材料科學(xué)基礎(chǔ)-緒論

材料科學(xué)基礎(chǔ)繼續(xù)弘揚(yáng)“黃嶺”精神，抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，乘勢而上，奮力推進(jìn)學(xué)院改革發(fā)展新跨越，用我們的智慧和汗水，建成和諧發(fā)展的、讓人民滿意的四川理工大學(xué)！YOUAREWELCOM.MaterialsScienceandEngineeringTeachingandReaserchSectionIntroductiontomyselfName:JIANCHENAge:47Degree:Bachelor，Inorganic

Materials)GraduatedUniversity:HunanUniversityGraduatedSpecialityandtime:CarbonMaterials,in1984Duty:ViceDirectorinM＆CCollegeofSUSE

ThreeClassProfessorResearchField:NewCarbonMaterials,ResinforCarbon,corrosionandprotectionMobile-mail:JCENZG@主持的部分科研項目超細(xì)碳素粉末表面合成樹脂的工藝”，橫向（43.5萬），在研“二甲醚用于民用燃料性能測定試驗”，橫向（23萬），在研“基于多模式掃描探針碳黑表面研究”，省教育廳，在研“碳素材料專用低粘、高固、耐堿酚醛樹脂”，國家科技部中小型企業(yè)創(chuàng)新基金（01C26215100214），已完成“自愈合抗氧化石墨研究”，四川省科委攻關(guān)項目，已完成主要科研成果：

國家發(fā)明專利4項（88102170.9；ZL98112223.X；CN101318649；CN1936081）項目鑒定5項

科研獲獎：

M551鑲嵌石墨材料（自貢市科技進(jìn)步三等獎，四川省優(yōu)秀新產(chǎn)品三等獎）

連續(xù)鑄造用T462石墨材料（四川省優(yōu)秀產(chǎn)品二等獎）教學(xué)教改工作：

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，四川省精品課程（2004年）（負(fù)責(zé)人）“材料科學(xué)與工程專業(yè)的建立及課程體系的研究與實踐”，2004年四川省高等教育教學(xué)成果三等獎（2005.03）（排名1）請寫出“材料科學(xué)與工程”的英文

MSE

Pleasetellmethematerialsthatyouuseorseeinyourlifeandworking.DiscussionaboutthematerialsMaterialsScienceandEngineering

材料科學(xué)基礎(chǔ)—緒論TheFundamentals(Elements,Principles)ofMaterialsScience

---AnIntroduction

一、什么是材料？

WhatistheMaterials?Webster編者“NewInternationalDictionary（1971年）”中關(guān)于材料（Materials）的定義為：材料是指用來制造某些有形物體（如：機(jī)械、工具、建材、織物等的整體或部分）的基本物質(zhì)（如金屬、木料、塑料、纖維等）。邁爾《新百科全書》中材料的含義：材料是從原材料中取得的，為生產(chǎn)半成品、工件、部件和成品的初始物料，如金屬、石塊、木料、皮革、塑料、紙、天然纖維和化學(xué)纖維等等。材料是指具有滿足指定工作條件下使用要求的形態(tài)和物理性狀的物質(zhì)。二、材料在人類歷史的發(fā)展和科學(xué)

技術(shù)中的重要作用

ImportanceofMaterialsfortheDevelopmentofHumenHistoryandScience&Technology

材料是人類社會發(fā)展的巨大推動力，生產(chǎn)工具制造的物質(zhì)基礎(chǔ)是材料。石器時代——陶器時代——青銅時代——鐵器時代——復(fù)合材料材料的使用和發(fā)展，與生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)三、我國材料的歷史進(jìn)程

(Historicalperspective)

漫長而又曲折的歷程：石斧1.石器時代Stoneage

2.青銅器時代

BRONZEAGE湖北江陵楚墓出土越王勾踐寶劍中國古代鐵器的金相組織湖南長沙砂子塘戰(zhàn)國凹形鐵鋤3.鐵器時代

ironage長征三號運(yùn)載火箭在發(fā)射架上的圖片寶鋼高爐4.明代后及解放后

古代科技名著《考工記》（先秦）《夢溪筆談》（宋代沈括）《天工開物》（明代宋應(yīng)星）古代科技名著--《夢溪筆談》（宋代沈括）

《夢溪筆談》是我國北宋大科學(xué)家沈括的傳世著作。沈括在晚年用筆記文學(xué)體裁寫成《夢溪筆談》二十六卷，再加上《補(bǔ)筆談》三卷和《續(xù)筆談》，共列有條文六百零九條，遍及天文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、地學(xué)、生物以及冶金、機(jī)械、營造、造紙技術(shù)等各個方面，內(nèi)容十分廣泛、豐富，是中國科學(xué)史的重要著作。《夢溪筆談》中所記述的許多科學(xué)成就均達(dá)到了當(dāng)時世界的最高水平。英國著名科學(xué)史專家李約瑟稱《夢溪筆談》是“中國科學(xué)史上的坐標(biāo)”。沈括，生于公元1031年，為官多年。他晚年居住在潤州(今鎮(zhèn)江市)的夢溪園，專門從事著述，為后人留下了一部三十卷的科學(xué)巨著《夢溪筆談》。

