武汉理工材料概论重点
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材料概论知识点总结1.材料学纲要结合键离子键、共价键、金属键(化学键)、分子键和氢键1)几种结合键的区别?离子键是以正负离子间的相互作用力形成的结合。
离子键材料由两种以上的电负性相差很大的原子构成。
离子晶体的特性:(1)离子晶体是最密堆积的面心立方或六方密填结构,离子晶体的这种结构特征体现了离子键的各向同性。
(2)对可见光透明,吸收红外波长。
离子震动能级吸收。
共价键不易失去价电子的原子倾向于与邻近原子共有价电子、成为8电子稳定结构。
共价键以拉手结合。
金属键具有方向性,价电子位于共价键附近的几率高于其他处。
共价键形成的条件:原子具有相似的电负性、价电子之和为8。
共价键材料的特性:(1)高硬度、高熔点、导电性差、低膨胀系数,这体现了共价键是强化和键。
(2)性脆,延展性很差,这体现了共价键的方向性。
陶瓷和聚合物;或完全、或部分是共价键。
金属键金属原子失去价电子成为正离子、价电子成为自由电子,离子骨架浸泡在电子的海洋。
本质:是离子、电子间的库仑相互作用。
特性:无方向性,不易被破坏。
使金属具有良好的延展性和导电性,是良好的导体。
分子键由分子之间的作用力(范德华力)而形成的,由于分子键很弱,故结合成的晶体具有低熔点、低沸点、低硬度、易压缩等特性。
氢键氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y(O F N等)接近,在X与Y之间以氢去为媒介,生成X-H...Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,成为氢键。
1)结合键对材料性能的影响。
金属材料金属材料的结合键主要是金属键。
金属特性:导电性、导热性好;正电阻温度系数;好的延展性;金属光泽等。
陶瓷材料陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物,其结合键主要是离子键和共价键,大多数是离子键。
离子键赋予陶瓷相当高的稳定性,所以陶瓷材料通常具有极高的熔点和硬度,但同时陶瓷材料的脆性也很大。
高分子材料高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键。
其中,组成分子的结合键是共价键和氢键,而分子间的结合键是范德华键。
第九章烧结烧结定义:1、传统定义:(宏观定义)一种或多种固体粉末经过成型,在加热到一定温度后开始收缩,在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体的过程。
2、微观定义:由于固态中分子(或原子)的相互吸引,通过加热,使粉末体产生颗粒粘结,经过物质迁移使粉末产生强度并导致致密化和再结晶的过程。
第一节概述烧结的目的是把粉状材料转变为块体材料,并赋予材料特有的性能。
烧结得到的块体材料是一种多晶材料,其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。
烧结直接影响显微结构中晶粒尺寸和分布、气孔大小形状和分布及晶界的体积分数等。
从材料动力学角度看,烧结过程的进行,依赖于基本动力学过程—-扩散,因为所有传质过程都依赖于质点的迁移。
一、烧结的定义压制成型后的粉状物料在低于熔点的高温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递,气孔排除,体积收缩,强度提高、逐渐变成具有一定的几何形状和坚固整个的过程。
二、烧结分类固相烧结是指松散的粉末或经压制具有一定形状的粉末压坯被置于不超过其熔点的设定温度中,在一定的气氛保护下,保温一段时间的操作过程。
所设定的温度称为烧结温度,所用的气氛称为烧结气氛,所用的保温时间称为烧结时间。
液相烧结也是二元系或多元系粉末烧结过程,但烧结温度超过某一组元的熔点,因而形成液相。
活化烧结和液相烧结可以大大提高原子的扩散速率,加速烧结过程,因而出现了把它们统称为强化烧结的趋势。
对松散粉末或粉末压坯同时施以高温和外压,则是所谓的加压烧结。
热压是指对置于限定形状的石墨模具中的松散粉或对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。
热等静压是指对装于包套之中的松散粉末加热的同时对其施加各向同性的等静压力的烧结过程。
1、烧结与烧成烧结:仅指粉料经加热而致密化的物理过程烧成:包括粉料在加热过程中发生的一切物理和化学变化,例如:气体排除、相变、熔融;氧化、分解、固相反应等2、烧结和熔融烧结是在远低于熔融温度下进行的,至少有一组元处于固态熔融则所有组元转变为液相3、烧结与固相反应固相反应:至少有两个组份参加,产物不同于任一反应物烧结:可单或多组分,不发生化学反应,表面能推动下实现致密化的过程第二节烧结过程及机理一、烧结过程(一)烧结温度对烧结体性质的影响图5是新鲜的电解铜粉(用氢还原的),经高压成型后,在氢气气氛中于不同温度下烧结2小时然后测其宏观性质:密度、比电导、抗拉强度,并对温度作图,以考察温度对烧结进程的影响。
