工程材料导论

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1、工程材料导论学院：电子信息及其自动化学号：09023325姓名：张亚辉（一）1.什么是材料：材料是宇宙间可用于制造有用物品的物质。材料是物质，但不是所有的材料都可以成为材料，只有当一种物质具有可供利用的性质，而且可以被制造成有用的物品是才成为材料。有用指除了使用价值外，还须具有一定的性质。物品可以是单件和元件，可以是组装的机器与仪器，也可以是集成的系统。2.材料是如何分类的：通常人们所说的材料是指固体材料。材料多种多样，按照材料的用途，可分为结构材料和功能材料。结构材料是指利用材料的强度，韧性，弹性等力学性能，用于某种优良的电学、磁学、热学、声学、力学、光学、化学

2、和生物学功能及其互相转化的功能，被用于非结构目的高科技材料。材料按其物理、化学属性，可分为四类：即金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。国外也有把固体材料分成金属、陶瓷（和玻璃）、聚合物、复合材料、半导体材料等五类。3.材料的使用性能和工艺性能有何区别：材料的性能一般可分为工艺性能和使用性能。（1）工艺性能：指制造工艺过程中材料适应加工的性能。金属材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、和热处理性能等（2）使用性能：指材料制成零件或产品后，在使用过程中能适应或抵抗外界对它的力、化学、电磁、温度等作用而必须具有的能力。金属材料的使

3、用性能包括力学性能、物理性能、化学性能。在机械设计选材与制造中，力学性能是首要考虑的性能指标。（二）1.为什么说材料是经济和社会发展的基础和先导材料既是人类社会进步的里程碑，又是社会现代化的物质基础与先导。材料，尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。例如，从电子技术的发展史来看，新材料研制与开发起了举足轻重的作用。1906年发明了电子管，从而出现了无线电技术、电视机、电子计算机；1948年发明了半导体晶体管，导致了电子设备的小型化、轻量化、节能化、成本的降低，以及可靠性的提高与寿命的延长；1958年出现了集成电路，使计算机及各种电子设备

4、的发展发生一次飞跃。此后，集成电路发展十分迅速，这就是以硅为主的半导体材料相应发展的结果，进入20世纪90年代，集成电路的集成度进一步提高，加工技术达到0.3um，每位存储器的价格就降低了。半导体材料的发展所导致的集成电路的发明与发展，其直接结果是微型计算机可以普及到世界的每一个角落，使人类文明发展又发生一次质的飞跃，成为人类进入“信息时代”的里程碑。随着计算机速度与容量的增加，以电子作为传输媒介受到限制，因而考虑光传输更为理想，即利用光子而不是电子作为携带信息的载体，于是发展了光电子材料，线代计算机信息储存手段也在不断革新与进步。这些要求都要靠材料的不断进步来满

5、足。因此，开发各种用途的敏感材料便成为重要环节。综上所述可以看出，材料，特别是新材料，与社会现代化及现代文明的关系十分密切，新材料对提高人民生活、增加国家安全、提高工业生产率与经济增长提供了物质基础，因此新材料的发展十分重要。2.如何才能实现材料的可持续发展（1）在尽可能满足用户对材料性能要求的同时，必须考虑尽可能节约资源与能源，尽可能减少对环境的污染，要改变片面追求性能的观点。（2）在研究、设计、制备材料以及使用、废弃材料产品时，一定要把材料及其产品整个寿命周期对环境的协调性作为重要的评价指标，改变只管设备生产、不顾使用和废弃后资源再利用及环境污染的观点，（3）

6、这个定义的拓宽将涉及多学科的交叉，不仅是理工交叉，且具有更宽的知识基础和更强的实践性，不但要讲科学技术效益、经济效益，还要讲社会效益、最终把材料科技与产业的具体发展目标和各国、各地区可持续发展的大目标结合起来。材料持续利用在于材料应以“社会经济自然生态效益”的统合为着眼点，随着材料的使用范围和生产规模不断扩大，生态环境依然得到保护，较小的破坏作用，使传统的材料工业转变成生态材料工业，进入材料工业永续发展时期。具体实现材料的可持续发展的策略有：(1)材料生产所需能量低。(2)材料生产过程无污染。(3)原材料可再资源化。(4)不过度消耗资源。(5)使用后或解体后可再利

7、用。(6)可保证原料的持续生产。(7)废材的最终处理不污染环境。(8)对使用人的健康无害。