01.材料原子结合方式及性能

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1、工程材料是在具体的工农业生产中使用的材料。《工程材料学》《工程材料及应用》周凤云主编28+4/2EngineeringMaterials本课程的性质、教学内容及要求大机类(机械类与能源动力类)各专业的技术基础课。授课教师：夏先平1.获得工程材料的有关理论及知识；E-mail：xpxia@mail.hust.edu.cn内2.了解材料的化学成分、组织结构和性能之间关系容的基本知识。Tel.：87556544及要3.掌握常用工程材料的类别、基本特性及应用范求围，特别是各类金属材料的牌号、成分、热处1理、性能及用途。2课程特点及教学方法第一章材料的原子结合方式及性能

2、课程特点内容多、叙述多、学时少固态物质的原子结合键教学方法工程材料的分类教：以多媒体设施讲解结合板书材料的性能学：认真听课，作好笔记，勤于思考，课后复习考试方式闭卷统考（20%+80%）34第一节固态物质的原子结合键原子间的结合能原子、分子或离子等粒子是构成材料的基本单元晶体与非晶体根据组成物质的粒子的聚集状态特点可分为：(1)晶体：原子呈周期性排列的固体物质，周期性点阵结构当两个原子之间的合力为0时，原子间相互作用的势能最低，称为结合能(2)非晶体：原子呈无序排列的物质，玻璃态(3)准晶体：介于晶体与非晶体之间的物质结合键：晶体中使原子稳定结合在一起的力及其

3、结合方式结合能：把1mol固体分解为自由原子所需的能量（Kj/mol）单晶体都具有规则的几何形状、具有各向异性、具有明确的熔点56原子结合键的类型共价键基本类型：金属键、共价键、离子键、分子键原子最外层价电子为3、4、5时，易得失电子，形成共用的电子云金属键金属原子最外层价电子少、自由电子材料特点：导电性好、塑性好、导热性好材料特点：导电性差、硬而脆、导热性较差78离子键分子键两种原子通过得失电子形成正负离子外层电子稳定的原子或分子之间存在的一种微弱结合力范德瓦尔力分子与分子通过偶极之间的吸引力结合在一起----分子键材料特点：弹性模量、强度、硬度、熔点均很低

4、。材料特点：常温导电性差、塑性差、导热性差910第二节工程材料的分类通常按材料化学成分及结合能的特点进行划分金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料按使用性能及用途分类⑴金属材料结构材料功能材料金属材料：以过渡族金属为基础的纯金属及其合利用其力学性能,利用其物理化学性能，金。合金是由两种或两种以上元素组成，其中至少制作工程构件、用于特殊要求地方的材有一种为金属元素组成具有金属性的材料。机器零件及各类料（如半导体材料、磁金属性的关键特征是具有正的电阻温度系数，这是工具的材料性材料、激光材料、热由于它的导电是自由电子的运动所决定的。电材料、光电材料等）1112金属

5、材料包括黑色金属材料和有色金属材料黑色金属材料(钢铁材料)：钢、铸铁有色金属(非铁金属材料)：1314轻金属稀有轻金属稀有分散金属重金属①性能好----能获得优良的综合力学性能,稀有稀土金属稀有放射金属特殊的物理、化学性能及满意的工艺性稀有难熔金属能。②应用广----以机械行业为例，工程材料主要的应用中金属材料占90%以上，其中钢铁特材料又占金属材料的95%以上。点贵金属③继续发展----已有5000年的使用历史，有较完整系统的理论及实践生产经验，当前的方向是高性能化、多功能化、复合化、智能化。Periodictableoftheelementswiththo

6、seelementsthatareinherentlymetallicinnatureincolor.1516(2)高分子材料(有机聚合物)以高分子化合物为主要成分，与各种添加剂配合，经加工而成的有机合成材料。包括塑料、橡胶、合成纤维、粘合剂、涂料等。1718(3)陶瓷材料以天然硅酸盐矿物或人工合成的氧化物、碳化物、氮化物等为原料，经粉碎、成形、烧结而成的无机非金属材料。包括普通陶瓷和特种陶瓷。陶：硅酸盐为主瓷：氧化铝为主特种陶瓷：金属与氧、碳、氮、硅等化合物1920(4)复合材料由两种或两种以上不同材料组合而成的多相固体材料其组成主要包括基体材料(主要起粘结

7、作用)和增强材料(起承受载荷和显示功能的作用)。Somecommonceramicsfortraditionalengineeringapplications.Thesemiscellaneouspartswithcharacteristicresistancetodamagebyhightemperaturesandcorrosiveenvironmentsareusedinavarietyoffurnacesandchemicalprocessingsystems.(CourtesyofDuramicProducts,Inc.)2122（5）纳米材料纳米尺

8、度纳米尺度红血球纳米线纳米材料定义纳米