无机材料物理化学第1章

《无机材料物理化学第1章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无机材料物理性能第一章第一章绪言绪言北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系SchoolofMaterialsScienceandEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing授课教师ß曹文斌Tel:010-62332457E-Mail:wbcao@ustb.edu.cnOffice:主楼4252011/3/20WenbinCAO2主要研究方向ß人工周期电磁材料ß纳米光功能材料ß微波合成无机材料2011/3/20WenbinCAO3材料的性能用于表征材料在给定条

2、件下所表现出的行为的参量。ß有多少行为，就对应多少性能。ß外界条件不同，相同的材料也会具有不同的性能表现。ß性能必须量化，多数性能都有量纲。2011/3/20WenbinCAO4材料性能划分¢¢¢¢复杂性能化学性能力学性能物理性能③②①③②①④刚③韧②延①强⑥辐照性能⑤磁学性能④电学性能③光学性能②声学性能①使用性能工艺性能复合性能抗渗入性耐腐蚀性抗氧化性热学性能性性性度2011/3/20WenbinCAO5按材料性能（功能）分类ß机械性能：高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、摩擦材料等。ß热学性能：耐火材料、绝热材料

3、（隔热/保温材料）、传热材料、防火材料等。ß化学性能：耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等。ß光学性能：光电材料、导光材料、透光材料、荧光材料、发光材料、感光材料、分光材料等。2011/3/20WenbinCAO6按材料性能（功能）分类ß电学性能：绝缘材料、压电材料、铁电材料、超导材料、半导体材料等。ß磁学性能：磁性材料。ß声学性能：隔声材料、吸音材料等。ß核物理性能：放射性材料、反应材料等。ß生物性能：骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等。ß复合性能：智能材料、梯度功能材料等。2011/3/20

4、WenbinCAO7为什么要研究材料的性能材料性能研究的重要性1.材料性能的研究，贯穿于整个人类文明史人类所使用的材料种类，决定了人类的文明程度。实质上，这里谈的主要是指材料的性能。2011/3/20WenbinCAO9材料性能研究的重要性2.材料的性能决定了材料的用途对于绝缘基板材料：ß具有一定的强度：以便能够承载起安装在其上的集成电路元件及布在其上的电路线。ß要有均匀而平滑的表面：以便进行穿孔、开槽等精密加工，从而能够构成细微而精密的图形。ß应有优良的绝缘性能(尤其是在高频下)。ß要有充分的导热性：以迅速散发电路上因电

5、流产生的热。ß硅与基片的热膨胀系数之差应较小：从而保证基片与电路间良好的匹配性，电路与基片就不会剥离。2011/3/20WenbinCAO10材料性能研究的重要性3.材料性能的研究，有助于研究材料的内部结构如：根据nλ=2dsinθ，利用晶体对X-ray的衍射图象，就可以推知晶体中面网间距3kd，进而就可以分析Anatase晶体的结构。结构2k决定性能，性能则1kIntensity/a.u是内部结构某些方0204060801002θ/degree面的体现。2011/3/20WenbinCAO11材料性能研究的重要性4.对陶

6、瓷材料性能的要求，决定了陶瓷材料生产的工艺过程石器：坚硬，但难成型陶器：容易成型，但很不坚硬目标是：既要容易成型，汉代陶器茧型壶又要具有坚硬的特征→提高质量，这就是矛盾的统一体。解决改进的途径，由所要求的性能来决定。瓷器2011/3/20WenbinCAO12材料性能研究目的ß材料性能的研究，既是材料开发的出发点，也是其重要归属。ß材料性能的研究，有助于研究材料的内部结构。ß对材料性能的要求，决定了材料生产工艺。2011/3/20WenbinCAO13材料性能研究注意问题ß现象与本质：同一材料不同性能只是相同的内部结构在不

7、同的外界条件下所表现出的不同行为。ß一种材料有多种性能：在不同的外界条件下，材料的性能是不同的。ß材料性能的划分只是为了学习和研究的方便。要注意材料间的各种性能既有区别，又有联系。ß研究材料性能，要注意性能的复合与转换。ß研究材料性能，要注意性能的发展与改造。2011/3/20WenbinCAO14材料科学与工程研究对象间的关系使用效能陶瓷科学与技术是研究无机非金属材料合成与制备、组成与结构组成与结构、性能与使用效性能果四者关系的合成与制备工艺科学。材料科学与工程研究对象间的关系2011/3/20WenbinCAO15例：

8、陶瓷科学与陶瓷工程ß陶瓷科学偏重于研究材料的:合成与制备组成与结构性能及使用效能各组元本身及其相互关系ß陶瓷工程则着重于研究如何利用这些规律性的研究成果去研制、开发有关生产新材料、新产品。2011/3/20WenbinCAO16例：陶瓷科学与陶瓷工程陶瓷材料的特点：塑性差、硬度高、加工性能差制备特点：不