材料导论绪论课件.pptx

材料导论绪论课件

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PART01材料科学与工程概述

材料科学与工程定义材料科学与工程是研究材料的结构、性能、制备与加工、应用及其相互关系的学科。它涉及材料的成分、组织结构、制备工艺、性能与服役行为等方面，旨在探索材料内在规律，为材料设计、制备和应用提供科学依据。

材料分类及应用领域包括钢铁、有色金属等，广泛应用于机械制造、建筑、电子等领域。金属材料无机非金属材料有机高分子材料复合材料如陶瓷、玻璃等，用于制造电子器件、光学仪器、建筑材料等。包括塑料、橡胶、纤维等，广泛应用于包装、医疗、纺织等领域。由两种或多种不同性质的材料组成，具有优异的综合性能，用于航空航天、汽车制造等高端领域。

材料科学与工程发展历史古代材料科学与工程工业革命时期的材料科学20世纪的材料科学与工程当代材料科学与工程与工程早在古代，人类就开始使用石头、陶土、金属等自然材料进行制造和加工，积累了丰富的经验。工业革命时期，钢铁、有色金属等金属材料的大规模生产和应用推动了材料科学与工程的发展。20世纪以来，随着科学技术的进步，新材料不断涌现，如高分子材料、半导体材料、超导材料等，为现代工业和科技发展提供了有力支撑。进入21世纪，随着纳米技术、生物技术、信息技术等新兴技术的快速发展，材料科学与工程面临着新的挑战和机遇。

PART02材料结构与性能关系

原子结构与键合方式0102原子结构：原子核、电子排布、原子尺寸等。键合方式：离子键、共价键、金属键、范德华力等。03键合方式对材料性能的影响：强度、硬度、导电性等。

晶体结构与缺陷类型晶体结构：晶胞、晶格、晶界等。晶体缺陷类型：点缺陷、线缺陷、面缺陷等。晶体缺陷对材料性能的影响：塑性、韧性、热学性能等。

材料性能及其影响因素力学性能弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。电学性能导电性、介电性、半导体性等。热学性能热容、热导率、热膨胀系数等。环境性能耐腐蚀性、抗氧化性、老化性能等。

PART03材料制备与加工技术

原材料选择与预处理方法原材料种类01根据产品性能需求选择合适的原材料，如金属、陶瓷、高分子等。预处理目的0203去除原材料中的杂质、缺陷，提高材料的纯净度和均匀性。预处理方法包括熔炼、铸造、轧制、锻造等，以获得所需的材料形态和性能。

制造工艺及设备介绍制造工艺分类包括成形工艺、加工工艺和热处理工艺等。设备类型及作用如机床、冲压机、热处理炉等，用于实现材料加工和成形。制造工艺对材料性能的影响不同工艺参数对材料组织结构、力学性能等的影响。

加工过程中组织结构变化加工过程中的相变如金属材料的相变、陶瓷材料的晶粒长大等。组织结构演变加工过程中的残余应力如晶粒细化、位错密度变化等，对材料性能产生原因、对材料性能的影响及消除方法。的影响。

PART04材料性能测试与评价方法

力学性能测试方法拉伸测试压缩测试通过拉伸试验机对材料进行拉伸，测定其弹性模量、屈服强度、抗拉强度等力学性能指标。通过压缩试验机对材料进行压缩，测定其抗压强度、弹性模量等性能指标。弯曲测试冲击测试通过三点或四点弯曲试验机对材料进行弯曲，测定其抗弯强度、弹性模量等指标。通过冲击试验机对材料进行冲击，测定其冲击韧性、断裂韧性等指标。

物理性能测试方法密度测试热膨胀系数测试通过密度计或天平测定材料的密度，了解其质量特性。通过热膨胀仪测定材料的热膨胀系数，了解其热学性能。导热系数测试电导率测试通过导热系数测定仪测定材料的导热系数，了解其传热性能。通过电导率仪测定材料的电导率，了解其导电性能。

化学性能评价方法化学成分分析耐腐蚀性能测试通过光谱分析、质谱分析等方法测定材料的化学成分，了解其元素组成和含量。通过盐雾试验、电化学腐蚀试验等方法测定材料的耐腐蚀性能，了解其抗腐蚀能力。抗氧化性能测试热稳定性测试通过高温氧化试验等方法测定材料的抗氧通过热重分析、差热分析等方法测定材料的热稳定性，了解其热学性能和稳定性。化性能，了解其抗氧化能力。

PART05材料应用与发展趋势

传统材料改进与升级途径0102结构优化合金化通过改变材料的微观结构，提高其添加合金元素，改善材料的机械性力学性能和耐久性。能和耐腐蚀性。复合化表面改性将不同材料复合在一起，发挥各自优势，提高综合性能。采用物理、化学或机械方法，改变材料表面性质，以满足特定需求。0304

新型功能材料研究进展纳米材料高性能陶瓷具有独特的光、电、磁等性质，有望应用于催化、生物医学等领域。具有高硬度、高强度、耐高温等特点，广泛应用于航空航天、电子等领域。1超导材料在低温下具有零电阻和完全高分子功能材料磁通量量子化等特性，有望应用于能源、交通等领域。具有导电、导热、光学活性等功能，用于制造传感器、显示器等器件。

智能材料发展趋势预测自适应材料自修复材料能够根据外部环境变化自我调节性能，如智能调温织物。具有自我修复能