材料科学概论

材料科学概论考点总结1·材料: 材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质(Materials is the stuff from which a thing is made for using.)2·材料的分类及类型:按服役领域分类：结构材料 (受力，承载)，功能材料 (半导体，超导体以及光、电、声、磁等)按化学组成分：金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料按材料尺寸分：零维材料，一维材料，二维材料，三维材料按结晶状态分：晶态材料，非晶态材料，准晶态材料3·材料科学：是一门以实体材料为研究对象，以固体物理，热力学，动力学，量子力学，冶金，化工为理论基础的交叉型应用基础学科。

4·材料的发展要素：材料的成分、组织结构、合成加工、性质与使用性能5·材料的力学性能：弹性模量，强度，塑性，断裂韧性，硬度6·塑性变形：材料在外力作用下产生去除外力后不能恢复原状的永久性变形称为塑性变形。

塑性变形具有不可逆性7·能带：满带，空带，价带，禁带8·磁性的分类：磁滞回线： Hc ：矫顽力 Hm：饱和磁场强度Br ：剩余磁感应强度 Bs：饱和磁感应强度9·不同材料的热导率特性：金属材料有很高的热导率，无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低，半导体材料的热传导，高分子材料热导率很低10·固溶体：合金的组元以不同的比例相互混合混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同这种相就称为固溶体.11·断裂韧度：是衡量材料在裂纹存在的情况下抵抗断裂的能力12·影响断裂失效的因素：（1）材料机械性能的影响（2）零件几何形状的影响（3）零件应力状态的影响（4）加工缺陷的影响（5）装配、检验产生缺陷的影响13·穿晶断裂：裂纹在晶粒内部扩展，并穿过晶界进入相邻晶粒继续扩展直至断裂（即蠕变）的抗力；以7001000/2.σ表示700℃下经1000h产生0.2%残余变形量的最大应力23·材料的持久强度：材料在高温长期载荷下对断裂的抗力；以50010000σ表示在500℃下经10000h发生断裂的应力值。

材料科学概论材料科学是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，是现代工程技术和工业生产的基础。

材料科学的发展对于推动科技进步、促进经济发展具有重要意义。

本文将从材料科学的基本概念、发展历程、研究内容和应用前景等方面进行介绍。

首先，材料科学是一门跨学科的学科，它涉及物理学、化学、力学、工程学等多个学科的知识。

材料科学的研究对象包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。

材料科学的研究内容主要包括材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的性能测试与评价以及材料的应用等方面。

其次，材料科学的发展历程可以追溯到人类社会的发展史。

从最早的石器时代、青铜时代到铁器时代，材料的发展推动了人类社会的进步。

随着工业革命的到来，材料科学得到了迅猛的发展，新材料的不断涌现为工业生产和科技创新提供了重要支撑。

材料科学的研究内容主要包括材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的性能测试与评价以及材料的应用等方面。

材料的结构与性能研究主要包括材料的晶体结构、微观结构、宏观结构以及材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等。

材料的制备与加工研究主要包括材料的制备工艺、材料的加工工艺以及材料的表面处理等。

材料的性能测试与评价主要包括材料的物理性能测试、化学性能测试、机械性能测试以及材料的可靠性评价等。

材料的应用研究主要包括材料在电子、航空航天、能源、环保、生物医药等领域的应用。

最后，随着科技的不断进步，材料科学的应用前景将更加广阔。

新材料的不断涌现将推动工业生产的转型升级，提高产品的质量和性能。

同时，材料科学的发展也将为环境保护、能源开发、生物医药等领域提供重要支撑，推动社会的可持续发展。

综上所述，材料科学作为一门重要的交叉学科，对于推动科技进步、促进经济发展具有重要意义。

我们应该加强对材料科学的研究和应用，不断推动材料科学的发展，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。

材料科学概论
材料科学概论的内容主要包括以下几个方面：
首先是介绍材料科学的概念，材料科学是应用物理、化学、生物学和工程技术去分析、认识、制造及开发物质结构和性质。

