現代材料展特點

1、現代材料發(fā)展的特點現代材料發(fā)展的特點：明顯地超出了傳統組成和工藝范圍；明顯地超出了傳統組成和工藝范圍；創(chuàng)造出具有各種性能的新材料；創(chuàng)造出具有各種性能的新材料；在現代工業(yè)和科學技術上獲得廣泛的應用。在現代工業(yè)和科學技術上獲得廣泛的應用?，F代材料科學的重要研究內容：現代材料科學的重要研究內容：在嚴格控制材料組成和結構的基礎上，深入了解和研究各在嚴格控制材料組成和結構的基礎上，深入了解和研究各項物理化學性能。也是發(fā)展材料的主要途徑。項物理化學性能。也是發(fā)展材料的主要途徑。工程學看材料：工程學看材料：首先注意材料的物性，然后考慮它與外界條件相互作用出首先注意材料的物性，然后考慮它與外界條件相互作用出現

2、的各種現象，最后聯系到用途，作為制品出售。現的各種現象，最后聯系到用途，作為制品出售。 緒緒 論論材料與物性、現象、用途間的關系：材料與物性、現象、用途間的關系：具體化具體化現象現象經濟性經濟性材料材料作用作用改善改善原料原料工藝工藝條件條件物性物性用途用途以材料為中心，以材料為中心，從物性從物性 現象現象 用途周轉循環(huán)，用途周轉循環(huán)，巧妙地應用此表巧妙地應用此表征方法能容易做征方法能容易做到逐步地改進材到逐步地改進材料，不斷創(chuàng)造出料，不斷創(chuàng)造出性能更好、更穩(wěn)性能更好、更穩(wěn)定的制品。定的制品。 需了解以下內容：需了解以下內容：一、無機非金屬的材料的特性與應用一、無機非金屬的材料的特性與應用二、

3、材料的性能本質二、材料的性能本質三、材料的制備過程三、材料的制備過程四、材料設計的工作思路四、材料設計的工作思路五、無機材料物理性能課程研究的內容五、無機材料物理性能課程研究的內容六、相關課程六、相關課程七、本課程的理論與知識體系七、本課程的理論與知識體系一、無機非金屬的材料的特性與應用一、無機非金屬的材料的特性與應用 不同的化學組成和材料結構決定其具有不同的不同的化學組成和材料結構決定其具有不同的特殊性質和功能。特殊性質和功能。 例如：如高強，高硬，耐溫，耐腐，絕緣和各例如：如高強，高硬，耐溫，耐腐，絕緣和各種電，磁，光及生物相容性等，材料的這些性能，種電，磁，光及生物相容性等，材料的這些性

4、能，可以廣泛應用于機械，電子，宇航，醫(yī)學工程等各可以廣泛應用于機械，電子，宇航，醫(yī)學工程等各個方面，成為近代尖端科學技術的重要組成部分。個方面，成為近代尖端科學技術的重要組成部分。材料的結構包括：材料的結構包括：原子結構、原子間的結合狀態(tài)、鍵型或電原子結構、原子間的結合狀態(tài)、鍵型或電子結構、晶體結構、相的體系及其結合，它們尺寸子結構、晶體結構、相的體系及其結合，它們尺寸 因素各因素各類缺陷的存在及分布等。類缺陷的存在及分布等。 領域領域 特特 性性 應應 用用 光光、 電電、磁磁學學功功能能領領域域電電子子材材料料高絕緣性高絕緣性集成電路基片集成電路基片,封裝材料封裝材料,高頻絕緣材料高頻絕緣

5、材料鐵電鐵電,介電性介電性 圖像存儲元件，電光偏振光元件，電容器圖像存儲元件，電光偏振光元件，電容器壓電性壓電性點火元件，電子鐘表，超聲點火元件，電子鐘表，超聲 波元件，濾波器波元件，濾波器熱電性熱電性紅外檢測元件，探測器，溫度計，武器紅外檢測元件，探測器，溫度計，武器電子放射性電子放射性陰極射線管電子槍熱陰極，電子顯微鏡陰極射線管電子槍熱陰極，電子顯微鏡半導半導,傳感性傳感性電子發(fā)熱體，濕度傳感器，熱敏電阻，壓力傳感器，電子發(fā)熱體，濕度傳感器，熱敏電阻，壓力傳感器，穩(wěn)壓電源，自控系統電阻發(fā)熱元件（恒溫器），氣穩(wěn)壓電源，自控系統電阻發(fā)熱元件（恒溫器），氣體傳感器體傳感器離子導電性離子導電性氧量

