材料專業(yè)英語匡少平第一版市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

1、Specialized English for Material chemistry專業(yè)英語（材料）1第1頁CONTENTS第一章 專業(yè)英語特點(diǎn)（4）第二章 專業(yè)英語翻譯（2）第三章 材料專業(yè)英語文件選讀(24）第四章 專業(yè)英語寫作（2）2第2頁第三章 材料專業(yè)英語文件選讀(22課時)Part I Introduction to Materials Science and Engineering 4篇Part II Metallic Materials and Alloys 1篇Part III Ceramics 3篇Part IV Polymers 2篇Part V Composites 3

2、篇3第3頁Unit 1 Materials Science and EngineeringUnit 2 Chemical Banding and Solid MaterialsUnit 3 Classification of MaterialsUnit 4 Structure-Property Relationships of MaterialsPart I Introduction to Materials Science and Engineering 4第4頁材料地位和作用 Definition of Materials Science and Engineering Why Study

3、 Materials Science and Engineering ?Unit 1 Materials Science and Engineering5第5頁1、材料地位和作用 材料是人類進(jìn)步里程碑6第6頁總結(jié)集成電路單晶硅片電子管鎢、鉬晶體管鍺、硅半導(dǎo)體材料是一切科學(xué)技術(shù)物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)7第7頁指導(dǎo)補(bǔ)充完善Research and production materials Materials Science 理論角度研究“Why” Materials Engineering 制造角度處理“how to do”提供理論依據(jù)奠定工藝基礎(chǔ)basic science提供技術(shù)奠定工業(yè)基礎(chǔ)applied

4、 science內(nèi)容2、Definition of Materials Science and Engineering 研究材料組成、結(jié)構(gòu)、性能、制備工藝和使用效能以及它們之間關(guān)系科學(xué)。8第8頁材料：研究材料組成、結(jié)構(gòu)、性能、制備工藝和使用效能以及它們之間關(guān)系科學(xué)，愈加關(guān)注宏觀性能macroscopic properties 。物理、化學(xué)：基礎(chǔ)學(xué)科，研究原子和分子微觀結(jié)構(gòu)micro-structure of atoms and molecules , 解釋純物質(zhì)性質(zhì)。3、The difference between Materials, chemistry and physics subjec

5、t二者關(guān)系9第9頁P(yáng)erformance使用性能Synthyses and processing 合成與加工Properties性質(zhì)Compositions and structure成份與結(jié)構(gòu) 4、Four components of materials10第10頁Four components of materials 1. synthesize and processingmechanicalload or forceopticalelectromagnetic or light radiationelectricalelectric fieldthermal temperature d

6、ifferencemagneticmagnetic fielddeteriorative O2, H2Osubatomic structure 亞原子結(jié)構(gòu)atomic structure 原子結(jié)構(gòu)microscopic structure 微觀結(jié)構(gòu)macroscopic structure 宏觀結(jié)構(gòu)2. Compositions and structure3. properties4. performancestructure11第11頁subatomicatomicmicroscopicmacroscopic12第12頁performance性能折中標(biāo)準(zhǔn)(compromise)reliabi

7、lity可靠性 Excellent deterioration 化學(xué)穩(wěn)定性好price價格 經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)(economics) 5：Material selection criteria材料選擇標(biāo)準(zhǔn)13第13頁14第14頁Unit 2 Chemical Bonding and Solid Materials 1、bonds2、classification of materials based on the interatomic bonding 3、structure of metals4、polymers15第15頁strong primary bonds (interatomic)metall

8、ic bondingcovalent bondingionic bondingweak secondary bonds van der Waals bonding hydrogen bonding bonds 1、bonds 16第16頁金屬鍵17第17頁離子鍵18第18頁共價鍵19第19頁干冰取向力誘導(dǎo)力色散力范德華力20第20頁水氫鍵21第21頁結(jié)合鍵類型實(shí)例結(jié)合能 ev/mol主要特征離子鍵LiClNaClKClRbCl8.637.947.206.90無方向性，高配位數(shù)，低溫不導(dǎo)電，高溫離子導(dǎo)電共價鍵金剛石SiGeSn1.371.683.873.11方向性，低配位數(shù)，純金屬低溫導(dǎo)電率很小