它将物理学，化学，物理化学，物理气体学，有机化学，材料物理，构筑物理结合起来，涉及材料特性，本质式结构，加工方法，安全性等方面，是工程技术解决实际问题的基础。

其次，介绍材料科学的应用领域，材料科学的应用非常广泛，涉及工业，航空，军工，能源，生物技术和计算机技术等，它能提供实际的物理和化学物质的结构与性质的解释，从而更加充分地利用各种材料，满足科研和工业生产所需。

最后，简要概括材料科学和材料工程之间的相互关系，材料科学作为基础科学，提供材料物理和化学的本质，材料工程利用材料科学研究成果，制定适用于特定目的材料性质，实用工程技术，研制出符合市场需求的先进材料，材料科学和材料工程是用于解决实际问题的有效工具。

总之，材料科学涉及到各个方面的物理和化学物质，其应用为工业提供了重要支持，材料科学和材料工程之间的相互关系也一直在发挥着重要作用。

复习特种陶瓷—材料的结构—．材料科学—无机非金属材料—失效—特种陶瓷—硅酸盐水泥—热处理—纳米材料判断题1. 低碳钢的硬度及塑性均比高碳钢的高。

错2. 橡胶是在高弹态下使用的高分子材料。

对3. 玻璃是一种晶体材料，它具有透光性、抗压强度高、但脆性大的特点。

错4. 位错、空位、间隙原子都是实际晶体中的点缺陷。

错5. 什么是材料？如何进行分类?材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质。

6. 什么是材料的成分？什么是材料的组织？什么是材料的结构？材料的成分是指组成材料的元素种类及其含量，通常用质量分数（w），也可以用粒子数分数表示。

材料的组织是指在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反应各组成相形态、尺寸和分布的图像。

材料的结构主要是指材料中原子的排列方式。

7. 材料科学与工程的四大要素是什么？材料成分，结构，工艺，性能。

8. 传统陶瓷坯料常见的成形方法及生产工艺？9. 什么是高分子材料？高分子材料具有哪些性能特点？高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。

力学性能：最大的特点是高弹性和黏弹性。

电性能：绝大多数高分子材料为绝缘体。

热性能：绝热性。

10. 什么叫复合材料？按基体材料分为哪几类？复合材料指由两种或更多种物理性能、化学性能、力学性能和加工性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。

复合材料可分为基体相和增强相。

按基体分为树脂基、金属基陶瓷基。

11. 陶瓷由哪些基本相组成？它们对陶瓷的性能有什么影响？晶体相、玻璃相、气相。

12. 简述提高陶瓷材料强度及减轻脆性的途径？13. 按照用途可将合金钢分为哪几类？机器零部件用钢主要有哪些？可分为结构钢，工具钢，特殊钢和许多小类。

轴，齿轮，连接件。

14. 材料典型的热处理工艺有哪些？什么叫回火?退火、正火、淬火、回火。

钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的性能，将其加热Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺叫做回火。

