0金属功能材料-绪论

金属功能材料
金属功能材料是一类具有特殊功能和性能的金属材料，广泛应用于各个领域。

它们不仅具有传统金属材料的优良性能，如强度高、导电性好等特点，还具有特殊的功能，如磁性、光学性能、导热性能等。

金属功能材料在现代工业、电子、航空航天等领域发挥着重要作用。

首先，金属功能材料的磁性能使其在电子领域得到广泛应用。

铁、镍、钴等金
属材料具有良好的磁性能，可以用于制造电磁铁、磁盘等电子产品。

此外，金属功能材料还可以用于制造磁性材料，如软磁材料、硬磁材料等，用于制造变压器、电感器等电子元器件，为电子产品提供了重要的材料基础。

其次，金属功能材料的光学性能也是其重要特点之一。

金属材料在光学方面具
有独特的性能，如金属玻璃、金属薄膜等材料可以用于制造反射镜、透镜等光学元件，广泛应用于激光器、光学仪器等光学设备中。

金属功能材料的光学性能为光学领域的发展提供了重要的支持。

另外，金属功能材料的导热性能也是其重要特点之一。

铜、铝等金属材料具有
良好的导热性能，可以用于制造散热器、导热片等散热元件，广泛应用于电子产品、汽车发动机等领域。

金属功能材料的导热性能为现代工业的发展提供了重要的支持。

总的来说，金属功能材料具有独特的功能和性能，广泛应用于电子、光学、工
业等各个领域。

随着科学技术的不断发展，金属功能材料的应用范围将会进一步扩大，为人类社会的发展进步提供更多的支持和保障。

相信在不久的将来，金属功能材料将会发挥更加重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

金属功能材料课程教学大纲课程名称：金属功能材料课程编号：16118642学时/学分：40/2.5开课学期：6适用专业：材料科学与工程课程类型：专业方向选修课一、课程说明本课程是材料科学与工程专业的一门专业方向选修课，主要面对金属及功能材料方向。

本课程将系统介绍各种金属功能材料的基础理论、工艺原理和制造技术，并介绍各种材料的功能、应用范围及其发展现状与前景。

主要内容包括：贮氢合金、梯度功能材料、超导材料、纳米材料、非晶态材料、磁性材料、智能材料和薄膜材料等。

目的在于让学生使对各种金属功能材料有一个全面的了解，并能够接触一些材料科学的前沿领域和新的发展，掌握各种金属功能材料的基础知识、概念和工艺原理，为从事相关专业技术工作打下良好的基础，以提高学生参加生产实际工作的能力。

二、课程对毕业要求的支撑毕业要求1工程知识：具有数学、自然科学、工程基础和材料专业知识，并能够将其应用于解决本专业的复杂工程问题。

指标点1.5：掌握材料制备、生产、应用的基本原理和相关知识，并结合数学、自然科学、工程基础知识，用于解决本专业的复杂工程问题。

三、课程的教学目标1.掌握金属功能材料方面的基础知识、概念和工艺原理；2.了解各种功能材料的发展现状与前景；3.了解材料科学的前沿领域和新的发展。

三、课程基本内容和学时安排第一章绪论（2课时）知识点：功能材料发展、概念与分类，功能设计的原理和方法，功能材料的现状与展望；重点：功能材料的概念与分类；难点：功能设计的原理和方法。

第二章超导材料（5课时）知识点：超导现象及超导现象的发现，超导材料的基本性质，超导体的临界参数、两类超导体，超导材料的分类及性能，超导材料的应用；重点：超导材料的基本性质，超导体的临界参数、两类超导体，超导材料的分类及性能；难点：超导材料的基本性质，超导体的临界参数、两类超导体。

第三章贮氢合金（5课时）知识点：金属贮氢原理及优势，影响贮氢合金吸贮能力的主要因素，金属贮氢材料应具备的条件，贮氢合金分类及开发现状，金属贮氢材料的应用；重点：金属贮氢原理，金属贮氢材料应具备的条件，贮氢合金的分类；难点：金属贮氢原理。

金属材料学AScience of Metal Materials课程编号：07310410学分：3学时： 45 （其中：讲课学时：41 实验学时：4 上机学时：0 ）先修课程：金属学、金属组织控制原理、金属材料强韧化、材料力学性能适用专业：金属材料工程。

教材：《金属材料学》，戴起勋主编，化学工业出版社，2012 年9月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：《金属材料学》是一门综合性应用性较强的专业主干课，是金属材料工程专业的核心课程。