6、傳感器，高爐的控制，鈉硫電池氧量傳感器，高爐的控制，鈉硫電池 無機材料的特性與應用無機材料的特性與應用光、光、電、電、磁磁學學功功能能領領域域光光電電陶陶瓷瓷 熒光性熒光性熒光體，彩色電視顯象管材料熒光體，彩色電視顯象管材料 偏振光性偏振光性電光偏振光元件電光偏振光元件 光電性光電性光電變換元件光電變換元件光光陶陶瓷瓷 透光性透光性耐高溫耐蝕透光性，窯爐觀察窗，半導性透可耐高溫耐蝕透光性，窯爐觀察窗，半導性透可 見光性見光性 光反射性光反射性耐高溫金屬特性耐高溫金屬特性反射紅外性反射紅外性透過可見光，反射紅外線特性（節(jié)能型窗玻璃）透過可見光，反射紅外線特性（節(jié)能型窗玻璃） 導光性導光性通信用光

7、纖，光通信光纜，胃攝象機通信用光纖，光通信光纜，胃攝象機磁性磁性陶瓷陶瓷軟，硬磁性軟，硬磁性電腦存儲元件，變壓器磁芯，磁帶，磁盤，磁電腦存儲元件，變壓器磁芯，磁帶，磁盤，磁頭，信用卡，冷頭，信用卡，冷 藏庫氣密磁門藏庫氣密磁門熱學功熱學功能領域能領域傳熱性傳熱性集成電路絕緣（散熱）基板集成電路絕緣（散熱）基板絕熱性絕熱性耐熱絕熱體，輕質絕熱體，節(jié)能型爐耐熱絕熱體，輕質絕熱體，節(jié)能型爐耐高溫性耐高溫性耐高溫結構材料，高溫爐，原子能反應堆材料耐高溫結構材料，高溫爐，原子能反應堆材料生物化生物化學功能學功能領域領域骨親和性骨親和性人工骨，人造牙根，人造關節(jié)人工骨，人造牙根，人造關節(jié)載體性載體性固定酶

8、載體，催化劑載體，生物化學反應控制器固定酶載體，催化劑載體，生物化學反應控制器耐蝕性耐蝕性理化儀器，化工材料，化工裝置內襯，原子能有關理化儀器，化工材料，化工裝置內襯，原子能有關材料材料催化性催化性水煤氣反應催化劑，耐熱催化劑，化學用催化劑水煤氣反應催化劑，耐熱催化劑，化學用催化劑 機機 械械 功功 能能 領領 域域高強度，耐磨性，高強度，耐磨性，非膨脹收縮性非膨脹收縮性超高精度全陶瓷車床，機床，測量機械，拉絲超高精度全陶瓷車床，機床，測量機械，拉絲模模高強度，耐高溫性高強度，耐高溫性高性能高效汽車發(fā)動機，燃氣輪機葉片高性能高效汽車發(fā)動機，燃氣輪機葉片高比強度性高比強度性汽車零件，人造衛(wèi)星機體

9、，火箭機體，飛機機汽車零件，人造衛(wèi)星機體，火箭機體，飛機機體體高模量高模量高爾夫球棒，網球拍，撐桿跳高撐桿，釣魚桿，高爾夫球棒，網球拍，撐桿跳高撐桿，釣魚桿，各種彈簧材料各種彈簧材料超硬性超硬性研磨材料，切削工具，磨削材料研磨材料，切削工具，磨削材料潤滑性潤滑性軸承材料，高溫潤滑材料軸承材料，高溫潤滑材料性能本質：性能本質：感應物理量與作用物理量呈一定的關系，感應物理量與作用物理量呈一定的關系，其中有一與材料本質有關的常數其中有一與材料本質有關的常數材料的性能。材料的性能。 二、材料的性能本質二、材料的性能本質作用作用物理物理量量 感應感應 物理量物理量公式公式材料內部的材料內部的 變化變化

