材料科学与工程导论_第1章_材料与社会(3)
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大一材料导论知识点总结材料导论是大一学生学习工程材料科学与工程必修课程的第一个核心科目。
在学习过程中,我们掌握了许多重要的知识点,下面将对这些知识点进行总结。
1. 材料的组成和结构材料的组成是指材料所包含的化学元素的种类和相对含量。
而材料的结构则指材料中原子、离子或分子的排列方式。
了解材料的组成和结构有助于我们深入了解材料的性质和功能。
2. 材料的物理性质材料的物理性质包括密度、热膨胀系数、导热性、电导率等。
了解材料的物理性质可以帮助我们选择适合特定应用的材料。
3. 材料的力学性能材料的力学性能是指在外力作用下材料的变形和破坏行为,包括弹性模量、屈服强度、延伸率等。
熟悉材料的力学性能有助于我们设计和优化使用合适材料的结构。
热处理是改变材料组织和性能的一种方法,包括退火、淬火、时效等。
掌握热处理技术可以提高材料的力学性能和耐腐蚀性。
5. 材料的腐蚀与防护材料的腐蚀是指材料在特定环境条件下发生的不可逆的化学、电化学变化。
了解材料的腐蚀行为有助于选择合适的材料和防护措施,延长材料的使用寿命。
6. 材料的结构性能关系材料的结构和性能密切相关,不同结构的材料表现出不同的性能。
研究材料的结构性能关系可以帮助我们设计新型材料,并预测材料在特定应用中的性能。
7. 材料的晶体结构晶体结构是材料中晶粒的排列方式和相互关系。
了解材料的晶体结构有助于我们理解材料的各种性能,例如光学性能、磁性能等。
相图是描述材料在不同温度和成分条件下的相变规律的图表。
研究材料的相图可以为我们合理选择材料和优化材料的加工工艺提供依据。
9. 材料的复合材料复合材料由两种或两种以上的材料组合而成,具有较好的综合性能。
了解复合材料的制备和性能有助于我们应用于各种领域。
10. 材料的可持续发展在材料的选择和利用中,应注重材料的可持续发展性能,包括资源可再生性、环境友好性等。
关注材料的可持续发展可以减少对环境的影响,推动可持续发展。
以上是大一材料导论的一些重要知识点的总结,通过学习和掌握这些知识点,我们能够更好地理解材料科学与工程,并在实践中更好地应用这些知识,为我国材料科学技术的发展做出贡献。
材料与社会的关系材料是指能为人类制造有用器件的物质。
随着私有制的出现,自然资源和能源的减少,材料工业的发达,材料的定义必须考虑其经济和社会因素。
因而材料的定义发展为:材料是人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质。
材料是人类一切生产和生活活动的物质基础,是生产力的标志.本文探讨了新型材料在人类社会发展中所起的重要作用,提出新型材料的发展创新是各个高新技术领域发展的突破口,是现代社会经济发展的先导,是现代工业和现代农业发展的基础,也是国防现代化的保证;同时也改变着人类在社会活动中的实践方式和思维方式,由此极大地推动了社会进步.支撑人类生存大厦的主要有材料科学技术、生物科学技术、能源科学技术、信息科学技术。
这些技术支持着上到航天技术、下到海洋技术。
而这些技术无一不是以材料物质为基础的。
材料按实用性大致可分为金属材料、陶器材料、高分子材料及它们构成的复合材料。
金属材料包括常用的铁、铜、铝及其合金等;陶器材料包括氧化物、碳化物及氮化物等;高分子材料指化学聚合物。
按使用性能,材料又可分为结构材料和功能材料两类。
材料由于社会共同发展。
材料是人类社会进步的物质基础和先导,是人类进步的里程碑。
综观人类发展和材料发展的历史,可以清楚地看到,每一种重要材料的发现和利用都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。
材料的发展与人类进步和发展息息相关。
一万年前,人类使用石头作为日常生活工具,人类进入了旧器时代,人类战争也进入了冷兵器时代。
7000年前人类在烧制陶器的同时创造了炼铜技术,青铜制品广泛地得到应用,同时又促进了人类社会发展,人类进入了青铜器时代。
同时火药的发吗明又使人类战争进入了杀伤力更强的热兵器时代。
5000年前人类开始使用铁,随着炼铁技术的发展,人类又发明了炼钢技术。
十九世纪中期转炉、平炉炼钢的发展使得世界钢产量迅猛增加,大大促进了机械、铁路交通的发展。
随着二十世纪中期合金钢的大量使用,人类又进入钢铁时代,钢铁在人类活动中起着举足轻重的作用。
材料科学与工程导论及总结内容:学习材料学的基本知识;主要涉及到各种材料的组成、结构、性能、应用以及它们之间的关系。
目的:材料类专业的入门课及专业基础课之一。
了解材料的基本知识,逐步扩大材料的专业知识面,培养分析和解决有关材料问题的初步能力。