材料科学概论材料科学是一门研究材料的组成、结构、性能和制备方法的学科。

它涉及到金属、陶瓷、高分子材料和复合材料等各种材料的研究和应用。

材料科学的发展对于推动现代工业、科技和生活的发展起着至关重要的作用。

首先，材料科学研究的对象是各种材料。

材料是构成一切物体的基础，它们的性能直接影响着物体的功能和使用寿命。

材料科学家通过对材料的组成、结构和性能进行研究，可以改善材料的性能，开发新的材料，提高材料的利用率，从而推动科技的进步和社会的发展。

其次，材料科学的研究内容包括材料的结构与性能。

材料的结构决定了它的性能。

通过对材料的微观结构和宏观性能进行研究，可以了解材料的内部构造和性能表现，为材料的设计、制备和应用提供科学依据。

例如，金属材料的晶体结构决定了其机械性能，高分子材料的分子结构决定了其力学性能和耐久性能，陶瓷材料的晶粒结构决定了其导热性能和耐磨性能。

再次，材料科学的发展对于推动材料工程的进步起着至关重要的作用。

材料工程是一门综合性的学科，它涉及到材料的设计、制备、加工和应用等方面。

材料科学的发展为材料工程提供了新的材料和新的技术手段，推动了材料工程的发展。

例如，纳米材料、复合材料和功能材料等新型材料的出现，为材料工程的发展提供了新的机遇和挑战。

最后，材料科学对于推动现代工业的发展起着至关重要的作用。

材料是现代工业的基础，它们的性能直接影响着产品的质量和性能。

材料科学的发展为工业提供了新的材料和新的技术手段，推动了工业的进步。

例如，高强度、高韧性和耐腐蚀的新型材料的出现，为航空航天、汽车制造、电子设备和医疗器械等领域提供了新的材料选择。

总之，材料科学是一门重要的学科，它的发展对于推动科技进步、工业发展和社会进步起着至关重要的作用。

随着科技的不断进步和社会的不断发展，材料科学将会得到更加广泛的应用和推广，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

材料科學概論(一)第一章作業名詞解釋(1)PTFE 聚四氟乙烯、鐵氟龍化學式是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。

聚四氟乙烯廣泛應用於各種需要抗酸鹼和有機溶劑的場合，並被用來製作不粘鍋以及乾式變壓器。

聚四氟乙烯很軟，因此經常用於塗層。

(2)PVC 聚氯乙烯、化學式-(CH2CHCl)-n是一種使用一個氯原子取代聚乙烯中的一個氫原子的高分子材料。

由於其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用於各行各業各式各樣產品。

(3)PS 聚苯乙烯、化學式是一種無色透明的熱塑性塑料。

具有高於攝氏100度的玻璃轉化溫度聚苯乙烯的化學穩定性比較差，溫度超過75到95°C會釋放出苯乙烯。

易被強酸強鹼腐蝕(如未經稀釋的橙汁），但可以被多種有機溶劑溶解，如丙酮、乙酸乙酯。

不抗油脂，受到紫外光照射後易變色。

聚苯乙烯質地硬而脆，無色透明，可以和多種染料混合產生不同的顏色。

發泡聚苯乙烯（俗稱保麗龍）也被用於建築材料，具吸音、隔音、隔熱等效果。

(4)PE 聚乙烯、化學式- (CH2-CH2) n -是日常生活中最常用的高分子材料之一，大量用於製造塑料袋聚乙烯抗多種有機溶劑，抗多種酸鹼腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。

在氧化性環境中聚乙烯會被氧化。

(5)GFRP 玻璃纖維增強塑膠（Glassfiber Reinforced Plastic,俗稱玻璃鋼）,是一種有機非金屬跟無機非金屬複合的塑膠基複合材料,包含機體和增強體兩部分。

GFRP具有良好的電絕緣性能和粘結性能,較高的機械強度和耐熱性,可塑性極強,成型收縮率小,體積較輕,施工方便。

(6)CFRP 碳纖維增強複合材料CFRP被廣泛運用於工程中，如橋樑加固、維修。

工程中結構因時間積累，產生結構破壞。

採用碳纖維結構加固、維修的方法是現代工程技術常用的方法。

CFRP還被廣泛應用在軍事，航空，體育用品，賽車等領域。

(7)PC 聚碳酸酯化學式是一種無色透明的無定性熱塑性材料，耐酸、耐油。

材料科学概论新材料科学概论课程编码：202607课程英文译名：New Materials Outline课程类别：专业选修课开课对象：机电学院开课学期：第6学期学分：2 总学时：32 理论课学时：32学时实验学时：0学时；上机学时：0学时先修课程：工程材料与成形技术基础教材：《新材料概论》陈光崔宗主编，科技出版社，北京，2003年参考书：《材料科学概论》北京工业大学出版社许并社主编2002.5出版一、课程的性质、目的与任务新材料科学概论是反映材料科学进展、介绍新型材料及其应用的提高性技术基础课。