在金属学、金属组织控制原理及工艺和力学性能等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。

通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生系统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。

二、课程的基本内容及要求绪论（金属材料的过去、现在和将来）：1．教学内容（1）金属材料发展简史（2）现代金属材料（3）金属材料的可持续发展与趋势2．基本要求了解金属材料在国民经济中的地位与作用、金属材料的发展概况和本课程的性质、地位和任务。

第一章钢的合金化原理1．教学内容（1）钢中的合金元素：合金元素和铁基二元相图；合金元素对Fe-C相图的影响；合金钢中的相组成；合金元素在钢中的分布；（2）合金钢中的相变：合金钢加热奥氏体化，合金过冷奥氏体分解；合金钢回火转变；（3）金元素对强度、韧度的影响及其强韧化；（4）合金元素对钢工艺性能的影响；（5）微量元素在钢中的作用（6）金属材料的环境协调性设计基本概念；（7）钢的分类、编号方法。

2．基本要求（1）掌握钢中合金元素与铁和碳的作用；铁基固溶体、碳（氮）化合物的形成规律；合金元素在钢中的分布；合金元素对铁-碳状态图的影响（2）了解钢的分类、编号方法（3）掌握合金元素对合金钢工艺过程的影响（4）掌握合金元素对合金钢力学性能的影响规律（5）理解微量元素在钢中的作用（6）了解材料的环境协调性设计基本概念第二章工程构件用钢1.教学内容（1）工程构件用钢的服役条件及性能要求（2）普通碳素工程构件用钢、低合金（含微合金化）钢的合金化原则和有关的低合金钢，双相钢（3）提高高低碳工程构件用钢性能的途径：控轧、控冷、合金化等，了解工程构件用钢的发展趋势2.基本要求（1）了解工程构件用钢的服役条件及性能要求（2）掌握普通碳素工程构件用钢、低合金（含微合金化）钢的合金化原则和有关的低合金钢，双相钢（3）理解提高高低碳工程构件用钢性能的途径：控轧、控冷、合金化等，了解工程构件用钢的发展趋势第三章机器零用钢1．教学内容（1）机器零件用钢一般性能要求（2）机器零件用钢：调质钢、弹簧钢、低碳马氏体钢、轴承钢、高锰耐磨钢、渗碳钢、氮化钢、非调质钢等合金化原则和性能及其典型钢种（3）（超高强度钢简介）（4）理解典型机器零件用钢的选材思路和发展2．基本要求（1）掌握机器零件用钢一般服役条件及性能要求（2）掌握常用机器零件用钢的合金化原则和性能及其典型钢种（3）了解超强度钢（4）理解典型机器零件用钢的选材思路和发展第四章工具用钢1．教学内容（1）工具用钢的合金化、组织性能的特点及分类（2）低合金刃具钢的合金化，热处理特点，典型钢种。

