2018-2019-工程材料导论
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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。
第一章材料是宇宙间可用于制造有用物品的物质,是人类赖以生存的物质基础材料是人类文明的里程碑。
历史学家往往把制造工具的原材料作为社会发展的标志。
石器陶瓷青铜铁水泥钢硅高分子材料复合材料信息功能工程结构能源纳米生物智能化生态新材料技术是工业革命和产业发展的先导材料的发展史就是科学技术的发展史材料的可持续发展战略与生态环境材料材料按物理、化学性质分:金属无机非金属有机高分子复合材料科学与工程(MSE)材料成分-结构-合成与加工-性能-使用效能第二章材料性能:工艺性能是指制造工艺过程种材料适应加工的性能。
使用性能是指材料制成零件或产品后,在使用过程中能适应或抵抗外界对它的力、化学、电池、温度等作用而必须具有的能力。
载荷类型:静载荷、动载荷、变载荷载荷F(力)伸长量ΔL拉伸曲线应力σ应变ε应力-应变曲线名义工程试样能恢复到原状称为弹性形变卸去载荷后,试样不能恢复到原状,即有残余形变试样产生永久残余形变而不断裂的变形为塑性形变弹性极限:材料产生完全弹性形变时所承受的最大应力值弹性模量:金属材料在弹性状态下的应力与应变比值 E=σ/ε Mpa塑性:断裂前材料发生不可逆永久变形的能力断后伸长率:试样拉断后标距的伸长与原始标距之比δ=(L1-L0)/L0 mm断面收缩率:试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比ψ=(S0-S1)/S0 mm2屈服强度:载荷不增加而材料还继续伸长的现象为屈服,材料开始屈服时对应的应力σs 抗拉强度:材料在试样拉断前所承受的最大应力σb硬度是衡量金属材料软硬程度的指标布氏硬度HB(S,W):试应力F 直径D淬火钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间后卸除试应力,测量压痕直径d,计算出压痕球缺表面积S所承受的平均应力值洛氏硬度HR:工厂中应用最广泛的测试方法。
锥顶角为120的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球为压头,在规定载荷作用下压入被测金属表面,测定压痕深度疲劳极限:循环应力应变局部永久性累积损伤突然发生完全断裂蠕变:金属材料在较高温度和应力作用下产生缓慢塑性形变蠕变极限:在T下和规定试验时间t内,使试样产生一定蠕变伸长量的应力冲击吸收功最常用冲击试验方法:摆锤式一次性冲击试验摩擦:两个相互接触的物体或物体与介质间相对运动时出现的阻碍作用磨损:由于摩擦而导致材料表面逐渐损失以致表面损伤的现象电阻率:阻碍电流流动的度量数值上等于单位长度和单位面积的导电体电阻值只与材料性质有关Ωm电导率:电阻率倒数σ=S/m 其值越大,材料导电性能越好超导电性:一定的低温条件下材料突然失去电阻的现象性能指标:临界转变温度Tc 临界磁场Hc 临界电流密度Jc影响材料导电性的因素温度化学成分晶体结构杂质金属电阻率随温度升高而增大锑铋镓反例冷塑性变形是金属电阻率增大合金化对导电性有显著影响磁化:材料中磁矩排列时取向趋于一致而呈现出一定的磁性磁化率:M/H=χ磁导率:B/H=μ抗磁性:材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场方向相反顺磁性:………相同磁化曲线:磁感应强度或磁化强度与外加磁场强度的关系曲线磁滞回线:磁化一周得到一个闭合回线磁滞效应:磁感应强度的变化总落后与磁场强度的变化磁滞损耗:回线所包围的面积相当于磁化一周所产生的能量损耗软磁回线:瘦小高磁导率高饱和磁感强度较小矫顽力小磁滞损失硬磁回线:肥大较大矫顽力和剩磁硬磁由称永磁材料热容:在没有相变和化学反应下,材料温度升高1K时所吸收的热量J/K比(质量)热容:单位质量材料的热容J/(kgK) 