第四章固体的表面与界面固体的接触界面可一般可分为表面、界面和相界面:1)表面:表面是指固体与真空的界面。
2)界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。
3)相界面:相邻相之间的交界面称为相界面。
有三类: S/S;S/V; S/L。
产生表面现象的根本原因在于材料表面质点排列不同于材料内部,材料表面处于高能量状态⏹ 4.1 固体的表面及其结构♦ 4.1.1固体的表面1.理想表面2.清洁表面(1)台阶表面(2)弛豫表面(3)重构表面3.吸附表面4. 固体的表面自由能和表面张力5. 表面偏析6. 表面力场固体表面的结构和性质在很多方面都与体内完全不同。
所以,一般将固体表面称为晶体三维周期结构和真空之间的过渡区域。
这种表面实际上是理想表面,此外还有清洁表面、吸附表面等。
1、理想表面没有杂质的单晶,作为零级近似可将清洁表面理想为一个理想表面。
这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。
它忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响,忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷等,忽略了外界对表面的物理化学作用等。
这种理想表面作为半无限的晶体,体内的原子的位置及其结构的周期性,与原来无限的晶体完全一样。
2、清洁表面清洁表面是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应的表面。
这种清洁表面的化学组成与体内相同,但周期结构可以不同于体内。
根据表面原子的排列,清洁表面又可分为台阶表面、弛豫表面、重构表面等。
(1)台阶表面台阶表面不是一个平面,它是由有规则的或不规则的台阶的表面所组成(2)弛豫表面 –在垂直于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面由于固体体相的三维周期性在固体表面处突然中断,表面上原子的配位情况发生变化,相应地表面原子附近的电荷分布将有所改变,表面原子所处的力场与体相内原子也不相同。
为使体系能量尽可能降低,表面上的原子常常会产生相对于正常位置的上、下位移,结果表面相中原子层的间距偏离体相内原子层的间距,产生压缩或膨胀。
材料科学基础复习大纲第二章晶体结构2.1 结晶学基础1、概念:晶体晶胞晶胞参数七大晶系晶面指数晶面族晶向指数晶向族2、晶面指数和晶向指数的计算2.2 结合力与结合能按照结合力性质不同分为物理键和化学键化学键包括离子键共价键金属键物理键包括范德华键氢键晶体中离子键共价键比例估算(公式2.16)离子晶体晶格能2.3 堆积(记忆常识)1、最紧密堆积原理及其使用范围:原理略适用范围:典型的离子晶体和金属晶体原因:该原理是建立在质点在电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的2、两种最紧密堆积方式:面心立方最紧密堆积ABCABC 密排六方最紧密堆积ABABAB系统中:每个球周围有6个八面体空隙 8个四面体空隙N个等径球体做最紧密堆积时系统有2N个四面体空隙N个八面体空隙八面体空隙体积大于四面体空隙3、空间利用率:晶胞中原子体积与晶胞体积的比值(要学会计算)两种最紧密堆积方式的空间利用率为74.05﹪(等径球堆积时)4、影响晶体结构的因素内因:质点相对大小(决定性因素)配位数(概念及计算)极化(概念,极化对晶体结构产生的影响)外因(了解):同质多晶类质多晶同质多晶转变2.4 单质晶体结构(了解)2.5 无机化合物结构(重点每年必考)分析结构从以下几个方面入手:晶胞分子数,何种离子做何种堆积,何种离子添隙,添隙百分比,正负离子配位数,正负离子电价是否饱和,配位多面体,添隙半径的计算(刚好相切时),隙结构与性质的关系。
1、NaCl型:4个NaCl分子 Cl离子做面心立方密堆积,Na离子填充八面体空隙,填充率100﹪,正负离子配位数均为6,电价饱和。
【NaCl6】或【ClNa6】八面体结构与性能:此结构在三维方向上键力均匀,因此无明显解理,破碎后呈颗粒状,粒为多面体形状。
离子键结合,因此有较高的熔点和硬度2、立方ZnS结构:4个ZnS分子S离子做面心立方密堆积,Zn离子填充四面体空隙填充率50﹪,离子配位数均为4,电价饱和,【ZnS4】四面体会画投影图(图2.26)注意:一定要画虚线,一定要标高,一定要有图例(白球黑球代表什么离子)3、萤石(CaF2)结构:(唯一正离子做堆积的结构)4个CaF2分子 Ca离子做面心立方密堆积,F离子填充四面体空隙,填充率100﹪。
记得把精英资料上的两套题背过1。
