原版00---材料科学基础-上交PPT课件

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1、8/13/20211《材料科学基础》《FoundationsofMaterialsScience》主讲:杨爱民西安石油大学材料科学与工程学院Copyright1996-98©DaleCarnegie&Associates,Inc.前言Introduction材料(Materials)是国民经济的物质基础。广义的材料包括人们的思想意识之外的所有物质(substance)材料无处不在，无处不有3一、材料发展的历史进程(Historicalperspective)漫长而又曲折的历程：简单——复杂单一性能——综合性能结构材料——功

2、能材料单一材料——复合材料4石器时代5青铜器时代中国古代铁器的金相组织湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄**古代科技名著：“考工记”（先秦）、“梦溪笔谈”（宋代沈括）、“天工开物”（明代宋应星）《考工记》：“金有六齐”。“六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金、锡半，谓之鉴（意为镜）燧之齐。——成分——凡铸金之状，金与锡，黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之；然后可铸也。（炉火纯

3、青）——准确地记述了冶铜过程中颜色随炉温变化的规律。这种用肉眼来观测的光测高温技术，只有在青铜技术相当成熟的情况下，才有可能办到。**中国近代科技研究：乏善可陈*中国传统科技观：主张“见素抱朴，绝圣弃智”；西方科技观：“认识和征服自然，张扬个性”，主张“知识就是力量”。*伦理型文化：重自省、轻外求。排斥对事物剖析《礼记•王制》:“凡执技以事上者”,“不与士齿”,“作…奇技、奇器以疑众者,杀”堵塞了人们探求自然的道路。明代国子监：经史、律、礼仪、乐、射、书、算。结果政治家、思想家、文学家、诗人、教育家；缺少科学家,缺少专门从

4、事科学技术方面的人才。愚昧=落后=挨打**现代科技发展：科学技术是生产力材料科学受到重视和发展，被列为现代技术三大支柱之一。一整套材料体系门类全齐数量质量钢铁突破两亿七千万吨世界第一原子弹、氢弹、人造卫星、火箭长征三号运载火箭在发射架上的图片宝钢高炉二、材料分类(ClassificationofMaterials)三、本课程的研究对象工艺（合成与制备）使用性能组织结构与成分（化学、物理）（工程）（工程）8/13/202114四、本课程的主要内容本课程的主要内容：1.材料的微观结构，包括原子的排列方式，理想的完整结构、不完整

5、结构（3晶体缺陷）、4固体中原子和分子的运动（扩散）、5材料的形变和再结晶。2.材料组织结构的变化规律，包括6单元系的相变、7二元合金系的相变规律、8三元合金系的相变规律。3.实际材料的状态，包括晶体、非晶体、亚稳态。总学时数-----72h;作业：4—5次；实验：8h考试材料科学基础实验8h编号实验项目名称学时实验类型实验要求验设综演必选1金相试样的制备2√√2金相显微镜的使用及碳钢的平衡组织观察2√√3碳钢的热处理2√√4金属的塑性变形与再结晶2√√5Pb-Sn二元相图的测定2√√第一章原子结构和键合AtomicStr

6、uctureandInteratomicBonding物质(Substance)是由原子（atom）组成在材料科学中，最为关心原子的电子结构原子的电子结构—原子间键合本质决定材料分类：金属陶瓷高分子材料性能：物化力学※1原子结构（AtomicStructure）一、物质的组成（SubstanceConstruction）物质由无数微粒（Particles）聚集而成分子（Molecule）：单独存在保存物质化学特性dH2O=0.2nmM(H2)为2M（protein）为百万原子（Atom）：化学变化中最小微粒二、原子的结构1

7、879年J.JThomson发现电子（electron),揭示了原子内部秘密1911年E.Rutherford提出原子结构有核模型1913年N.Bohr将Bohratomicmodel描述原子中一个电子的空间和能量，可用四个量子数（quantumnumbers）表示核外电子的排布（electronconfiguration)规律三、元素周期表（periodicTableoftheElements)元素（Element）：具有相同核电荷的同一类原子总称，共116种，核电荷数是划分元素的依据同位素（Isotope）：具有相同的

8、质子数和不同中子数的同一元素的原子元素有两种存在状态：游离态和化合态（FreeState&CombinedForm)7个横行（Horizontalrows)周期（period）按原子序数（AtomicNumber)递增的顺序从左至右排列18个纵行（column）16族（Group），7个主族、7个副族、