10、材料材料 性性 能能性能的性能的 種類種類應力應力 形變形變 =s 原子發(fā)生相原子發(fā)生相對位移對位移柔性系數柔性系數 力學性能力學性能表面電表面電荷密度荷密度dd=c 原子發(fā)生相原子發(fā)生相對位移引起對位移引起偶極矩的變偶極矩的變化化壓電常數壓電常數 壓電性能壓電性能溫差溫差t形變形變 = t原子發(fā)生位原子發(fā)生位移移熱膨脹系熱膨脹系數數熱學性能熱學性能熱量熱量qq=ct原子振動加原子振動加強強熱容熱容熱學性能熱學性能溫差電溫差電動勢動勢v= t載流子的定載流子的定向運動向運動溫差電動溫差電動勢系數勢系數導電性能導電性能溫度溫度梯度梯度dt/dx熱流密熱流密度度qq= kdt/dx原子熱振動原子熱

11、振動的相互作用的相互作用熱導率熱導率熱學熱學性能性能 電電 場場 e電流電流密度密度jj= e荷電離子遠荷電離子遠距離的移動距離的移動電導率電導率導電導電性能性能極化強極化強度度pp= 0e宏觀電場宏觀電場荷電離子短荷電離子短距離的移動距離的移動介質電介質電極化率極化率介電介電性能性能離子的離子的偶極矩偶極矩 = e局部電場局部電場原子核與周原子核與周圍電子發(fā)生圍電子發(fā)生短距離的移短距離的移動動離子的離子的極化率極化率介電介電性能性能材料的材料的形變形變 =d e偶極矩的變偶極矩的變化化壓電常壓電常數數壓電壓電性能性能預燒預燒不預燒不預燒原料分析原料分析 回轉窯回轉窯配料配料造粒造粒氧化物氧化

12、物 法法化學共沉淀化學共沉淀 法法電解共沉淀電解共沉淀 法法鹽類分解鹽類分解 法法噴霧煅燒噴霧煅燒 法法低溫化學低溫化學 法法烘干烘干預燒預燒預壓預壓球磨球磨三、材料的制備過程三、材料的制備過程鐵鐵氧氧體體生生產產工工藝藝流流程程干壓成型干壓成型熱壓鑄熱壓鑄 成型成型沖壓成型沖壓成型擠壓成型擠壓成型 注漿成型注漿成型和蠟和蠟加熱加熱熔化熔化注漿注漿成型成型脫蠟脫蠟粘合劑粘合劑軋片軋片切割切割沖壓沖壓粘合劑粘合劑練泥練泥擠壓擠壓切割切割磨加工磨加工制粉制粉加解膠劑加解膠劑成懸浮液成懸浮液 注入注入石膏模石膏模 成型成型脫模脫模噴噴霧霧造造粒粒烘干烘干過篩過篩粘合劑粘合劑造粒造粒壓型壓型干燥干燥檢

13、驗包裝檢驗包裝生坯加工生坯加工燒結燒結熱壓燒結熱壓燒結機械加工機械加工四、材料設計的工作思路四、材料設計的工作思路改變結構改變結構制備制備觀測觀測測試測試 實際使用實際使用微觀組織結構設微觀組織結構設計計制備方法設制備方法設計計系統設計系統設計結構設計結構設計原料原料材料試樣材料試樣組織結構組織結構 特性特性可否可否評價評價五、無機材料物理性能課程研究的內容五、無機材料物理性能課程研究的內容 1 . 研究的對象研究的對象晶體、晶體、 陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥等的各種物理陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥等的各種物理性能不涉及化學性能。性能不涉及化學性能。2 . 研究的物理性能研究的物理性能機械性能、

14、熱學性能、電學性能、電到性能、介電機械性能、熱學性能、電學性能、電到性能、介電性能、壓電性能、磁學性能、光學性能性能、壓電性能、磁學性能、光學性能3 . 學習的內容學習的內容研究的性能基本上都是各個領域在研究和應用無機研究的性能基本上都是各個領域在研究和應用無機材料中，對它們提出來的一系列技術要求，即材料材料中，對它們提出來的一系列技術要求，即材料的本征參數。需了解以下內容：的本征參數。需了解以下內容： 首先，首先，掌握上述各類參數的物理意義和單位以及這些參數在實掌握上述各類參數的物理意義和單位以及這些參數在實際問題中所處的地位。際問題中所處的地位。其次，其次，要搞懂這些性能參數的影響因素，即性能和材料組成、要搞懂這些性能參數的影響因素，即性能和材料組成、結構的關系，性能參數的物理本質，結構的關系，性能參數的物理本質，物理模型、變化規(guī)律、以物理模型、變化規(guī)律、以及基本的性能測試方法，及基本的性能測試方法，為判斷材料優(yōu)劣，正確選擇和使用材為判斷材料優(yōu)劣，正確選擇和使用材料，改變材料性能，探索新材料