0 退火的定义和过程:Annealing, in glassblowing and lampworking, is the process of heating, and then slowly cooling glass to relieve internal stresses热处理退火过程中,退火是消除或减少玻璃的热应力至允许值的热处理过程。
Annealing is to heat treat glass near the softening point to relieve stresses.Then to cool more slowly back through the transition region so as to not reintroduce thermal stresses。
Annealing takes time and temperature:1.Thicker glass anneals more slowly, has larger stresses2。
Thinner glass anneals more quickly, has smaller stresses3.Glass with large thermal expansion requires more annealing2.0 材料的力学性质:Mechanical properties of Materials is the behavior of materials deformed by a set of forces。
Strength强度、硬度 Hardness、韧性 Toughness、2.1 硅酸盐水泥的主要的化学成份:(氧化物成份+矿物成份)There are four major minerals in Portland cement clinker(熟料):C3S—3CaO+SiO2 (硅酸三钙)C2S—2CaO+SiO2 (硅酸二钙)C3A—3CaO+Al2O3(铝酸三钙)C4AF—4CaO+Al2O3+Fe2O3 (铁铝酸四钙)Atten. C = CaO, S = SiO2, A = Al2O3, F = Fe2O32.2 物相的定义:a phase is a state of aggregation of matter that has a distinctive structure。
《材料概论》知识点总结
一、材料的分类
材料可以分为金属材料、非金属材料和功能材料三大类。
金属材料包括钢铁、铝、铜、镁等金属,非金属材料包括塑料、陶瓷、橡胶等,功能材料包括复合材料、超导体材料等。
二、材料的特性
材料的特性包括机械性能、物理性能、化学性能和热性能。
机械性能包括抗拉强度、屈服强度、断裂韧性、疲劳性能等;物理性能包括密度、热导率、电导率等;化学性能包括耐腐蚀性、氧化性等;热性能包括热膨胀系数、导热系数等。
三、材料的生产
材料生产包括原料提炼、合金化、熔炼、成型等工艺。
原料提炼可以通过矿石提炼、化学合成等方法进行;合金化是将不同的金属或者非金属元素进行混合;熔炼是将原料加热至熔点后进行铸造和成型。
四、材料的应用
材料的应用广泛,可以应用于机械制造、建筑材料、电子产品、航空航天等多个领域。
不同的材料具有不同的特性,可以用于不同的产品制造。
五、材料的发展趋势
随着科学技术的不断发展,材料科学也在不断创新和发展。
材料的发展趋势包括轻量化、高强度、高温抗性、耐磨性、节能环保等方面。
六、材料检测
材料检测是指对于材料进行质量检测和性能测试。
常见的材料检测方法包括化学分析、金相检测、硬度测试、拉伸测试等。
综上所述,材料概论是制造业中的重要组成部分,对于材料的分类、特性、生产、应用和发展趋势等方面进行了深入的研究。
希望本文的介绍可以为读者对于材料概论有一个较为全面的了解。
第四章固体的表面与界面固体的接触界面可一般可分为表面、界面和相界面:1)表面:表面是指固体与真空的界面。
2)界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。
3)相界面:相邻相之间的交界面称为相界面。
有三类: S/S;S/V; S/L。
产生表面现象的根本原因在于材料表面质点排列不同于材料内部,材料表面处于高能量状态⏹ 4.1 固体的表面及其结构♦ 4.1.1固体的表面1.理想表面2.清洁表面(1)台阶表面(2)弛豫表面(3)重构表面3.吸附表面4. 固体的表面自由能和表面张力5. 表面偏析6. 表面力场固体表面的结构和性质在很多方面都与体内完全不同。
所以,一般将固体表面称为晶体三维周期结构和真空之间的过渡区域。
这种表面实际上是理想表面,此外还有清洁表面、吸附表面等。
1、理想表面没有杂质的单晶,作为零级近似可将清洁表面理想为一个理想表面。
这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。
它忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响,忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷等,忽略了外界对表面的物理化学作用等。
这种理想表面作为半无限的晶体,体内的原子的位置及其结构的周期性,与原来无限的晶体完全一样。
2、清洁表面清洁表面是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应的表面。
这种清洁表面的化学组成与体内相同,但周期结构可以不同于体内。
根据表面原子的排列,清洁表面又可分为台阶表面、弛豫表面、重构表面等。
(1)台阶表面台阶表面不是一个平面,它是由有规则的或不规则的台阶的表面所组成(2)弛豫表面 –在垂直于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面由于固体体相的三维周期性在固体表面处突然中断,表面上原子的配位情况发生变化,相应地表面原子附近的电荷分布将有所改变,表面原子所处的力场与体相内原子也不相同。
为使体系能量尽可能降低,表面上的原子常常会产生相对于正常位置的上、下位移,结果表面相中原子层的间距偏离体相内原子层的间距,产生压缩或膨胀。
流体动力学学习重点
1。
相关基本概念:流线和迹线,恒定流动和非恒定流动,平均流速和流量。
2。
连续性方程的物理意义及其应用
3。
能量方程的物理意义及其应用
传热学基础的学习要点
1.基本概念:温度场、等温面、等温线、温度梯度、热流量、传热量等基本概念,
2.传导传热: 傅立叶(Fourier)定律,导热微分方程,无内热源的一维稳态传热(平壁导热、园筒壁导热)。
3. 对流传热: 影响对流换热的主要因素,牛顿冷却定律,对流换热微分方程组,对流换热过程的相似,流体自然对流换热,流体强制对流时的对流换热。
4.辐射传热: 热辐射、吸收率、反射率、透过率及角系数等基本概念,普朗克(Plank)定律,维恩偏移定律,Stefan-Boltzman定律,灰体及其特性,Kirchhoff定律,兰贝特(Lambert)定律,黑体间的辐射的传热,灰体之间的辐射传热,遮热板和遮热罩,气体辐射。
5. 传热过程:通过间壁的传热(平壁传热、通过圆筒壁的传热),强化和削弱传热过程的途径。
传热学基础学习的难点
本章学习的难点:
1.对三种传热形式关系的理解
传热包括导热、对流换热和辐射换热三种方式,各种方式热量传递的机理不同,但是却可以同时存在于一个传热现象中。
相互关系可以是串联,也可以是并联的。
2.热阻概念的理解
严格地说,热阻的概念只适用于一维热量传递过程中,且在传递过程中热量不能有如何形式的损耗。
重点内容第一章:1、掌握材料的概念及其分类;2、了解材料是人类进步的里程碑;先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导;3、了解材料科学与工程的形成与内涵;4、掌握材料的组成、结构、性能与使用效能之间的关系及材料的发展与应用第二章:1、重点了解材料的常见性能指标,包括力学性能、物理性能和化学性能;2、了解金属材料中的钢铁、铜和铜合金、铝和铝合金的性能特点及其应用场合。
3、了解钛和钛合金、陶瓷材料、高聚物材料的性能特点及其应用场合。
第三章:掌握导体、半导体和绝缘体材料、超导材料、铁电、热释电、压电和介电材料的结构、性能特点及其应用场合。
第四章:1、掌握磁性的概念、物质磁性分类、磁性材料的分类;•2、重点了解几种新型磁性材料及其应用途径。
•第五章:1、记住基本概念:零电阻现象、迈斯纳效应、约瑟夫森效应;2、理解产生超导的原因和超导体的临界条件;3、了解一、二类超导体之间的区别与联系、超导材料的发展前景;4、、知道超导氧化物的种类及其性能特点。
第六章:1、了解光纤材料的发展史。
2、掌握光纤材料的分类、特点及其应用;3、理解光色材料。
4、掌握红外材料的分类、性能、应用。
第七章:1、了解新能源材料在我国国民经济发展中的重要地位和未来发展的核心作用;2、掌握新型二次电池的种类、原理、性能及其应用;3、掌握燃料电池的构造、原理、特点和应用前景。
第八章:1、了解生物材料的发展、特点和应用前景;2、掌握硬组织相容材料、软组织相容材料、血液相容性材料、生物降解材料的分类、性能特点及其应用场合。
第九章:1、了解环境材料的发展概况、对我国国民经济发展的影响;2、明确环境材料的提出、定义和研究内容;3、掌握环境协调性评价的涵义、应用标准和注意事项;4、掌握材料的生态设计、材料的环境友好加工以及传统材料的友好加工;5、懂得天然材料的加工和应用、绿色包装材料、绿色建材、环境净化、替代和修复材料、环境降解材料的特点与应用前景。
材料概论知识点材料是人类社会发展的重要物质基础,从古代的石器、青铜器到现代的高分子材料、复合材料,材料的不断创新和发展推动着人类文明的进步。
材料概论是一门涵盖广泛、综合性强的学科,它涉及材料的性质、制备、应用以及相关的科学原理和技术。