四、材料分類

IVClassificationofMaterials五、什么是材料科學(xué)？WhatisMaterialsScience？PerformancePropertiesSynthesisandProcessingCompositionsandStructures什么是材料科學(xué)？

WhatisMaterialsScience？

材料科學(xué)是一門以固體材料為研究對象，以固體物理、熱力學(xué)、動力學(xué)、量子力學(xué)、冶金、化工為理論基礎(chǔ)的邊緣交叉基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科，它運(yùn)用電子顯微鏡、X-射線衍射、熱譜、電子離子探針等各種精密儀器和技術(shù)，探討材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝和加工使用過程與其機(jī)械、物理、化學(xué)性能之間的規(guī)律的一門基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科，是研究材料共性的一門學(xué)科。1.

材料科學(xué)與工程的范疇和任務(wù)

學(xué)科建立

EstablishmentofMaterialsScienceandEngineering

IN1960’s金屬材料——金相學(xué)——金屬學(xué)無機(jī)材料——無機(jī)化學(xué)——陶瓷學(xué)高分子材料——高分子化學(xué)——高分子物理

1.

材料科學(xué)與工程的范疇和任務(wù)

(2)內(nèi)容和任務(wù)

ContentsandObjective

材料科學(xué)：從理論上研究金屬、無機(jī)非金屬和有機(jī)高分子等材料的成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝同材料性能及材料應(yīng)用之間的相互關(guān)系。

材料科學(xué)與工程：關(guān)于材料組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝與其性能及使用過程間相互關(guān)系的知識開發(fā)及應(yīng)用的科學(xué)。

學(xué)科性質(zhì)：是介于基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)之間的應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)（邊緣學(xué)科）。

研究內(nèi)容：reaserchcontents科學(xué)性

a.從化學(xué)角度出發(fā)，研究材料的化學(xué)組成、鍵性、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系

b.從物理角度，闡述材料的組成原子、分子及其運(yùn)動狀態(tài)與各物性之間的關(guān)系

c.材料的制備工藝技術(shù)性

d.材料的性能表征

e.材料的應(yīng)用六、學(xué)習(xí)方法studymethodsTHEFIRST，INTRESTINGISTHEMOSTIMPORTANT.盧柯:材料科學(xué)研究的動力與樂趣