9、金屬鍵LiNaKRb1.631.110.9310.852無方向性，高配位數(shù)，密度高，導(dǎo)電性高，塑性好分子鍵(范德華鍵)NeAr0.0200.078低熔點(diǎn)、沸點(diǎn)壓縮系數(shù)大，保留分子性質(zhì)氫鍵H2OHF0.520.30結(jié)協(xié)力高于無氫鍵分子晶體中鍵型22第22頁2、classification of materials based on the interatomic bonding metals:ceramics:polymers:ionic bonding covalent bondingcovalent bonding weak bondingmetallic bondingclassifica

10、tion23第23頁四種材料性能比較材料種類化學(xué)組成結(jié)合健主要特征金屬材料金屬元素金屬鍵有光澤； 塑性、較高強(qiáng)度和剛度； 導(dǎo)電、導(dǎo)熱無機(jī)非金屬材料氧和硅或其它金屬化合物、碳化物、氮化物離子鍵、共價鍵脆、無塑性、高強(qiáng)、耐高溫、耐蝕； 具特殊物理性能（功效）高分子材料碳、氫、氧、氮、氯、氟等共價鍵、分子健輕、比強(qiáng)度高、剛度小、橡膠含有高彈性、耐磨、耐蝕、耐高溫差、易老化復(fù)合材料兩種或兩種以上不一樣材料組合而成比強(qiáng)度和比模量高、抗疲勞、高溫和減震性能好； 功效復(fù)合24第24頁3、structure of metals face-centered cubic structure 面心立方結(jié)構(gòu)（立方密堆

11、結(jié)構(gòu)）hexagonal close- packed structure 六方密堆結(jié)構(gòu)body-centered cubic structure 體心立方結(jié)構(gòu)Fcc:Hcp:Bcc:25第25頁4、polymersthermoplastic: 熱塑性thermosetting: 熱固性polymersreticular structure linear structure 26第26頁27第27頁Unit 3 Classification of Materials 1、Composition and chemical bonding 2、performance 3、purpose 4、sour

12、ce 5、structure based on28第28頁traditionaladvancedceramicsglasscementrefractoryplasticrubberfiberadhesivecoating polymer matrixmetal matrixceramic matrixmetalsinorganic non-metallic materials (ceramics): polymerscomposites1、Classification based on the make up and bonding29第29頁材料按物理化學(xué)屬性分類性能比較材料種類化學(xué)組成結(jié)合

13、健主要特征金屬材料金屬元素金屬鍵有光澤； 塑性、較高強(qiáng)度和剛度； 導(dǎo)電、導(dǎo)熱無機(jī)非金屬材料氧和硅或其它金屬化合物、碳化物、氮化物離子鍵、共價鍵脆、無塑性、高強(qiáng)、耐高溫、耐蝕； 具特殊物理性能（功效）高分子材料碳、氫、氧、氮、氯、氟等共價鍵、分子健輕、比強(qiáng)度高、剛度小、橡膠含有高彈性、耐磨、耐蝕、耐高溫差、易老化復(fù)合材料兩種或兩種以上不一樣材料組合而成比強(qiáng)度和比模量高、抗疲勞、高溫和減震性能好； 功效復(fù)合30第30頁structure materials半導(dǎo)體 Semiconductor超導(dǎo)體 Superconductor磁性材料 Magnetic materials光電材料 Optoelect

14、ronic Materials 生物材料 Biomaterials智能材料 Smart Materials納米材料 Nanomaterials 超硬材料 Super-hard Materials 高溫結(jié)構(gòu)材料 High-TemperatureStructuralMaterials 高強(qiáng)高韌材料 High strength and high toughness material 2、classification based on the performance functional materials31第31頁能源材料 Energy Materials環(huán)境材料 Environmental Ma

15、terials信息和通信材料 Information and Communication Materials包裝材料 Packaging Materials 航空航天材料Aerospace Materials 生物醫(yī)用材料Bio-Medical Materials 3、classification based on the purpose 32第32頁natural materialsman-made materialssingle crystalpolycrystal4、classification based on the source 5、classification based on

16、the structure 6、customary classificationcrystal materialsamorphousliquid crystaltraditional materialsadvanced materials33第33頁34第34頁（Mechanical properties of metallic materials） Unit 4 Structure-Property Relationships of Materials 1、應(yīng)力-應(yīng)變曲線 stress-strain curves2、剛度 stiffness3、強(qiáng)度 strength 4、延展性 ductil