金属功能材料
金属功能材料是一种具有特殊功能的金属材料，它不仅具有传统金属材料的优
良性能，还具有一定的功能特性，能够在特定环境或条件下发挥特殊的功能作用。

金属功能材料在现代工业生产和科学研究中具有广泛的应用，其种类繁多，功能各异，为人类社会的发展做出了重要贡献。

首先，金属功能材料可以根据其功能特性分为多种类型，如形状记忆合金、磁
性材料、光学材料、导电材料等。

形状记忆合金是一种具有记忆形状功能的金属材料，可以在外力作用下发生形状变化，并在去除外力后恢复原状。

磁性材料具有磁性，可以用于制造电磁设备和磁性存储器件。

光学材料具有特殊的光学性能，可用于制造光学器件和光学仪器。

导电材料具有良好的导电性能，可用于制造导线、电路板等。

其次，金属功能材料具有广泛的应用领域。

形状记忆合金可以用于医疗器械、
航空航天、汽车制造等领域。

磁性材料可以用于制造电机、变压器、传感器等电磁设备。

光学材料可以用于制造光学镜片、激光器件、光纤通信等光学器件。

导电材料可以用于制造电线、电缆、电子元器件等。

此外，金属功能材料的研发和应用对于推动科技创新和产业发展具有重要意义。

通过对金属功能材料的研究，可以不断开发出具有新功能、新特性的金属材料，满足不同领域的需求。

金属功能材料的应用也促进了相关领域的技术进步和产业升级，推动了经济的发展和社会的进步。

总的来说，金属功能材料作为一种具有特殊功能的金属材料，在现代社会具有
重要的地位和作用。

随着科学技术的不断进步和发展，金属功能材料必将在更广泛的领域得到应用，为人类社会的发展做出新的贡献。

2.2非铁金属材料2.2.1铜及铜合金（1）概述铜是人类最早使用的金属，自然界有自然铜存在。

公元前17世纪，我国黄河上游齐家文化时期，人们就懂得冷锻和铸造红铜技术。

铜及铜合金作为工程材料，由于其高导电率和导热率，易于成型及某些条件下有良好的耐蚀性，至今仍然被广泛应用。

1) 工业纯铜工业纯铜的牌号用汉语拼音“Tong”(铜)的第一个字母T加上序号数字表示，如T1, T2, T3等，数字增加表示纯度降低。

工业纯铜的氧含量低于0.01%的称为无氧铜，无氧铜用“铜”和“无”二字的汉语拼音字头“T”和“U”加上序号表示，如TU1、TU2。

用磷和锰脱氧的无氧铜，在TU后面加脱氧剂化学元素符号表示，如TUP、TU Mn。

2) 铜合金分类工业中广泛应用的铜合金分为黄铜，白铜、青铜三大类。

黄铜又分为简单黄铜和复杂黄铜二种。

简单黄铜为Cu-Zn二元合金，以“H”表示，H后面的数字表示合金的平均含铜量，如H 70表示含铜量为70%，其余为锌。

复杂黄铜是在Cu-Zn合金中加入少量铅、锡、铝、锰等，组成三元、四元，甚至五元的合金。

第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄铜，如HSn70-1表示含70%Cu, 1 %Sn，余为锌的锡黄铜(三元复杂黄铜)；四元、五元合金则以第三种含量最多的元素称呼，例如：HMn57-3-1表示含57%Cu, 3%Mn, 1%Al，余为锌的锰黄铜(四元复杂黄铜)，HAl 66-6-3-2表示含66%Cu, 6 %A1, 3 %Fe, 2%Mn,余为锌的铝黄铜(五元复杂黄铜)。

白铜——是指铜为基，镍为主要合金元素的铜合金。

以“B”表示，例如B10表示含Ni量10%，其余为铜；B30为30%Ni，余为铜的铜镍合金。

青铜——是指除黄铜(以为Zn主要合金元素)和白铜(以Ni为主要合金元素)之外的铜合金。

青铜按主添元素(如Sn、Al, Be等)分别命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜，并以“Q”加上主添元素化学符号及百分含量表示，如QSn6.5-0.1表示含Sn6.5%，含P0.1%，余为铜的锡磷青铜。

《金属功能材料》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：金属功能材英文名称：Metallic Functional Materials二、课程代码及性质专业选修课程三、学时与学分总学时：32学分：2四、先修课程《材料科学基础》、《磁性材料与器件》五、授课对象本课程面向功能材料专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）【注：教学目的要突出各项“能力”，且与表1中的某项指标点相对应】本课程是功能材料专业的选修课之一，其教学目的包括：1、掌握金属功能材料的基本原理与理论，，掌握典型功能材料的制备方法结构特点，培养能够科学设计、应用金属功能材料的综合实验的能力。

2、了解金属功能材料测试所需的常用设备和实验仪器，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。

3、了解金属功能材料的技术前沿、应用领域以及发展趋势，正确认识该技术领域在社会经济发展中所起的作用。

4、掌握文献检索、资料查询以及搜索工具的使用方法。

5、能够针对金属功能材料领域最新科研文献进行品阅、提问质疑、陈述发言、清晰表达。

七、教学重点与难点：课程重点：（1）功能材料种类繁多，本课程重点介绍针对几种典型的金属功能材料；（2）重点学习的章节内容包括：第2章“储氢合金”（6学时）、第4章“形状记忆合金”（6学时）、第5章“非晶态合金”（4学时）。

（3）在了解金属功能材料相关理论知识的基础上，重点学习各类金属功能材料的制备方法与原理、功能性能（如电化学性能、形状记忆）表征方法。

课程难点：（1）通过本课程的学习，充分理解几种常用金属功能材料的制备方法，从而系统掌握各种制备技术的主要特点、影响因素和适用范围。

（2）通过本课程的学习，能够清晰掌握各类金属功能材料的结构以及性能，并能从材料学角度对各类功能材料的优劣进行分析、改进，从而具备设计新型金属功能材料的能力。

八、教学方法与手段：教学方法：（1）在课堂讲授中，教师全面而又有所侧重地阐述各章节的主要教学内容。