以下是对材料概论中一些重要知识点的介绍。
一、材料的分类材料的分类方式多种多样,常见的分类方法有按照化学组成、结构特点、性能用途等进行分类。
按化学组成,材料可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。
金属材料如钢铁、铝合金等,具有良好的导电性、导热性和机械强度;无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥等,通常具有耐高温、耐腐蚀等特性;高分子材料如塑料、橡胶、纤维等,质轻、耐腐蚀、易加工;复合材料则是由两种或两种以上不同性质的材料通过复合工艺组合而成,兼具各组成材料的优点,如碳纤维增强复合材料在航空航天领域有着广泛应用。
按结构特点,材料可分为晶体材料和非晶体材料。
晶体材料的原子或分子排列具有周期性和规律性,如金属晶体、离子晶体等,其性能往往具有各向异性;非晶体材料的原子或分子排列无序,如玻璃、橡胶等,具有良好的韧性和弹性。
按性能用途,材料可分为结构材料和功能材料。
结构材料主要用于承受载荷、维持结构稳定,如建筑用的钢材、桥梁用的混凝土;功能材料则具有特殊的物理、化学或生物性能,如磁性材料、光电材料、生物医用材料等。
二、材料的性能材料的性能是其在使用过程中表现出来的特性,主要包括物理性能、化学性能和力学性能等。
物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、磁性等。
例如,金属材料通常具有较高的密度和良好的导电性、导热性;而高分子材料的密度一般较小,绝缘性较好。
化学性能反映材料在化学环境中的稳定性,如耐腐蚀性、抗氧化性等。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性,能在潮湿和腐蚀性环境中长期使用;而一些金属在高温下容易氧化,需要采取防护措施。
力学性能是材料抵抗外力作用的能力,包括强度、硬度、韧性、疲劳性能等。
第九章烧结烧结定义:1、传统定义:(宏观定义)一种或多种固体粉末经过成型,在加热到一定温度后开始收缩,在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体的过程。
2、微观定义:由于固态中分子(或原子)的相互吸引,通过加热,使粉末体产生颗粒粘结,经过物质迁移使粉末产生强度并导致致密化和再结晶的过程。
第一节概述烧结的目的是把粉状材料转变为块体材料,并赋予材料特有的性能。
烧结得到的块体材料是一种多晶材料,其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。
烧结直接影响显微结构中晶粒尺寸和分布、气孔大小形状和分布及晶界的体积分数等。
从材料动力学角度看,烧结过程的进行,依赖于基本动力学过程—-扩散,因为所有传质过程都依赖于质点的迁移。
一、烧结的定义压制成型后的粉状物料在低于熔点的高温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递,气孔排除,体积收缩,强度提高、逐渐变成具有一定的几何形状和坚固整个的过程。
二、烧结分类固相烧结是指松散的粉末或经压制具有一定形状的粉末压坯被置于不超过其熔点的设定温度中,在一定的气氛保护下,保温一段时间的操作过程。
所设定的温度称为烧结温度,所用的气氛称为烧结气氛,所用的保温时间称为烧结时间。
液相烧结也是二元系或多元系粉末烧结过程,但烧结温度超过某一组元的熔点,因而形成液相。
活化烧结和液相烧结可以大大提高原子的扩散速率,加速烧结过程,因而出现了把它们统称为强化烧结的趋势。
对松散粉末或粉末压坯同时施以高温和外压,则是所谓的加压烧结。
热压是指对置于限定形状的石墨模具中的松散粉或对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。
热等静压是指对装于包套之中的松散粉末加热的同时对其施加各向同性的等静压力的烧结过程。
1、烧结与烧成烧结:仅指粉料经加热而致密化的物理过程烧成:包括粉料在加热过程中发生的一切物理和化学变化,例如:气体排除、相变、熔融;氧化、分解、固相反应等2、烧结和熔融烧结是在远低于熔融温度下进行的,至少有一组元处于固态熔融则所有组元转变为液相3、烧结与固相反应固相反应:至少有两个组份参加,产物不同于任一反应物烧结:可单或多组分,不发生化学反应,表面能推动下实现致密化的过程第二节烧结过程及机理一、烧结过程(一)烧结温度对烧结体性质的影响图5是新鲜的电解铜粉(用氢还原的),经高压成型后,在氢气气氛中于不同温度下烧结2小时然后测其宏观性质:密度、比电导、抗拉强度,并对温度作图,以考察温度对烧结进程的影响。