1、材料的定义与分类材料是人类用来制造有用的构件、器件或物品的物质。
材料与物质的区别:①对材料而言,可采用“好”或“不好”等字眼加以评价,对物质则不能这样;②材料总是和一定的用途相的;③材料可由一种物质或若干种物质构成;④同一种物质,由于制备方法或加工方法的不同,可成为用途各异的不同类型的材料。
按化学组成和结构特点:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料按材料性能:结构材料、功能材料按使用领域:建筑材料、电子材料、耐火材料、医用材料……2、材料的地位和作用材料是人类社会发展的基础和先导,是人类社会进步的里程碑和划时代的标志。
材料、能源、信息被称为人类社会的“三大支柱”。
纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要新材料的发现和应用,都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。
材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大变革,甚至引起一次世界性的技术革命,大大地加速社会发展的进程,从而把人类物质文明推向前进。
人类文明的发展史就是材料的发展史材料的发展史就是人类文明的发展史石器时代、青铜器时代、铁器时代、• • •、半导体时代新材料是高技术发展的基础,是工业革命和产业发展的先导3、材料的性质材料性质:是材料的功能特性和效应的描述,是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
材料性质描述:力学性质:强度、硬度、刚度、塑性、韧性材料在力的作用下所表现出的特性即为材料的力学性质。
(1)弹性模量弹性模量是指材料在弹性极限范围内,应力与应变(即与应力相对应的单位变形量)的比值,用E表示,即:(2)强度在外力作用下,材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
(有多种强度类型)材料在外力作用下发生塑性变形的最小应力叫屈服强度,用σs表示。
材料科学与工程导论材料科学与工程导论1 本课程的基本概念:材料科学虽然是一门基础科学,但是它涉及到诸如本课程的基本概念:表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论;同时也与信息科学、生命科学、深海和深空科学等现代科学技术紧密相连。
1.1材料与人类文明一、材料与人类文明发展(历史贡献)--石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料时代……陶器(china) 1.陶器出現是人类跨入新石器时代的重要标志之一,2.据目前已知的考古资料,中国的陶器制作至少已8000年以上的历史。
青铜:第一种合金1.青铜,古称金或吉金,是红铜与其它化学元素(锡、镍、铅、磷等)的合金。
2.史学上所称的“青铜时代”是指大量使用青铜工具及青铜礼器的时期。
3.到春秋战国時期,齐国工匠总结科技经验写成的《考工记》一书中,提出了「金有六齐」,这是世界科技史上最早的冶铜经验总结。
二、材料与人类现代文明--材料是发展高科技的先导和基石(一)支撑人类现代文明大厦的四大支柱技术1.材料科学与技术2.生物科学与技术3.能源科学与技术4.信息科学与技术* 其中材料是基础!材料的应用:计算机与材料;飞机和材料;复合科学材料能源。
(二)新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。
1.主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料;2.嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料;3.Si半导体材料为代表的太阳能电池材料;4.铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。
1.2材料科学概论化学成分不同的材料其性能也不相同。
但对于同一成分的材料,通过不同的加工工艺也可以使其性能发生极大的变化。
*可见,除化学成分外,材料内部的结构和组织状态也是决定材料性能的重要因素。
*材料科学与工程( MSE )四要素:材料的合成与制备;成分与组织结构;材料特性;服役行为与使用寿命。
