现代科技概论复习资料整理

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1、第三章材料科学技术第一节基础知识一、材料科学技术中的一些基础名词:晶体与非晶体;机械性能(强度,硬度,刚度,塑性等);热处理(淬火,回火等);化学热处理;相及相变等.二、材料科学技术基础研究的发展显微结构的研究,热力学的研究等三、研制材料的新方法、新工艺1.新方法:宏观性能和微观结构的研究;表面处理的研究;破坏过程的研究;计算机的介入凑试法2.新工艺:快速凝固离子注入四、材料的发展第一代天然材料:存在于自然界的动物,植物和矿物物质第二代烧炼材料:烧结材料和冶炼材料第三代合成材料:化工合成,特种合金和超铀元素(原子序数大于92的

2、元素的统称)第四代可设计材料:如复合材料第五代智能材料:如记忆合金五、材料的分类1根据材料的来源分类:天然材料(矿物,动物和植物材料)和人工材料2根据材料的用途分类:结构材料(利用力学性能承受一定负荷的材料)和功能材料(利用物理和化学特性的材料)3根据材料的成熟程度分:传统材料和新兴材料4根据材料的化学性质分类:金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料第二节材料科学技术的地位一、材料科学技术的概念材料:专指一些有用的物质.材料科学技术:从总体上研究材料的种类,功能,基本结构和性能之间的关系以及新材料的研制和应用的科学

3、.二、材料科学技术的重要性1．材料是生活、生产的物质基础,新材料往往是现代科学技术的物质基础。2．新材料是工业产品升级换代的的关键。3．新材料是克服能源短缺的重要途径之一。第三节金属材料一、概念及其分类金属材料是指金属单质及合金构成的材料.金属特性：良好的导电导热性、金属光泽、大多具有超导性、良好的反射性和塑性变形能力、不透明等。金属分为黑色金属和有色金属二、黑色金属黑色金属是指铁,锰,铬及其合金材料.26纯铁：含碳低于0.04%，强度低、硬度低、塑性好。又叫熟铁。铸铁：大于2.0%为铸铁，历史悠久，我国春秋时期以发明了生铁冶

4、铸技术。钢：含碳0.04-2%.碳钢、合金钢。转炉炼钢（英国贝塞麦1854年试射炮弹时担心铸铁承受不了爆炸力，导致他研究新炼钢方法，1.22米容器下部有6个进风口，温度上升到1600℃，30分钟就可以炼1炉钢，后改为向一侧倾倒，即“转炉”，1857年获专利。电炉炼钢：可以冶炼各种性能的合金钢。平炉炼钢：钢质稳定，一直沿用至今近年新钢铁种类：低合金超高强度钢（飞机起落架、火箭外壳、常规武器的承力零件）超低温奥氏体钢（-269摄氏度下具有良好的力学性能）三、有色金属1普通有色金属铜及其合金：电气、仪表、造船、机械制造等工业广泛

5、应用。铝及其合金：资源丰富，成本较低，塑性好，可冷拔成细丝。钛及其合金：强度高、耐高温、耐腐蚀，资源丰富，加工复杂，成本高。锂：1817年瑞典化学家阿尔费德松发现。密度比水小一半。镍：1715年由瑞典化学家克朗斯塔特在“铜怪”的矿石中发现。（因与铜色泽相同，但无法提炼出铜，以为山神作怪）2稀有金属稀土金属:钪,钇,镧和锕系17种元素。被称为冶金工业的维生素。四、几种新兴金属材料简介1彩色不锈钢2金属玻璃（非晶态合金）106℃/秒的冷却速度，刚柔并济，但不透明。耐腐蚀性比最好的不锈钢高100倍。第四节无机非金属材料天然无

6、机非金属材料,硅酸盐材料,新型硅酸盐材料一、天然无机非金属材料天然石料(石灰石,长石,石膏),天然矿土(粘土,高岭土),天然纤维(石棉)二、硅酸盐材料1陶瓷:陶和瓷的总称.分为传统陶瓷和先进陶瓷(高性能陶瓷,精细陶瓷等)应用：汽车发动机等打不破的陶瓷,能透光的陶瓷,压电陶瓷2玻璃:石英石加入纯碱和石灰石在1500摄氏度烧制而成.钢化玻璃,光导纤维,玻璃幕墙3水泥4耐火材料三、新型硅酸盐材料氧化铝陶瓷(刚玉),碳化硅陶瓷等第五节高分子合成材料一、高分子的概念及分类由结构相同的单体聚合而成，分子量通常十几万或几十万.又

7、称高聚合物.根据来源可分为：天然高分子材料(棉、麻、木材、橡胶等);合成高分子材料(合成橡胶、塑料合成纤维等)26二、高分子材料发展历史化学改性到人工合成1812年用酸水解树皮等，得到淀粉。“橡胶”最早认识是印第安人，“卡乌巧乌”1823年，苏格兰人马幸托斯创办了雨衣厂，但很快倒闭了。1839年古德意发现天然橡胶与松节油、硫磺共热可改变性能，化学上叫高分子化学改性，工业上叫硫化处理。1864年，舍恩拜因用棉纤维经硝酸、硫酸混合液处理，发明了火药棉。1865年帕克尔对胶棉处理，得到第一种人造塑料------赛璐珞。1892年克罗

8、斯以木纤维生产粘胶纤维。1907年，贝克兰把苯酚与甲醛进行反应，得到酚醛塑料------最早的合成塑料。合成纤维,合成橡胶,塑料发展最快,应用最广,被称为传统的三大有机合成材料.三、传统的三大合成材料1合成橡胶供不应求，探索合成；世界大战，加速发展；奇妙魔术，前程无量187