材料概论知识点大全总结一、材料的概念和分类1. 材料的概念(1)材料的定义(2)材料的特征(3)材料的作用2. 材料的分类(1)按物质性质分类(2)按用途分类(3)按加工方式分类二、材料的组织结构和性能1. 材料的组织结构(1)晶体结构(2)非晶结构(3)晶格缺陷2. 材料的性能(1)力学性能(2)物理性能(3)化学性能(4)热学性能(5)电子性能三、金属材料1. 金属的晶体结构(1)立方晶系(2)六方晶系(3)其他晶系2. 金属的性能(1)金属的导电性(2)金属的导热性(3)金属的塑性(4)金属的硬度(5)金属的磁性3. 金属的加工(1)锻造(2)轧制(3)焊接(4)铸造四、非金属材料1. 陶瓷材料(1)硅酸盐陶瓷(2)氧化铝陶瓷(3)碳化硅陶瓷2. 高分子材料(1)塑料(2)橡胶(3)纤维3. 复合材料(1)金属基复合材料(2)陶瓷基复合材料(3)高分子基复合材料五、材料的表面处理1. 材料的腐蚀(1)金属的腐蚀(2)非金属的腐蚀2. 材料的涂层(1)阳极氧化(2)电镀(3)喷涂3. 材料的改性(1)表面强化(2)表面合金化(3)表面改性涂层六、材料的选用和设计1. 材料的选用原则(1)机械性能(2)化学性能(3)物理性能(4)经济性能2. 材料的设计方法(1)静态设计方法(2)疲劳设计方法(3)蠕变设计方法七、材料的应用1. 金属材料的应用(1)建筑领域(2)交通领域(3)电子领域2. 非金属材料的应用(1)航空航天领域(2)医疗器械领域(3)环保领域八、材料的新发展1. 新材料(1)纳米材料(2)功能材料(3)生物材料2. 材料工艺(1)3D打印(2)激光焊接(3)快速凝固以上是关于材料概论的知识点大全总结,材料是现代科学技术的基础,它的发展和应用对于各个领域都具有重要意义。
希望能够通过本文的总结,对材料概论有更加全面的了解和认识。
复合材料笔记第一章总论1.复合材料定义:复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
在复合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相,称为增强材料。
2.复合材料的分类:1.按增强材料的形态分类1)连续纤维复合材料2)短纤维复合材料3)粒状填料复合材料4)编织复合材料2.按增强纤维的种类分类1)玻璃纤维复合材料2)碳纤维复合材料3)有机纤维复合材料4)金属纤维复合材料5)陶瓷纤维复合材料此外,如果用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料。
3.按基体材料分类1)合物基复合材料2)金属基复合材料3)无机非金属基复合材料4.按材料作用分类①结构复合材料(用于制造受力构件的复合材料)②功能复合材料(具有各种特殊性能的复合材料)3.复合材料的特点①综合发挥各种组成材料的优点,使一种材料具有多种性能,具有天然材料所没有的性能。
②可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。
③可制成所需的任意形状的产品,可避免多次加工次序。
性能的可设计性是复合材料的最大特点。
4.影响复合材料性能的因素有:增强材料的性能、含量及分布状况,基体材料的性能、含量,以及它们之间的界面结合情况,作为产品还与成型工艺和结构设计有关。
5.聚合物基复合材料的主要性能1)比强度大、比模量大2)耐疲劳性好3)减震性好4)过载时安全性好5)具有多种功能性(①耐烧蚀性好—较高的比热、熔融热和气化热②有良好的摩擦性能,包括良好的摩阻特性及减摩特性③高度的电绝缘性能④优良的耐腐蚀性能⑤有特殊的光学、电学、磁学的特性)6)有很好的加工工艺性6.金属基复合材料的主要性能1)高比强度、高比模量2)导热、导电性能3)热膨胀系数小、尺寸稳定性好4)良好的高温性能5)耐磨性好6)良好的疲劳性能和断裂韧性7)不吸潮、不老化、气密性好7.陶瓷基复合材料的主要性能陶瓷材料强度高、硬度大、耐高温、抗氧化,高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良、热膨胀系数和相对密度小。
Definition 材料的定义:The materials making up the surrounding world consist of discrete partic les, having a subm icr oscopic size.Atomic structure and the nature of bonds(原子结构和化学键)—metals and their alloys (metallic bonding 金属键) —organic polymer s 有机聚合物(c ovalent bonding and sec ondary bonding 共价键和二次键)—c er am ic s (ionic bonding and covalent bonding) Mechanical properties:力学性能Which r eflect the behavior of materials, defor med by a set of forc es (概念)Four basic types of stresses : tensile, c ompr essive, shear ,tor sion (拉力,压力,剪切力,扭转力) Physical properties:物理性能the behavior of materials subj ected to the action of temper ature, electric or magnetic fields, or light.