最新华中科技工程材料学课件第章绪论教学讲义ppt课件.ppt

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1、华中科技工程材料学课件第章绪论第一节绪论材料：是指经过某种加工，具有一定结构、成分和性能，并可应用于一定用途的物质。一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为“原料”，把经过工业加工的原料成为“材料”。材料科学：是研究材料的成分、组织结构、制备工艺、加工工艺、材料的性能与材料应用之间的相互关系的科学。是当代科学技术发展的基础、工业生产的支柱，是当今世界的带头学科之一。现代文明的三大支柱之一。材料科学是一个跨物理、化学等的学科。材料科学的核心问题是材料的成分（Composition）、组织结构（Structure）、工艺（Technology）和性能（Property）以及它

2、们之间的关系。右图为材料科学与工程四要素。材料科学研究对象:性能Property组织结构Structure工艺Technology成分Composition教学事项特点:内容多、叙述多、学时少。环节：教材讲课作业实验复习辅导考核学习方法：着重理解教学内容，尽量避免死记硬背；内容多，每章要及时跟上消化；利用实验和多媒体帮助加深理解；考试方式：闭卷统考。第二节材料的分类工程材料：主要利用其力学性能制作结构件。是以强度，刚度，韧性，耐劳性，硬度，疲劳强度等力学性能为特征的材料。建筑材料结构材料工具材料按材料用途（性能）功能材料：主要利用其物理、化学性能或效应，指具有特定功效的

3、器件。半导体材料磁性材料激光材料热电材料光电材料声电材料等等按晶体结构分类（1）晶体:周期性点阵结构（2）非晶：玻璃态（3）准晶：五次对称、十次对称、二十次对称（4）纳米材料纳米材料在太阳能电池中的应用按材料成分金属材料：纯金属及其合金。钢铁材料(黑色金属)钢铸铁非铁金属材料(有色金属)轻金属AlMgCaNa…重金属CuNiPbSnZn…贵金属AgAuPtRuIr稀有金属ZrTiNb…稀土金属Re(YNd…)放射性金属RaUTh…合金是由两种或两种以上元素组成，其中至少有一种为金属元素组成具有金属性的材料。金属性的特征是具有正的电阻温度系数，这是由于它的导电是自由电子的

4、运动所决定的。Periodictableoftheelementswiththoseelementsthatareinherentlymetallicinnatureincolor.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。热塑性塑料：尼龙聚乙烯聚氯乙稀聚丙烯……热固性塑料：树脂聚氨酯弹性材料：天然橡胶合成橡胶瓷：原以氧化铝陶：硅酸盐为主广义陶瓷(特种陶瓷)：金属与氧、碳、氮、硅等化合物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

5、成的无机非金属材料。包括普通陶瓷和特种陶瓷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(主要起粘结作用)和增强材料(起承受载荷和显示功能的作用)。材料的性能是指材料的性质和功能。性质是本身所具有的特性或本性；功能是人们对材料的某种期待与要求可以承担的功效，以及承担该功效下的表现或能力。第三节材料的性能力学性能物理性能化学性能工艺性能1、力学性能：在外力或能量作用下表现出来的变形和破坏的特征。通常把作用在材料上的外力或能量称为载荷或负荷。材料的主要力学性能有：静载时材料的力学性能：弹性，强度，塑性，硬度动载时材料的力学性能：冲击韧性

6、疲劳特性断裂韧性耐磨性高、低温下的力学性能：高温——蠕变，低温——脆性断裂拉伸试验P:比例极限e:弹性极限E：弹性模量s:屈服强度(0.2)b:抗拉强度万能材料试验机①强度：在外力作用下抵抗塑性变形和破断的能力。(单位Mpa)屈服强度σs/σ0.2：材料产生屈服时的最小应力，表示材料抵抗塑性变形的能力。抗拉强度σb：材料能承受的最大拉应力，表示材料抵抗破断的能力。②塑性：在外力作用下发生塑性变形的能力。伸长率δ（单位%）断面收缩率ψ（单位%）弹性和刚度弹性变形：弹性模量与刚度：在OA’段为直线，即应力与应变成正比，变化规律服从虎克定律。并且在外力卸载后试样恢复

7、到原始长度。可以达到的最大应力成为弹性极限(比例极限)。强度与塑性塑性：断裂前可发生永久变形的能力。抗拉强度：σb材料开始发生塑性变形的最小应力。材料发生断裂前能承受的最大应力。③硬度：材料抵抗外物压入能力。硬度测量简便快速，不破坏零件，硬度与强度间存在一定关系，可用硬度来估计强度，硬度测量应用很广泛。●布氏硬度：HBS、HBW；（单位kgf/mm2,习惯不写)●洛氏硬度：HRA、HRB、HRC；（无单位）●维氏硬度：HV。（单位kgf/mm2,习惯不写)硬度是衡量材料软硬程度的指标，反映材料抵抗局部塑性变形的能力。莫氏硬度：布氏硬度：用