17、ity5、硬度 hardness6、韌性 toughness7、疲勞強(qiáng)度fatigue strength8、高溫力學(xué)性能（蠕變creep）35第35頁(a) brittle materials 脆性材料(b) ductile materials 延性材料(c) elastic materials 彈性材料1、stress-strain curves36第36頁拉伸試驗37第37頁彈性變形階段elastic deformation塑性變形階段plastic deformation屈服階段yield 強(qiáng)化階段harden頸縮階段neck down斷裂break 屈服強(qiáng)度 yield stress

18、：是指材料產(chǎn)生顯著塑性變形時應(yīng)力抗拉強(qiáng)度 tensile stress b ：是指材料拉伸時所能承受最大應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線（-曲線）剛度stiffness 強(qiáng)度strength38第38頁材料在載荷作用下抵抗彈性變形能力。反應(yīng)材料剛度指標(biāo)是彈性模量。 E=/ 材料在載荷作用下抵抗顯著塑性變形或破壞最大能 力?？估瓘?qiáng)度抗壓強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度按作用力方式不一樣2、剛度 stiffness3、強(qiáng)度strength：39第39頁塑性：斷裂前發(fā)生永久變形能力。 延展性: 在捶擊或拉引下易已形成薄片和細(xì)絲性質(zhì)。普通用伸長率()或斷面收縮率()來反應(yīng)材料塑性好壞。3、塑性plastic (延展性d

19、uctility)伸長率： =(L1-L0)/L0斷面收縮率：=(S0-S1)/S0 a.材料可經(jīng)過局部塑性變形來削減應(yīng)力峰，緩解應(yīng)力集中，從而預(yù)防突然破壞。 b.經(jīng)過發(fā)生塑性變形和所以引發(fā)形變強(qiáng)化，可提升抵抗過載能力。 c.假如零件失效前產(chǎn)生塑性變形，因為塑性變形可吸收大量能量，可使失效破壞性降到最小。 d.好塑性有利于壓力加工成型工藝。40第40頁抵抗其它較硬物體壓入表面能力。慣用硬度試驗方法有布氏、維氏和洛氏試驗。 布氏硬度洛氏硬度維氏硬度4、硬度hardness41第41頁洛氏硬度計布氏硬度計42第42頁指材料在塑性變形和斷裂全過程中吸收能量能力，是材料強(qiáng)度和塑性綜合表現(xiàn)。 材料抵抗裂

20、紋萌生與擴(kuò)展能力。度量韌性指標(biāo)有沖擊韌性、 斷裂韌性。5、 韌性toughness43第43頁疲勞斷裂概念 零件在交變載荷作用下經(jīng)較長時間工作而發(fā)生突然斷裂現(xiàn)象(交變載荷是指大小、方向隨時間發(fā)生周期性循環(huán)改變載荷)疲勞斷裂特點(diǎn)斷裂時應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料靜載下抗拉強(qiáng)度，甚至屈服強(qiáng)度, 疲勞斷裂屬低應(yīng)力脆斷。斷裂前不論是韌性材料還是脆性材料均無顯著塑性變形，是一個無預(yù)兆、突然發(fā)生斷裂，所以危險性極大。6、疲勞強(qiáng)度fatigue strength44第44頁45第45頁P(yáng)art II Metallic Materials and AlloysUnit 5 An Introduction to Metall

21、ic Materials46第46頁1、classification of metals 2、structure of Alloy phase Unit 5 An Introduction to Metallic Materials47第47頁pure metalsalloys: 由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬，經(jīng)過 熔煉、燒結(jié)或其它方法組合而成并含有金屬特征 物質(zhì)。 1、 classification of metals 48第48頁超強(qiáng)塑性鈦合金硬而輕鋁合金不銹鋼航空航天材料49第49頁高熔點(diǎn)鉑鐒合金低熔點(diǎn)保險絲耐磨合金高硬度刀具50第50頁形狀記憶合金（a）沒放入熱水前 (b) 放入