WEB六、學(xué)習(xí)方法

通過物質(zhì)結(jié)構(gòu)與組成的基本理論的學(xué)習(xí)，掌握材料的結(jié)構(gòu)——性能內(nèi)在關(guān)系；通過對比，了解高分子材料與金屬和無機(jī)非金屬材料在材料結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)上的主要異同點(diǎn)；運(yùn)用結(jié)構(gòu)——性能關(guān)系的原理，了解主要材料品種的制備和應(yīng)用的特點(diǎn)，具有一定材料設(shè)計的基礎(chǔ)知識。參考文獻(xiàn)FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering（英文資料）《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》（美）L、H范弗萊克《材料科學(xué)與工程系列教材》哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社（1999）《材料科學(xué)基礎(chǔ)》.謝希文，北京航空航天大學(xué)出版社，1999年?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》.劉智恩，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001年Specialmagazines材料研究導(dǎo)報金屬學(xué)報（中、英文）腐蝕與防護(hù)學(xué)報腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)CorrosionCorrosionscience材料導(dǎo)報精品課程（MSE）網(wǎng)站：上海交通大學(xué)（國家級）西北工業(yè)大學(xué)（國家級）福州大學(xué)四川理工學(xué)院（省級）四川大學(xué)美國《金屬雜志》評選出材料科學(xué)與工程領(lǐng)域歷史上十個“最偉大事件”美國《金屬雜志》評選出材料科學(xué)與工程領(lǐng)域歷史上十個“最偉大事件”2006年9月，美國《金屬雜志》（JournalofMetals,JOM）發(fā)起了評選材料科學(xué)與工程歷史上“最偉大的材料事件”（GreatestMaterialsMoments）活動。JOM由美國礦物、金屬與材料學(xué)會（TheMinerals,Metals&MaterialsSociety,TMS）主辦。TMS是一個涉及材料科學(xué)與工程所有領(lǐng)域的專業(yè)國際組織，總部設(shè)在美國，涵蓋的學(xué)科方向從礦物工藝、基本金屬制造到材料的基礎(chǔ)研究和深入應(yīng)用。TMS的會員來自世界6大洲70多個國家的冶金學(xué)與材料工程師、科學(xué)家、研究人員、教育家、管理人員和學(xué)生。美國《金屬雜志》評選出材料科學(xué)與工程領(lǐng)域歷史上十個“最偉大事件”JOM主辦此次活動的目的旨在弘揚(yáng)材料科學(xué)在人類歷史發(fā)展進(jìn)程中的影響力和慶祝TMS成立50周年?！白顐ゴ蟮牟牧鲜录北欢x為：一項人類的觀測或者介入，導(dǎo)致人類對材料行為的理解產(chǎn)生標(biāo)志性進(jìn)展的關(guān)鍵或決定性事件，它開辟了材料利用的新紀(jì)元，或者產(chǎn)生了由材料引發(fā)的社會經(jīng)濟(jì)重大變化。美國《金屬雜志》評選出材料科學(xué)與工程領(lǐng)域歷史上十個“最偉大事件”首先，JOM邀請眾多材料領(lǐng)域的杰出專業(yè)人士評述他們關(guān)于“最偉大的材料事件”的觀點(diǎn)?；谒麄兊脑u述，JOM整理出一份超過650個候選者的詳細(xì)目錄，然后進(jìn)一步遴選出100個正式的候選名單，并刊登于2006年11月份出版的JOM上。近千名來自材料科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)人員和普通公眾參與了投票。美國《金屬雜志》評選出材料科學(xué)與工程領(lǐng)域歷史上十個“最偉大事件”2007年2月26日—3月1日，TMS在美國弗洛里達(dá)州的奧蘭多舉行了2007年年會，共有來自68個國家的4200多名材料科學(xué)和工程專業(yè)人員參加了此次會議。會上揭曉了JOM評選的10項“最偉大的材料事件”（見/）JournalofMetals

No.1元素周期表1864年門捷列（DmitriMendeleev）設(shè)計出元素周期表。成為材料科學(xué)家和工程師普遍使用的參考工具。

從元素周期表，我們能夠能到什么信息，舉例說明。

No.1元素周期表

No.1WebElements?

periodictable

元素周期律是元素隨著元素的原子序數(shù)的增加呈周期性變化的規(guī)律。現(xiàn)代公認(rèn)元素周期律是由俄國化學(xué)家門捷列夫在1869年第一次比較完整的提出來的。在周期律發(fā)現(xiàn)以前，人們發(fā)現(xiàn)元素是偶然的。在周期律的指導(dǎo)下，人們開始有計劃、有目的的尋找化學(xué)元素了。

它是把化學(xué)和原子物理學(xué)聯(lián)系起來的紐帶。元素周期律還在哲學(xué)上有著重大意義，它用科學(xué)事實證明了量變引起質(zhì)變的客觀規(guī)律。

No.2

煉鐵公元前3500年（推測）埃及人首次熔煉鐵（或許是作為銅精煉的一種副產(chǎn)品），微量的鐵主要用于裝飾或禮儀。揭開了將成為世界主導(dǎo)冶金材料的第一個制備秘密。Castironsteel鋼產(chǎn)量2004年2.72億噸2005年3億噸（日本2億噸）2006年4.19億噸2006年世界排名前5位的產(chǎn)鋼大國(粗鋼產(chǎn)量)：中國：4.227億噸；日本：1.162億噸；美國：9860萬噸；俄羅斯：7080萬噸；韓國：4850萬噸。安賽樂-米塔爾集團(tuán)是世界超級鋼鐵巨頭,1.1億噸在企業(yè)排名中，寶鋼位列第五。

NO.3晶體管的發(fā)明1948年巴?。↗.Bardeen）、布拉頓（W.H.Brattain）和肖克利（W.Shockley）發(fā)明晶體管。成為所有現(xiàn)代電子學(xué)的基石和微芯片與計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。NO.4玻璃的發(fā)明公元前2200年（推測）伊朗西北部人發(fā)明了玻璃。成為第二種偉大的非金屬工程材料（繼陶瓷之后）。玻璃屬于哪一類材料，應(yīng)用如何？

NO.5光學(xué)顯微鏡的發(fā)明1668年（推測）列文虎克（AntonvanLeeuwenhoek）制做出放大倍數(shù)超過200倍的光學(xué)顯微鏡。使人類能夠研究肉眼無法看到的自然世界及其結(jié)構(gòu)。NO.6水泥的發(fā)明1755年斯米頓（JohnSmeaton）發(fā)明了現(xiàn)代混凝土（水