《材料科学基础导论》课件.ppt

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1、导导 论论一、材料科学的重要地位一、材料科学的重要地位一、材料科学的重要地位一、材料科学的重要地位 七个时代造就材料辉煌七个时代造就材料辉煌返回返回 现在多数发达国家已经认识到材料研究是现在多数发达国家已经认识到材料研究是至关重要的至关重要的 现在很多著名的材料科学专家都在预测未现在很多著名的材料科学专家都在预测未来材料科学的发展前景，但都不能清楚地描绘来材料科学的发展前景，但都不能清楚地描绘新材料时代的具体图像，更不能明确地说明新新材料时代的具体图像，更不能明确地说明新材料应用于生产时，将给社会生活和经济生活材料应用于生产时，将给社会生活和经济生活带来何等程度的变化。带来何等程度的变化。新材

2、料的开发与应用，对人类社会的文明新材料的开发与应用，对人类社会的文明与经济的发展，有着不可估量的作用与经济的发展，有着不可估量的作用 二、各种材料概况二、各种材料概况二、各种材料概况二、各种材料概况 按属性分按属性分 金属材料（钢铁材料、有色金属）金属材料（钢铁材料、有色金属）陶瓷材料陶瓷材料（工程陶瓷、结构陶瓷）工程陶瓷、结构陶瓷）高分子材料（塑料、合成纤维、橡胶）高分子材料（塑料、合成纤维、橡胶）按使用性能分按使用性能分 结构材料结构材料 功能材料功能材料 材料在工业中的应用：材料在工业中的应用：汽车中各种材料的比例汽车中各种材料的比例波音波音767飞机所用的各种材料比例飞机所用的各种材料

3、比例航天飞机上的先进结构陶瓷航天飞机上的先进结构陶瓷返回返回从材料的内部结构，可分为四个层次：从材料的内部结构，可分为四个层次：结合键结合键 原子结构原子结构 显微组织显微组织材料的五材料的五要素要素 go三、材料性能与内部结构的关系三、材料性能与内部结构的关系 原子排列方式原子排列方式 材料的四材料的四要素要素环境环境e(enviroment)、结构结构S(Structure)、性能性能P(Property),从哲学角度考虑从哲学角度考虑,e及及S分别分别是事物变化的外因及内因，是事物变化的外因及内因，P是变化的结果。从是变化的结果。从这三个基础概念，可总结出两个基本方程：这三个基础概念，可

4、总结出两个基本方程：P=f(e,S)S=E,RE事物（或系统）内组元（事物（或系统）内组元（Element）的集的集合合R组元间关系（组元间关系（Relationship）的集合的集合微观材料学中的三个基础概念微观材料学中的三个基础概念四、材料科学与工程四、材料科学与工程四、材料科学与工程四、材料科学与工程“材料学的体系材料学的体系”及及“材料的应用与发展材料的应用与发展”1引论引论10展望展望9系统系统8科研科研6经济经济7选用选用宏观材料学宏观材料学材料学材料学2失效失效3性能性能4结构结构5工艺工艺微观材料学微观材料学材料按空间尺度从大到小有：宇观材料按空间尺度从大到小有：宇观宏观宏观细

5、观细观微微观观介观介观 材料科学材料科学 研究各种材料的结构、制研究各种材料的结构、制备加工工艺与性能之间关系的科学备加工工艺与性能之间关系的科学 材料工程材料工程目的在于目的在于经济经济地而又能为地而又能为社会所能接受社会所能接受地控制材料地结构、性能和地控制材料地结构、性能和形状形状 宏观材料学宏观材料学（Micro-Materialogy）着眼于从整体上分析材料问题。即以材着眼于从整体上分析材料问题。即以材料的整体作为研究对象料的整体作为研究对象系统系统,考虑它与考虑它与环境（自然的及社会的）之间的交互作用环境（自然的及社会的）之间的交互作用;上页上页下页下页分析在环境的作用下分析在环境

6、的作用下,材料内部宏观组元材料内部宏观组元（各类材料、各种材料）的自组织问题。（各类材料、各种材料）的自组织问题。微观材料学微观材料学（Macro-Materialogy）着眼于材料在自然环境（力、热、电、磁、着眼于材料在自然环境（力、热、电、磁、光、化学等）作用下所表现出来的各种光、化学等）作用下所表现出来的各种行行为为（即性能）（即性能）,以及这些行为与材料内部以及这些行为与材料内部结构之间的关系。结构之间的关系。“行为行为”材料的性能材料的性能,用于表征材料用于表征材料在给定外界条件下的行为。在给定外界条件下的行为。上页上页下页下页材料的五材料的五材料的五材料的五要素要素要素要素性质性质 受环境影响受环境影响（气氛温度受力状态）（气氛温度受力状态）组织组织结构结构 效能效能（使用性能）（使用性能）合成合成/制备制备成分成分 理论及理论及材料与工艺设计材料与工艺设计返回返回返回本章首页返回本章首页返回目录返回目录