22、熱水后51第51頁固溶體solid solution2、structure of Alloy phase Hume-Rothery規(guī)則 ：結(jié)構(gòu)相同、原子尺寸、電化學(xué)特征相近，才能 形成無限固溶體金屬間化合物intermetallic compounds電負(fù)性electronegativity 正常價化合物: normal valence compound eg: Mg2Sn、Mg2Pb 原子尺寸atomic size 間隙化合物: gap compounds eg: Fe3C 電子濃度electron concentration 電子化合物: electron compound 休姆-羅塞里相

23、(HumeRothery) eg: Cu5Sn，CuZn C3/2 成份原子價52第52頁 類型項目Solid solutionA1-xBxCompoundsAmBnphase均一單相均一單相structure結(jié)構(gòu)與基質(zhì)相同A structure結(jié)構(gòu)既不一樣于A也不一樣于BNew structureA/B固溶百分比不定m : n(整數(shù)比或靠近整數(shù)比一定范圍內(nèi))53第53頁54第54頁P(yáng)art III Ceramics Unit 6 Introduction to Ceramics () Unit 7 Introduction to Ceramics ()Unit 8 Ceramic Proce

24、ssing Methods55第55頁DefinitionHistory and impact on societyUnit 6 Introduction to Ceramics () 1、classification of ceramics 2、 Application of ceramics3、 Professional Phrase 56第56頁Traditional ceramics(silicate -based)Advanced ceramics(oxide, nitride, carbide, boride)ceramicsglassrefractorycementbased o

25、n structurebased on form single crystal polycrystal amorphous powderfibercoating blockceramics1、 classification of ceramics 57第57頁按用途不一樣分類日用陶瓷藝術(shù)陶瓷工業(yè)陶瓷建筑衛(wèi)生陶瓷化工陶瓷電瓷特種陶瓷： 甩于各種當(dāng)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)特種陶瓷制品，有高鋁氧質(zhì)瓷、鎂石質(zhì)瓷、鈦鎂石質(zhì)瓷、鋯英石質(zhì)瓷、鋰質(zhì)瓷、以及磁性瓷、陶瓷基金屬陶瓷等。58第58頁按所用原料及坯體致密程度分類可分為： 粗陶（brickware or terra-cotta） 細(xì)陶 （potttery）

26、 炻器 （stone Ware） 半瓷器 （semivitreous china） 瓷器（porcelain） 原料是從粗到精，坯體是從粗松多孔，逐步抵達(dá)致密，燒結(jié)，燒成溫度也是逐步從低趨高。59第59頁耐火材料 refractory2、 Application of ceramics 60第60頁建 筑 衛(wèi) 生 陶 瓷constrution industry61第61頁燈light light emitting diode發(fā)光二極管High intensity Discharge 高壓氣體放電燈熒光燈fluorescent白熾燈incandescent HID燈LED燈62第62頁玻璃光纖

27、通信telecomunication63第63頁電子工業(yè)electronic industry硅芯片集成電路板 火花塞(spark plugs)64第64頁催化轉(zhuǎn)換器(Catalytic Converter)鉑催化劑-HC與CO氧化生成水蒸汽和二氧化碳；銠催化劑- NOx還原為氮?dú)夂脱鯕鈋nvironmental needs高溫結(jié)構(gòu)陶瓷零部件65第65頁絕熱瓦航空航天66第66頁non-metallic materialsearthy materials clay-like materialssteel reinforced concretesteel belted tyressilicate

28、- basednon-ferrous metal light-emitting diodeceramic spark plugsamorphous materialselectrical insulatorthermal barrier title refractory materialssilica fibre carbon fibre high temperature furnaces3、 Professional Phrase 67第67頁 NASA (美國)國家航空和航天管理局National Aeronautics and Space AdministrationBC.公元前 Bef

29、ore Christ * abbreviation68第68頁69第69頁advanced ceramics what the future may hold for advanced ceramics？ Unit 7 Introduction to Ceramics ()1、synonym近義詞2、classification of advanced ceramics3、 Professional Phrase 70第70頁Composition and chemical bonding performance purpose source structure customary class

30、ificationbased on回顧C(jī)lassification of Materials71第71頁Traditional ceramics(silicate -based)Advanced ceramics(oxide, nitride, carbide, boride)ceramicsglassrefractorycementbased on structurebased on form single crystal polycrystal amorphous powder 粉末fiber 纖維coating 薄膜block 塊體ceramicsclassification of ce