本课程在机械类本科专业中的地位属于选修课。

本课程的任务是使学生了解材料工程的发展状况，了解必要的现代的新型材料的科学知识和未来材料的发展方向。

使学生熟悉处理材料新问题的方法，开拓思路，提高分析问题和解决问题的能力。

二、课程的基本要求本课程目的是使学生对材料科学与工程建立整体与全貌的认识，了解现有材料的分类、特性、应用范围及其与相关学科领域的关系，把握高技术新型先进材料发展趋势。

本课程内容由材料学纲要、无机非金属材料新材料、生物材料、功能复合材料、纳米材料、高分子新材料和非晶合金等组成。

课堂教学要求的内容主要有：1．材料的设计；2．材料的成分与组织结构；3．材料的合成与加工；4．材料的性质和特点；5．材料的性能；6．新材料的发展和应用。

三、课程的基本内容及学时分配第一章材料科学与工程综述 2学时1.1材料及其分类1.2材料是人类社会进步的里程碑1.3先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导1.4材料科学与工程的形成与内涵1.5材料组成、制备、结构、性能和使用效能之间的关系1.6材料的应用第二章结构材料 2学时2.1材料的性能2.2金属材料2.3陶瓷材料2.4高聚物材料第三章电性材料 2学时3.1导体、半导体和绝缘体材料3.2超导材料3.3铁电、压电和介电材料第四章磁性材料 2学时4.1材料的磁性4.2物质磁性分类4.3磁性材料的分类4.4 几种新型磁性材料4.5磁性材料的应用第五章超导材料 2学时5.1零电阻现象5.2产生超导的原因5.3超导体的临界条件5.4超导材料的发展5.5超导氧化物5.6超导材料的应用与前景第六章光学材料 2学时6.1光纤材料6.2光色材料6.3红外材料第七章新能源材料 2学时7.1概述7.2新型二次电池7.3燃料电池第八章生物材料 2学时8.1概述8.2硬组织相容性材料8.3软组织相容性材料8.4血液相容性材料8.5生物降解材料第九章环境材料 2学时9.1环境材料的提出9.2环境材料的定义与研究内容9.3材料的环境协调性评价9.4材料的生态设计9.5材料的环境友好加工9.6传统材料的环境材料化9.7天然材料的加工和应用9.8绿色包装材料9.9绿色建材9.10环境净化、替代和修复材料9.11环境降解材料第十章智能材料 2学时10.1智能材料概述10.2电/磁流变智能材料10.3磁致伸缩智能材料第十一章形状记忆材料 2学时11.1形状记忆效应11.2形状记忆合金11.3形状记忆陶瓷11.4形状记忆聚合物第十二章梯度功能材料 2学时12.1梯度功能材料及其特点12.2热防护梯度功能材料12.3梯度折射率材料12.4梯度功能材料的应用第十三章复合材料 2学时13.1复合材料概述13.2增强材料13.3纤维增强材料13.4金属基复合材料13.5陶瓷基复合材料13.6碳/碳复合材料第十四章纳米材料 2学时14.1基本概念14.2纳米材料的诞生、发展与纳米科技的起源14.3纳米科技的崛起14.4纳米材料的特异效应14.5纳米结构单元14.6纳米组装体系第十五章软物质 2学时15.1概述15.2软物质的基本特征15.3软物质中熵的作用15.4软物质的自组织15.5几种典型的软物质体系考试 2学时四、习题及课外教学要求对课程的重点和难点：课堂讨论并讲解。

