材料基础第十二章马志鹏2
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2024年《复合材料概论》课件0222.一、教学内容本节课我们将学习《复合材料概论》教材的第十二章——复合材料的力学性能。
详细内容主要包括复合材料的基本力学概念、复合材料的弹性常数、复合材料的强度及其影响因素、复合材料力学性能的优化设计等。
二、教学目标1. 理解复合材料的基本力学概念,掌握复合材料的弹性常数及其计算方法。
2. 了解复合材料的强度及其影响因素,学会复合材料力学性能的优化设计。
3. 培养学生的实际应用能力,使学生能够将所学知识运用到实际工程中。
三、教学难点与重点难点:复合材料的弹性常数计算、复合材料力学性能的优化设计。
重点:复合材料的基本力学概念、复合材料的强度及其影响因素。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、笔记本、计算器。
五、教学过程1. 导入:通过展示复合材料在实际应用中的图片,引起学生对复合材料力学性能的兴趣。
2. 知识讲解:(1)复合材料的基本力学概念。
(2)复合材料的弹性常数及其计算方法。
(3)复合材料的强度及其影响因素。
(4)复合材料力学性能的优化设计。
3. 例题讲解:讲解一道关于复合材料弹性常数计算的例题,引导学生掌握计算方法。
4. 随堂练习:让学生计算一道关于复合材料强度的题目,巩固所学知识。
5. 课堂讨论:针对复合材料力学性能的优化设计,引导学生展开讨论,培养学生的创新思维。
六、板书设计1. 板书左侧:列出复合材料的基本力学概念、弹性常数、强度及其影响因素。
2. 板书右侧:展示复合材料力学性能优化设计的流程图。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算给定复合材料的弹性常数。
(2)分析影响复合材料强度的因素,并提出优化方案。
2. 答案:(1)根据教材公式计算得出。
(2)结合教材内容,给出合理分析及优化方案。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:(1)了解复合材料在其他领域的应用,如航空航天、汽车制造等。
(2)学习复合材料的新进展,如纳米复合材料、生物复合材料等。
第12章陶瓷材料12.1复习笔记一、陶瓷概述(1)陶瓷①定义传统上“陶瓷”是陶器与瓷器的总称。
后来,发展到泛指整个硅酸盐材料,包括玻璃、水泥、耐火材料、陶瓷等。
②分类陶瓷一般归纳为:工程陶瓷和功能陶瓷。
(2)新型无机材料新型无机材料是指在传统硅酸盐材料的基础上,用无机非金属物质为原料,经粉碎、配制、成型和高温烧结制得的无机材料,如功能陶瓷,特种玻璃,特种涂层等。
(3)新型无机材料与传统硅酸盐材料的比较①从组成上看新型无机材料的组成远远超过硅酸盐的范围,除氧化物和含氧酸盐之外,还有碳化物、氮化物、硼化物、硫化物及其他盐类和单质。
②从性能上看a.新型无机材料不仅具有熔点高,硬度高,化学稳定性好,耐高温,耐磨损等优点;b.一些特殊陶瓷还具有一些特殊性能,如介电性、压电性、铁电性、半导性、软磁性、硬磁性等。
二、陶瓷材料的典型结构陶瓷是指由金属(类金属)和非金属元素之间形成的化合物。
这些化合物的结合键主要是离子键或共价键。
1.离子晶体陶瓷结构(1)分类①NaCl型结构:MgO、NiO、FeO等;②CaF2型结构:等;③刚玉型结构:等;④钙钛矿型结构:。
(2)刚玉型结构(如图12-1-1所示)图12-1-1Al2O3晶体结构刚玉型结构中每晶胞有6个氧离子、4个铝离子。
其中:①氧离子占密排六方结点位置,铝离子配置在氧离子组成的八面体间隙中,但只填2/3如图12-1-1(b)所示;②铝离子的排列要满足铝离子之间的间距最大,因此每三个相邻的八面体间隙,就有一个是有规律地空着,如图12-1-1(a)所示。
(3)钙钛矿型结构(如图12-1-2所示)图12-1-2钙钛矿结构钙钛矿型结构中每个晶胞中有1个钛离子、1个钙离子、3个氧离子。
其中:①原子半径较大的钙离子与氧离子作立方最密堆积;②半径较小的钛离子位于氧八面体间隙中,构成钛氧八面体[TiO6]。
钛离子只占全部八面体间隙的1/4。
2.共价晶体陶瓷结构共价晶体陶瓷多属金刚石结构。
第一章金属液态成形1.①液态合金的充型能力是指熔融合金充满型腔,获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。