31、ramics72第72頁advanced ceramics 先進(jìn)陶瓷fine ceramics 精細(xì)陶瓷new ceramics 新型陶瓷high-tech ceramics 高科技陶瓷special ceramics 特種陶瓷1、近義詞synonym特種陶瓷-用于各種當(dāng)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)特種陶瓷制品。類型：高鋁氧質(zhì)瓷、鎂石質(zhì)瓷、鋯英石質(zhì)瓷、鋰質(zhì)瓷制造工藝與性能要求：更高73第73頁structural ceramicselectrical and electronic ceramics 電器陶瓷 、電子陶瓷ceramics coatingchemical processing and en

32、vironmental ceramics 化學(xué)處理和環(huán)境陶瓷 2、classification of advanced ceramics74第74頁“發(fā)覺號”航天飛機(jī)腹部絕熱瓦高溫結(jié)構(gòu)陶瓷零部件耐高溫陶刀具75第75頁壓電陶瓷76第76頁Bayer process “拜耳法”鋁土礦（Al2O3H2O和Al2O33H2O）是鋁在自然界存在主要礦物，將其粉碎后用高溫氫氧化鈉溶液浸漬，取得鋁酸鈉溶液；過濾去掉殘渣，將濾液降溫并加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)長時間攪拌，鋁酸鈉溶液會分解析出氫氧化鋁沉淀；將沉淀分離出來洗凈，再在950-1200溫度下煅燒，就得到型氧化鋁粉末，母液可循環(huán)利用此法由奧地利科學(xué)家拜耳（

33、KJBayer）在1888年創(chuàng)造，時至今日仍是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁主要方法，人稱“拜耳法”3、 Professional Phrase 77第77頁“near net shape” forming method近凈成形gelcasting 凝膠注模成型 freezecasting 冷凍鑄造 ingection mouding 注射成型rapid prototyping 快速原型技術(shù)78第78頁 fuel cell燃料電池 燃料電池-是一個將氫和氧化學(xué)能經(jīng)過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換 成電能裝置。 79第79頁electrochromic glass電致變色玻璃 electrochromic windows電致

34、變色窗 80第80頁壓電陶瓷piezoelectricity壓電效應(yīng) electrostriction電致伸縮 81第81頁超導(dǎo)體 磁懸浮列車 82第82頁核磁共振成像(MRI) Magnetic Resonance Imaging (MRI) 磁共振成像Nuclear magnetic resonance imaging (NMRI) 核磁共振成像83第83頁bioceramics 生物陶瓷84第84頁85第85頁Unit 8 Ceramic Processing Methods 1、prosessing 成型加工2、ceramic processing methods3、Professio

35、nal Phrase Ceramic Molding Process陶瓷成型工藝Ceramic forming techniques陶瓷成型技術(shù)86第86頁將各種狀態(tài)原料轉(zhuǎn)變成含有固定形狀制品各種工藝過程。 成型mouding-將材料轉(zhuǎn)變成一定形狀半成品（毛坯）或成品加工maching-成型后后加工（機(jī)械加工、修飾、裝配）eg:原材料注漿料 生坯 毛坯成品配制脫模注漿燒成干燥上釉 加工1、成型加工prosessing 87第87頁壓制成型pressure casting可塑成型plastic-working注漿成型slip casting原料粉料granule（干壓料，含水3-15%，有很好結(jié)

36、合性及流動性）塑性泥團(tuán)plastic mud （可塑料，含水18-25%，可塑性）泥漿slurry（注漿料，含水28-35%，良好流動性、懸浮性、穩(wěn)定性和均勻性）工藝干壓成型dry pressing半干壓成型semi-dry pressing等靜壓成型isostatic pressing擠壓成型extrusion旋壓成型滾壓成型塑壓成型軋膜成型注射成型injection molding*基本注漿fundamental casting壓力注漿pressure casting離心注漿centrifugal casting真空注漿vaccum casting熱壓注漿hot pressing cast