摩尔热容J/(molK)热膨胀:物体的体积或长度随温度升高而增大的现象线膨胀系数:α温度上升1K,单位长度的伸长量,单位K-1 随温度升高而加大热传导:当固体材料一端的温度比另一端高时,热量就会从热端自动地传向冷端热导率:一定温度梯度下,单位时间通过单位垂直面积的热量J/(mKs)腐蚀是物质的表面因发生化学或电化学反应而受到破坏的现象材料的腐蚀是一种自发进行的过程,是物质由高能态向低能态的转变形式化学腐蚀:金属表面与非电解质直接发生化学反应而引起的破坏电化学腐蚀:金属表面与电解质溶液发生电化学反应引起的破坏老化:外观变化物理性能变化力学性能变化第三章材料结构组成材料原子(或离子,分子)的结构组成材料原子(或离子、分子)间的结合金属离子共价分子组成材料原子(或离子、分子)的排列晶体非晶体混合材料结构内存在缺陷面缺陷线缺陷点缺陷质子数Z决定元素本性核内质子和中子总数决定原子量原子直径埃A为单位A=10-10m 量子力学:微观粒子的波粒两象性海森堡测不准原理薛定谔方程根据结合键的不同状态,可把凝聚态分成五大类:液体液晶橡胶态玻璃态晶态结合键:原子间吸引力和排斥力合力结果离子键:正离子和负离子由于静电引力相互吸引,当它们充分接近时会产生排斥,引力,斥力相等即形成稳定的离子键。
(建筑工程管理)材料科学与工程导论材料科学和工程导论壹、材料的定义和分类材料是人类用于制造机器、构件和产品的物质,是人类赖以生存和发展的物质基础新材料,主要是指那些正在发展,且具有优异性能和应用前景的壹类材料。
为了规范新材料的含义,壹般把具备以下三个条件之壹的材料称为新(1.新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优良性能的材料。
如:C602.高技术发展需要,具有特殊性能的材料。
如:形状记忆合金3.由于采用新技术(工艺、装备)明显提高了性能,或者出现了新的功能的材料。
如:超级钢、纳米、超导材料、智能材料、生物医用材料)分类壹:按组成和结构划分(金属材料无机非金属材料高分子材料复合材料)分类二:按用途分(电子信息材料航空航天材料能源材料生物医用材料等)分类三:按性能分结构材料(高温合金、难熔金属、金属间化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金)功能材料(吸波材料、单晶硅、形状记忆材料)分类四:按应用和发展分(传统材料新材料如纳米铜、超导电缆)二、材料的地位和作用当代文明:能源材料信息新技术革命:信息技术新材料生物技术材料是人类社会发展的基础和先导新材料技术是工业革命和产业发展的先导俩次工业革命都是以新材料的发明和广泛应用为先导第壹次工业革命(18世纪):制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础。
第二次工业革命(20世纪中叶以来):单晶硅材料对电子技术的发明和应用起了核心作用。
新材料技术是社会现代化的先导21世纪重点发展的高技术领域的进展和趋势21世纪重点发展的高技术领域的材料选择新材料技术是高技术发展的基础21世纪重点发展的高技术领域的进展和趋势环境科学技术:探求人类和环境和谐共存方式空间科学技术:探索宇宙空间(多种用途的人货分离的新壹代航天飞行器、小卫星技术、太空攻防技术)新材料科学技术:探索物质结构(纳米技术、光电子材料、光子材料、新型功能材料、新型结构材料)新能源和再生能源:实现人类可持续发展(化石能源高效清洁利用技术、新能源‘核能、氢能’和可再生能源技术、天然气水合物的开发)信息科学技术:信网络技术、宽带通信技术、半导体技术、计算机智能技术生物科学技术:探索生命本质(基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学)海洋科学技术:探索海洋奥秘七大高新技术领域1.信息科学技术:正在发生结构性变革,仍然是经济持续增长的主导力量。