电性能Electric properties磁性能Magnetic pr operties热性能Ther mal pr operties光性能Optic al pr opertiesChemical properties:化学性能Which char acterize the behavior of material in a reactive environment. (概念)The four basic aspects of materials scienc e and tec hnology ar e: manufacturing processing, structure,properties and performances结构-性能-工艺之间的关系:First, the processing of a materi al aff ects the structure, second the original structure and properties determine how we can process the material to produce a desired shape一、METAL:(金属)1、金属最显著的特性:good conductors of heat and electricity (热导性,电导性)2、性能:are opaque to visible light; are hard, rigid; can undergo plastic deformation; have a high melting temperature3、金属的晶体点阵:crystal structur e(晶体结构): body-center ed c ubic structur e , fac e-center ed cubic structure , hexagonal close-pac ked structur e(体型、面型,六角形放射状)4、properties of alloys(合金的性能):(more carbon ,more brittle.) have relatively high thermal and electrical conductivities; good energy absorption characteristics ;nonmagnetic properties 5、铸铁概念:c ast iron, essentially an alloy of ir on, carbon and silic on, is c omposed of ir on and fr om2 to 6.67 percent c ar bon, plus manganese, sulfur, and phosphorus, and shaped by being c ast in a mold. 6、The types and properties of cast iron ;white cast iron( hard , brittle ) , gray cast iron (brittle ,withstand large compressive loads but small tensile loads ), alloy cast iron , nodular or ductile cast iron (good castability ,toughness, good wear resistance ,low melting point ,and hardenability ), malleable cast iron (strength ,toughness, ductility ,and machinability)7、carbon steels(碳钢):low carbon steels(含碳0.05~0.32%);medium c ar bon steels(含碳0.35~0.55%);high c ar bon steels(含碳0.60~1.50%)8、不锈钢:ther e are thr ee types of stainless steels: --the martensitic types;the ferritic types ;the austenitic types9、advantages of using Al: one-third