37、ing流延法doctor-blade casting *優(yōu)點(diǎn)大量制造形狀簡單制品，制品普通不能有凹進(jìn)，厚度均勻。廣泛用于結(jié)構(gòu)粘土制品工業(yè)，用于白瓷（化學(xué)瓷 、餐具和電絕緣瓷）1.成型復(fù)雜形狀制品2.模具廉價，可重復(fù)使用2、Ceramic processing methods膠態(tài)成型技術(shù)colloidal processing方面88第88頁干壓成形密度梯度density gradients associated with dry pressing壓制成型pressure casting冷等靜壓成形 cold isostatic pressing（CIP）89第89頁冷等靜壓機(jī) 溫等靜壓機(jī)90第

38、90頁旋壓成型（拉 坯）可塑成型plastic-working91第91頁塑壓陶瓷成型機(jī) 碟子92第92頁陶瓷專用立式注塑機(jī) 93第93頁注漿成型slip casting94第94頁a)實(shí)心注漿 b)空心注漿 c)離心注漿注漿成形95第95頁流延成形（帶式成形、刮刀法）96第96頁97第97頁P(yáng)ART IV PolymersUnit 9 Polymer SynthesisUnit 10 Polymer structure98第98頁Unit 9 Polymer Synthesis P971、 Condensation and addition polymerization2、 three el

39、ementary reaction of free radical polymerization3、 Living polymerizationAddition PolymerizationInitiation Reaction（ birth ）Propagation Reaction （ growth ）Termination Reaction （ death ）Living Polymerization99第99頁縮聚（縮合聚合）：含有兩個或兩個以上反應(yīng)官能團(tuán)低分子化合物相互作用而生成大分子化合物，同時生成小分子化合物（如H2O、HCl）反應(yīng)。酸+醇脂+H2O酸+氨酰胺+H2O加聚（加成聚

40、合）：由不飽和低分子化合物（絕大多數(shù)為烯 類單體）相互加成或由環(huán)狀化合物開環(huán)連結(jié)成大分子反應(yīng)。nCH2=CH2 -CH2-CH2-n1、Condensation and addition polymerization100第100頁addition polymerization ion polymerizationfree radical polymerization cation (positive ion) anion (negative ion) complex- ion condensation polymerization101第101頁initiation reaction鏈引發(fā)：

41、引發(fā)劑分解產(chǎn)生初級自由基，初級自由基與單體 加成生成單體自由基反應(yīng)過程。 I R* (引發(fā)活性中心或引發(fā)活性種） R* + M RM* (單體活性中心)propagation reaction鏈增加:單體自由基與單體加成生產(chǎn)新自由基，如此 重復(fù)生成增加鏈自由基過程。 RM* + M RM2* RM2* + M RM3* RMn-1* + M RMn* (鏈增加活性中心或增加鏈）termination reaction鏈終止:增加鏈自由基失去活性生成聚合物分子過程。 RMn* “死”大分子 （聚合物鏈） 2、three elementary reaction of free radical po

42、lymerization102第102頁 Combination termination雙擊偶合終止Disproportionate termination雙基岐化終止Chain transfer reaction鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)chain termination method 103第103頁 不存在鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止聚合稱為活性聚合。 為了確保全部活性中心同時進(jìn)行鏈增加反應(yīng)而取得窄分子量分布聚合物，活性聚合普通還要求鏈引發(fā)速率大于鏈增加速率。 因為不存在鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等副反應(yīng)，經(jīng)過活性聚合能夠有效地控制聚合物分子量、分子量分布和結(jié)構(gòu)。 3、Living polymerization活性/計量/可控聚

43、合104第104頁105第105頁Unit 10 Polymer structureP1061.鏈節(jié)化學(xué)組成chemical composition of chain segments 2.鏈節(jié)連接次序connection sequence of chain segments 3. 鏈結(jié)構(gòu) molecular structure of polymer chain 4. 鏈構(gòu)型 Configuration of polymer chain 5. 鏈構(gòu)象conformation of polymer chain 6. 聚集態(tài)結(jié)構(gòu) aggregation structure Configuratio