材料科学导论是化学工业出版社于2012年出版的一本书。

作者是胡珊和李震。

本书可作为材料和相关专业的教材，也可作为材料研究人员的参考书。

材料科学概论包括7章。

第一章介绍了材料和材料科学研究的内容和任务，材料的种类，性质，应用，材料的发展现状和趋势。

用金属植入物固定骨折端是目前临床治疗中最基本的方法。

骨科作为这一过程的主人，必须了解并控制金属植入物的各种材料特性。

（一）植物内部刚度控制指标假体的刚度是抵消骨折端变形的重要指标，与骨折端的稳定性密切相关。

固定其他因素后，刚度会受到许多因素的影响：首先，内生菌的材料模量影响内生菌的硬度。

对于形状和大小相同的内生菌，基础材料的模量越大，其刚度就越大。

相反，基础材料的弹性模量越小，其刚度越小。

例如，在相同条件下，钢板的刚度较大，而钛板的刚度较小，因此可以通过在允许的强度范围内改变内生菌的材料来控制内生菌的刚度。

其次，内生菌的几何参数影响内生菌的刚度。

当内生菌的长度和材料相同时，内生菌的硬度随横截面参数的增加而增加，因此可以通过在允许的强度范围内增加或减少内生菌的横截面参数来控制内生菌的硬度。

同样，在相同的横截面参数条件下，内生菌越长，其刚度越小，相反，其长度越小，其刚度就越大，因此可以通过增加或减少其内生菌的刚度来控制临床长度。

第三，力的作用方式影响内部植物的刚度。

当内部植物抵抗弯曲应力时，较小的应力可能导致内部植物产生相对较大的变形，即表现出相对较小的刚度；当内生菌抵抗拉力和压力时，内生菌在相同应力下产生相对较小的变形，因此内生菌在该应力下显示出更大的刚度。

因此，根据不同的载荷模式，通常在材料力学中会使用不同的刚度名称，例如拉伸和压缩刚度，剪切刚度，扭转刚度，弯曲刚度等。

（二）内固定强度控制指标材料力学表明，内置物的强度与材料，技术水平，几何参数，作用力的类型和大小等密切相关。

在临床上，有许多方法可以提高内生菌的强度。

1·材料: 材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质(Materials is the stuff from which a thing is made for using.) 2·材料的分类及类型:按服役领域分类：结构材料 (受力，承载)，功能材料 (半导体，超导体以及光、电、声、磁等)按化学组成分：金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料按材料尺寸分：零维材料，一维材料，二维材料，三维材料按结晶状态分：晶态材料，非晶态材料，准晶态材料3·材料科学：是一门以实体材料为研究对象，以固体物理，热力学，动力学，量子力学，冶金，化工为理论基础的交叉型应用基础学科。

4·材料的发展要素：材料的成分、组织结构、合成加工、性质与使用性能5·材料的力学性能：弹性模量，强度，塑性，断裂韧性，硬度6·塑性变形：材料在外力作用下产生去除外力后不能恢复原状的永久性变形称为塑性变形。

塑性变形具有不可逆性7·能带：满带，空带，价带，禁带8·磁性的分类：磁滞回线： H c：矫顽力 H m：饱和磁场强度B r：剩余磁感应强度 B s：饱和磁感应强度9·不同材料的热导率特性：金属材料有很高的热导率，无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低，半导体材料的热传导，高分子材料热导率很低10·固溶体：合金的组元以不同的比例相互混合混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同这种相就称为固溶体.11·断裂韧度：是衡量材料在裂纹存在的情况下抵抗断裂的能力12·影响断裂失效的因素：（1）材料机械性能的影响（2）零件几何形状的影响（3）零件应力状态的影响（4）加工缺陷的影响（5）装配、检验产生缺陷的影响13·穿晶断裂：裂纹在晶粒内部扩展，并穿过晶界进入相邻晶粒继续扩展直至断裂14·沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展导致断裂15·磨损的定义：在机件表面互相接触并作相对运动产生的摩擦过程中，会有微小颗粒从表面不断分离出来形成尺寸和形状不同的磨屑，使材料逐渐损失，导致机件尺寸变化和质量损失，这种表面损伤现象即为磨损。