of the weight of steel ;good thermal and electrical conductivity ;high strength-to-weight ratio ;can be given a hard surf ace by anodizing and hard coating ;most alloys are weldable ;will not rust ;high ref lectivity ;can be die cast ;easily machined ;good f ormability; nonmagnetic ;nontoxic and one–third of the stif f ness of steel.10、c opper is known for its high ther mal (热导性)and electric al conductivity.11、crystal structure : body-centered cubic structure (barium), face-centered cubic structure (copper),hexagonal close-packed structure (z inc)二、CERA MIC(陶瓷)1、The property of ceramics (陶瓷的性质)Extreme hardness(硬度高) Heat r esistanc e Corrosion r esistanc e Low electrical and ther mal conductivity Low ductility (brittleness)2、Porosity(孔隙度)Open porosity: refer s to the network of por es in a material that is open to the surfac e and into whic h a liquid such as water can penetr ate if the part were submer ged in it。
Closed porosity: refers to those pores that have bec ome sealed within the gr ain structur e 。
Pores affect the strength of ceramics in two ways:(影响强度的毛孔陶瓷两种方式)①、they produc e stress c onc entr ations. Once the str ess r eaches a critic al level, a crac k will for m andpropagate.②、por es r educ e the cross-sectional areas over whicha load c an be applied and,c onsequently, lower the str ess that these materials c an support。
Conventional ceramic processing(传统陶瓷处理);manuf acture of the powder ,its calcinations ,milling ,grading and mixing ,incorporating additives ,shape f orming , drying and densif i cation.三、GLASS(玻璃)1、the measur ed mec hanic al strength of glass is much lower than the theor etical str engthcauses of this loss of str ength :①、the pr esenc e of surfac e defects, suc h as c aused by c hem ic al c orrosion or mec hanic al abr asion。
②、If the glass is cooled too r apidly it does not have time to r elease str esses set up within it during cooling . these ar e "frozen-in" and c an c ause the glass to shatter when it becomes a solid.the transparency is explained by two properties : first ,it has no surface of internal structure which gives reflection or scattering。