44、nConformationOther chain structureCross-linkingchain structure106第106頁一級結(jié)構(gòu)1.鏈節(jié)化學(xué)組成2.鏈節(jié)連接次序3.高分子結(jié)構(gòu)4.高分子鏈構(gòu)型二級結(jié)構(gòu)5.高分子鏈構(gòu)象鏈結(jié)構(gòu)（分子內(nèi)結(jié)構(gòu)）聚集態(tài)結(jié)構(gòu) (分子間結(jié)構(gòu)) 晶態(tài)結(jié)構(gòu)crystal structure 非晶態(tài)結(jié)構(gòu)amorphous structure 取向態(tài)結(jié)構(gòu)orientation structure 液晶態(tài)結(jié)構(gòu)liquid-crystal structure 織態(tài)結(jié)構(gòu)weaving structure 高聚物結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)107第107頁碳鏈高分子：聚乙

45、烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙稀酸甲酯等雜鏈高分子：聚對苯二甲酸乙二脂（滌綸）、聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等 元素有機(jī)高分子：聚硅氧烷、聚鈦氧烷等無機(jī)高分子：聚二氧化硅、聚二氟磷氮等1.鏈節(jié)化學(xué)組成chemical composition of chain segments 108第108頁均聚物homopolyer重復(fù)結(jié)構(gòu)單元連接方式頭頭（少許）頭尾（居多）尾尾（少許）2.鏈節(jié)連接次序connection sequence of chain segments 109第109頁雙組分共聚物Copolyer單體鏈節(jié)連接方式無規(guī)共聚物（Random copolymer）交替共聚物（ alter

46、anting copolymer）嵌段共聚物（ block copolymer）接枝共聚物（graft copolymer）110第110頁3. 鏈結(jié)構(gòu) molecular structure of polymer chain 111第111頁構(gòu)型(Configurationof polymer chain ) ： 分子中由化學(xué)鍵所固定原子在空間幾何排列。這種排列是穩(wěn)定，要改變構(gòu)型必須經(jīng)過化學(xué)鍵斷裂和重組。高分子立體異構(gòu)Stereoisomerism 光學(xué)異構(gòu)幾何異構(gòu)反式構(gòu)型順式構(gòu)型含有相同原子序列但原子空間排列不一樣高分子4. 鏈構(gòu)型 Configuration of polymer cha

47、in 112第112頁光學(xué)異構(gòu)體enantiomer 假如高分子鏈結(jié)構(gòu)單元中有不對稱碳原子，就可能存在光學(xué)異構(gòu)。S- L-113第113頁 在有雙鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)分子中，因為分子中與雙鍵或環(huán)相連接原子或基團(tuán)自由旋轉(zhuǎn)受妨礙,存在不一樣空間排列而產(chǎn)生立體異構(gòu)現(xiàn)象，又稱順反異構(gòu)，順式Cis,反式trans。對于大分子鏈而言就有順式 二甲基丁二烯 反式 二甲基丁二烯 幾何異構(gòu)體geometric isomer 114第114頁間同立構(gòu) syndisotactic configurations 全同立構(gòu)isotactic configurations無規(guī)立構(gòu) atactic configuration立構(gòu)規(guī)

48、整性Stereoregularity) 假如高分子鏈結(jié)構(gòu)單元中有不對稱碳原子，就可能存在光學(xué)異構(gòu)。115第115頁116第116頁高分子鏈構(gòu)象conformation of polymer chain ：組成高分子主鏈單鍵旋轉(zhuǎn)，使高分子鏈在空間相對位置改變而出現(xiàn)不一樣幾何形狀。5. 鏈構(gòu)象conformation of polymer chain torsion angle 117第117頁 交叉式構(gòu)象重合式構(gòu)象118第118頁 在1，3-丁二烯構(gòu)象中，兩個雙鍵是共平面，方便使電子離域時作有效軌道重合。1，3-丁烯兩種共平面構(gòu)象稱為S-反式-S-順式。S-反式構(gòu)象是1，3-丁二烯最穩(wěn)定構(gòu)象。順

49、式構(gòu)象Cis(eclipsed)反式構(gòu)象Trans偏轉(zhuǎn)式構(gòu)象gauche 119第119頁構(gòu)型：分子鏈中由化學(xué)鍵所固定原子在空間幾何排列。 構(gòu)型轉(zhuǎn)變須經(jīng)過化學(xué)改變，改改變學(xué)鍵立體結(jié)構(gòu)。構(gòu)象：C-C單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)造成各種立體形態(tài)。 構(gòu)象轉(zhuǎn)變是物理現(xiàn)象，主要是熱運(yùn)動引發(fā)。*Configuration and conformation120第120頁單晶折疊鏈片晶球晶其它晶態(tài)結(jié)構(gòu) crystal structure 非晶態(tài)結(jié)構(gòu) amorphous structure無規(guī)線團(tuán)鏈結(jié)鏈球取向態(tài)結(jié)構(gòu) orientation structure 液晶態(tài)結(jié)構(gòu) Liquid-crystal structure 織態(tài)結(jié)