②流动性好,熔融合金充填铸型的能力强,易于获得尺寸准确、外形完整的铸件。
流动性不好,则充型能力差,铸件容易产生冷隔、气孔等缺陷。
③成分不同的合金具有不同的结晶特性,共晶成分合金的流动性最好,纯金属次之,最后是固溶体合金。
④相比于铸钢,铸铁更接近更接近共晶成分,结晶温度区间较小,因而流动性较好。
2.浇铸温度过高会使合金的收缩量增加,吸气增多,氧化严重,反而是铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、夹杂等缺陷。
3.缩孔和缩松的存在会减小铸件的有效承载面积,并会引起应力集中,导致铸件的力学性能下降。
缩孔大而集中,更容易被发现,可以通过一定的工艺将其移出铸件体外,缩松小而分散,在铸件中或多或少都存在着,对于一般铸件来说,往往不把它作为一种缺陷来看,只有要求铸件的气密性高的时候才会防止。
4 液态合金充满型腔后,在冷却凝固过程中,若液态收缩和凝固收缩缩减的体积得不到补足,便会在铸件的最后凝固部位形成一些空洞,大而集中的空洞成为缩孔,小而分散的空洞称为缩松。
浇不足是沙型没有全部充满。
冷隔是铸造后的工件稍受一定力后就出现裂纹或断裂,在断口出现氧化夹杂物,或者没有融合到一起。
出气口目的是在浇铸的过程中使型腔内的气体排出,防止铸件产生气孔,也便于观察浇铸情况。
而冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分。
逐层凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开。
定向凝固中熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向进行凝固。
5.定向凝固原则是在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,并同时采用其他工艺措施,使铸件上远离冒口的部位到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度,从而实现由远离冒口的部位像冒口方向顺序地凝固。
铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近,甚至是同时完成凝固过程,无先后的差异及明显的方向性,称作同时凝固。
2024年【精品课件】先进复合材料概论一、教学内容本节课主要依据《材料科学基础》教材中第十二章“先进复合材料”展开,详细内容涵盖第十二章第一节“复合材料的概述”,第二节“复合材料的分类与性能”,以及第三节“先进复合材料的制备与应用”。
二、教学目标1. 理解复合材料的基本概念,掌握复合材料的分类及主要性能。
2. 学习先进复合材料的制备方法,了解其在工程领域的应用。
3. 培养学生的创新意识和实践能力,激发他们对材料科学研究的兴趣。
三、教学难点与重点教学难点:复合材料的制备原理及其在工程应用中的性能表现。
教学重点:复合材料的基本概念、分类及主要性能。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、实物样品、实验视频等。
2. 学具:笔记本电脑、投影仪、实验器材等。
五、教学过程1. 导入:通过展示先进复合材料在航空航天、汽车制造等领域的应用实例,引发学生对本节课的兴趣。
2. 理论讲解:a. 复合材料的定义、特点及分类。
b. 不同类型复合材料的主要性能及其影响因素。
c. 先进复合材料的制备方法及其优势。
3. 实践操作:a. 学生分组讨论,分析复合材料在实际应用中的优势。
b. 展示实验视频,引导学生学习复合材料的制备过程。
c. 学生进行随堂练习,巩固所学知识。
4. 例题讲解:结合教材例题,讲解复合材料性能计算方法。
六、板书设计1. 复合材料基本概念2. 复合材料分类及性能3. 先进复合材料制备方法4. 复合材料应用实例七、作业设计1. 作业题目:a. 解释复合材料的定义,并列举三种常见的复合材料。
b. 简述先进复合材料的制备方法及其优势。
c. 分析复合材料在某一领域(如航空航天)的应用前景。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课的教学效果,学生的掌握程度,教学方法是否得当等。
2. 拓展延伸:a. 邀请相关领域专家进行讲座,拓宽学生视野。
b. 组织学生参观复合材料制备实验室,加深对复合材料制备工艺的理解。