青铜器时代:(. 8000~1500年). 8000年,纯铜的发现
和加工;. 2000~1500年铜矿石的开采和冶炼。
铁器时代:(. 1400~1200年). 1000年之后欧洲进入
“铁器时代”。
湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄
中国古代铁器的金相组织
理论上:量子理论、统计物理、固体电子论、晶体结构
近代物理使材料科学进入一个崭新的阶段:
实验上:劳厄 X 射线法窥探晶体结构。可在超高真空、
等理论的建立和发展使深入、正确地描述晶体内微观粒子运动成为可能。
超低温或超高压下借助各类电子显微镜观察、甚至操纵、安排原子分子的排列。
近代:玻璃、瓷器、及铝工业;
现代:高分子聚合物材料、超导材料、纳米材料等
第二节材料科学的任务及材料的分类
按状态:气态、液态、固态
材料科学的任务:
以物理学、化学、冶金学等为理论基础,应用各种测试和实验手段从微观上来研究材料的各种性能及其在制造和应用中的行为,以提高材料的性能、探索和开发新型材料。
材料科学研究的对象甚多,世界上已注册的材料有几十万种。
材料分类方法:
有多种
金属材料(Metallic Materials):钢铁、铝、铜、钛合金
陶瓷材料(Ceramics):Al2O3、SiC、Si3N4、SiO2、TiN
如,电工电子陶瓷、玻璃、水泥及耐火材料等
高分子材料(High Polymers):
聚乙烯、聚丙烯、纤维、蛋白质等
posites):
Matel-Matrix or
Polymer-Matrix
按特性:
金属、无机非金属(如陶瓷)、有机高分子材料和复合材料
两种或两种以上的材料按一定的比例通过特殊方法结合起来而构成