《材料科学导论》“Introduction to Materials Science”小时))课程类型:专业平台课(54(54小时主讲人:杨振国室407室办公室:先进材料楼407电话:65642523话: zgyang@ 电子信箱:电子信箱电子信箱::本课程主要教学参考书课教参考1. W. F. Smith & J. Hasgemi, Foundations of Materials Science and Engineering (4ed)McGraw Hill and Engineering (4th ed) , McGraw Hill , ed) , McGraw Hill , 20062006 2. 石德珂主编,材料科学基础材料科学基础,机械工业出版社,,机械工业出版社,2003 3. R.W. Cahn, The Coming of Materials Science, Elsevier, 2001化学工业出版社2001注:(中译本)《走进材料科学走进材料科学》》,化学工业出版社, 2001 4. 冯端、师昌绪、刘治国,材料科学导论,化学工业出版社, 20025潘金生仝建民田民波材料科学基础5. 潘金生、仝建民、田民波,材料科学基础,清华大学出版社,2000.46. 胡赓祥、蔡珣主编,材料科学基础,上海交通大学出版社,2000.11课教参考本课程主要教学参考书7. 顾家琳编著,材料科学与工程概论,清华大学出版社,20058. J. P. Schaffer,The Science and Design of EngineeringMcGraw--Hill Companies Inc., 1999Materials,McGraw注:《工程材料科学与设计工程材料科学与设计》》(中译本) ,机械工业出版社,20039. D. R. AskelandAskeland,The Science and Engineering of Materials’9. D. R.9D R The Science and Engineering of Materials’(5th), Nelson , Division of Thomson Limited, 200610. W. D. CallisterCallister,Materials Science and Engineering: an 10. W. D.Introduction, John Wiley & Songs Inc.,200711. Y.W. Chuang,Introduction to Materials Science andEngineering, Taylor & Francis Group, 2007本课程网址:http://10.108.0.74/s/255/t/550/main.jspy第一章材料科学概论材料与物质1.1 材料与物质材料的分类1.2 材料的分类会1.3 材料与社会发展1.4 材料科学与工程1.5 材料科学在工程中的作用1.6 材料科学技术的发展重点1.1 材料与物质●材料是人类赖以生存和发展的物质基础, 也是一切科学技术的基础。
材料科学与工程导论复习提纲《概论,金属材料部分》1.什么是材料?2.什么是材料科学与工程3.传统上材料科学与工程的基本要素4.画出两种扩展模型5.材料的分类标准哪些?6.材料在社会各方面的作用7.FCC BCC HCP 结构8.什么是相图,它在材料研究开发中的作用。
9.从化学键的角度说明为什么金属材料一般都具有良好的物理、力学性能?10.根据Fe-C相图对铁基材料进行分类11.什么是有色金属,写出15种有色金属的名字和元素符号。
12.什么是稀土元素,结合电子结构说明,为什么它在各行各业种都有广泛的应用。
13.高炉炼铁,转炉炼钢的基本物理化学原理14.铝冶金流程图,由铝土矿制备Al2O3,进一步制备Al板带箔材的基本物理化学原理。
15.金属材料制备加工的一般工艺流程16.铝合金的分类,依据是什么?17.航空航天用金属结构材料的发展趋势。
18.请说明集成电路引线框架对铜合金性能有何要求。
19.钕铁硼稀土永磁材料的现状,生产工艺和投资案例分析。
20.金属材料腐蚀的种类。
21.高性能炭/炭航空刹车材料的制备技术22.简述一下我国金属材料现状和对策。
(是金属材料的生产大国,钢4亿多吨,有色金属1200万吨以上,但还不是生产强国。
依靠科技创新,发展材料的深加工,发展循环经济,注意资源的综合利用。
)23.什么叫复合材料?它的复合原理包含哪些?24.什么叫纳米材料,由于哪些效应使得纳米材料可能具有特殊性能。
25.什么叫非晶态材料(Bulk metallic glasses),它可能具有哪些特殊性能?26.什么叫生物材料,它有什么发展前景?27.我们的海量硬盘得益于一项什么科学技术,简单叙述其基本构成和原理。
最近我国材料科学家(谁)在复合材料研究方面取得了显著成绩,获得国家技术发明一等奖,结束了该奖项空缺6年的历史,这些成功范例,给予我们材料科技工作者极大的鼓舞。
结合这些事例,谈谈您对材料科学促进社会进步的认识和体会。