50、構(gòu) weaving structure6. 聚集態(tài)結(jié)構(gòu) aggregation structure 121第121頁122第122頁Application of polymers （備用）ElastomersPlasticsFibersPaintCement123第123頁glassy staterubbery state liquid124第124頁2.elastomer: 含有可逆形變高彈性聚合物材料。1.plastics: 以合成樹脂為基礎(chǔ)，加入各種助劑和填料，可塑制成型材料。3.fiber: 纖細(xì)而柔軟絲狀物。4.paint5.cement 依據(jù)熱性能可分為thermoplastic

51、熱塑性：線形或支鏈形聚合物thermoset 熱固性：成型后是體形高分子聚合物依據(jù)起源可分為natural fibers: cotton, woolman-made fiberspolyamides(nylon）聚酰胺, 錦綸（尼龍）polyester 聚酯，滌綸（伸縮尼龍）acrylic fibers 丙烯酸纖維，腈綸rayon 粘膠纖維, 人造絲(長),人造棉、人造毛(短)一：Application of polymers 125第125頁二：Processing Polymers PlasticinjectionextrutionFiber:spinningmelt spinningso

52、lution spinningwet spinningdry spinning 126第126頁P(yáng)ART V Composites Unit 11 Polymetric Composite Materials P127Unit 12 Metal Matrix Composites P61Unit 13 Ceramic Matrix Composites P132127第127頁128第128頁compositematrixreinforcementpolymerceramicmetaldiscontinuouscontinuous: fiber yarnsparticlswhiskersfla

53、kechopped fibreConstitution of compositeInterphase129第129頁130第130頁131第131頁Classification of compositeBased on the matrixBased on the reinforcementBased on the applicationpolymer matrix compositeceramic matrix composite（CMC）metal matrix composite （ MMC ）particls reinforcement compositefibre reinforce

54、ment compositeflake reinforcement compositestructural compositefunctional composite132第132頁Unit 11 Polymetric Composite Materials P127IntroductionState of the artTrends133第133頁Commercial Airplane134第134頁Military Aircraft135第135頁F117隱形戰(zhàn)斗機(jī)用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料做成骨架和外面蒙皮136第136頁碳纖維網(wǎng)球拍表面膜 Surface CoatCarbon Hybrid

55、Cloth碳纖維編紗束 Carbon Roving碳纖維布 Carbon Cloth尿烷芯材 Urethane Core137第137頁Bulletproof ProductsMilitary Kevlar Helmets Ballistic Clothing138第138頁碳纖維自行車車架139第139頁civil engineering 土木工程steel reinforcement 鋼筋混凝土corrosion resistance 抗腐蝕性fatigue resistance 抗疲勞性environmentally friendlybiodegradable systemstextil

56、e industrycost-efficient automated computer-controlled loomsphrases140第140頁141第141頁Scope and Defination state of the art Challenge and OpportunitiesUnit 12 Metal Matrix Composites P61142第142頁高體份（60-70%）碳化硅顆粒/鋁基復(fù)合材料電子封裝件 低體份（20%）碳化硅顆粒/鋁基復(fù)合材料精密鑄件 143第143頁固態(tài)法: 是指基體處于固態(tài)下制造金屬基復(fù)合材料方法。粉末冶金法powder metallurgy擴(kuò)散粘結(jié)法（熱壓法、熱等靜壓法）diffusion bonding 形變法（軋制、擠壓、拉拔）、爆炸焊接法等。 液態(tài)法: 是指基體處于熔融狀態(tài)下制造金屬基復(fù)合材料方法。液相燒結(jié)法 liquid phase sintering液態(tài)浸漬法 squeeze infiltration攪拌鑄造法 stir-casting熱噴涂法 其它制造方法: 原位自生成法 in-situ self-generating method 物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)鍍和電鍍法 MMC Forming Technology144第144頁擴(kuò)散黏結(jié)法