无机非金属材料科学基础

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1、无机非金属材料科学基础教师：赵宇龙8399587513645206621学院：材料学院很高兴认识各位同学！课程说明材料科学基础≈金属学原理材料科学与工程（1994）==金属+无机非+高分子无机（非金属）材料科学基础≈无机材料物理化学≈硅酸盐物理化学本门课程与固体化学在内容上交集较多！固体化学与固体物理凝聚态的基础知识！相对容易一些！正式学习之前，先来看一下“本门课程”在所有“课程”的位置！金属学原理与硅酸盐物理化学的异同晶体结构：多元素的方向性和饱和性，结构复杂（原子级结构对金属性能影响不大，不太关心原

2、子级的结构）；缺陷：脆性断裂，晶界为主要影响因素，不太关心线、面缺陷，关注点缺陷；相变：关心液-固成核、长大等，固-固相变有，但水玻陶高温冷却后不再变化，没金属热处理要求高；相图：以生成化合物的三元相图为主，多为化合物，固溶体不是主要研究对象！扩散：双方要求差异不大，理论相同；无机非和金属同属无机材料，与高分子不同，在知识方向有许多共用！下面看一下双方基础的异同！塑性变形、凝固、回复、再结晶：不太关心；非晶态固体：玻璃工业较为发达，非晶金属研究阶段；固相反应：元素种类多，固相反应多，高温过程就是固相反应

3、的过程，金属冶炼后化学反应不多，要求不高；烧结：陶瓷的主要理论，初始研究者，金属有粉末冶金后期研究者，但成果颇多。晶体、缺陷化学、非晶体、固相反应、烧结为主！课程大纲绪论1晶体学基础2缺陷化学基础3非晶态基础4固相反应5烧结6第一章绪论无机非金属材料概述1无机非金属材料地位及应用2关于本门课程4典型无机非金属材料3无机非方向1.1无机非金属材料概述1.1.3无机非材料制备的共性1.1.2无机非金属材料的特性1.1.1无机非金属材料定义与分类1.1.1无机非金属材料定义及分类什么是无机非金属材料？除金属材

4、料、高分子材料以外的材料。以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质组成的材料。外延内涵如何下定义呢？外延？内涵？传统分法那么哪些材料是我们常说的无机非金属材料呢？最新分类方法？国家自然科学基金委员会--工程与材料科学部--学科发展战略研究报告（2006-2010）--无机非金属材料学。从科学研究的角度讲，传统无机非已是非热点领域？1.1.2无机非金属材料特性金属材料高分子材料无机非金属金属键共价键离子-共价晶体结构复杂没有自由电子高熔点高硬

5、度耐化学腐蚀绝缘体导热性差变形差（韧性）无机非的特性是指在三大类材料对比中表现的？大材料视野制备1.1.3无机非制备的共性金属金属的冶炼→金属的加工高分子无机非高分子合成→高分子加工粉体的制备→高温下制备还是先来看一下材料的制备吧？材料应用状态颗粒固体无机非原料初始状态多为粉体块状固体高温处理要理解无机非的工艺共性，先看一下材料的使用状态？常见无机非制备工艺原料破碎粉体成型干燥高温传统无机非传统无机非物理和化学法块状固体应用外形并不全需要1.2无机非金属材料地位及应用1.传统无机非金属材料水泥及混凝土：

6、基础材料，吨位之最；房屋、公路、桥梁、港口等混凝土约20亿m3；不是一体，变为一体！陶瓷：坚硬的躯体，亮丽的表面，丰富的原料！建筑陶瓷：每年30亿m3，世界产量的50%；卫生陶瓷：6000万件，世界产量20%；日用陶瓷：120亿件，世界产量60%；5-10年中国将成为世界建筑卫生陶瓷中心。我们从传统无机非和新型无机非两个角度来讲？传统无机非：水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料？玻璃：坚硬的透明材料！没有玻璃之前的窗子？建筑工业：平板玻璃---浮法玻璃---世界第一生产大国，世界产量的30%左右，与英国、美国同为

7、浮法原创国家。汽车工业：平板玻璃的深加工产品光电子产业：光纤、基板玻璃、激光玻璃等；耐火材料：优良的高温强度！高温技术基础材料，与科学研究和尖端技术紧密相关，70%用于冶金行业，我国占世界比重越来越大？2.新型无机非金属材料结构陶瓷：近20年来，最活跃的研究领域之一，对许多领域有巨大的推动作用。高性能陶瓷：氮化物、碳化物等，切削、摩擦等。信息产业陶瓷：基板，氮化硅、碳化硅、氧化铝。航空航天陶瓷：航空航天的高温部件。生物陶瓷：人工关节、人工骨及其它组织工程领域；新型无机非：结构陶瓷、功能陶瓷、信息材料、纳

8、米材料、人工晶体、能源材料、生物材料等未来最活跃的材料领域？结构-未知功能陶瓷：绝缘陶瓷：陶瓷基片、陶瓷封装；电容器陶瓷：高频、大容量，片式陶瓷电容器；半导体陶瓷：温敏、热敏、压敏、气敏等；超导陶瓷：高温超导陶瓷；透明陶瓷：透明氧化铝？信息材料：硅半导体：微电子技术基础：集成电路，硅单晶、硅片；多晶硅：太阳能电池；发光材料：硅基发光材料硅基激光器宽带隙半导体：氮化镓、金刚石薄膜为什么要搞宽带隙半导体？纳米材料：纳米颗粒、纳米线、纳米杆、纳米