环境功能材料1材料基础知识

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1、环境功能材料environmentfunctionalmaterials1课件下载地址百度网盘账户：wangchuan437@126.com密码：wangchuan437王川15598249510主楼3292环境功能材料本课程中指能够净化、治理、修复环境的材料，与环境工程材料的涵义基本相当，包括环境净化材料、环境治理材料、环境修复材料等。注意与本科课程环境材料的概念的区别。3环境功能材料用途化学污染控制：水、大气、固废物理污染控制：噪声、辐射、电磁波环境修复：水、大气、土壤4参考书1．冯玉杰．环境功能材料．化学工业出版社2．华坚．环境污染控制工程材料．化学工业出版社5

2、讲授内容一、材料学基础二、各种环境功能材料6课程特点针对某一种环境功能材料，泛泛概述性的内容仅占一小部分，主要目的是帮助同学回忆基本概念，基本原理。会选择某一类中最常用的材料做详细介绍，既包含材料在环境中的应用，也包含材料本身的制备过程等。重视材料学基础，从材料的化学成分、组织结构等解释功能特性。从材料的专业角度去看待环境过程。7第一章材料学基础一、材料的发展史及分类二、材料的成分与组织结构8第一节材料的发展史及分类9一、材料的定义材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质。10二、材料的发展史材料是人类社会进步的里程碑11人类使用材料的七个时代1．

3、石器时代：公元前10万年2．青铜器时代：公元前3000年3．铁器时代：公元前1500年4．陶器时代：公元元年5．钢时代：1800年6．硅时代：1950年7．新材料时代：1990年121.石器时代公元前10万年旧石器时代：工具制作粗糙，用途尚未分化新石器时代：对石料进行加工，得到不同用途的石器132.青铜器时代公元前3000年出现了添加锡、铅的铜合金熔点低，铸造性能良好用作武器、生活用具、生产工具等143.铁器时代公元前1500年高温下用木炭还原铁矿石生产铁强度较高，可加工性能良好用作武器和器件154.陶器时代粘土制作简单的陶器在公元元年左右，高温烧制陶器而形成瓷器瓷器

4、由于局部熔化而变得更加致密坚硬，克服了陶器多孔与透水的缺点165.钢时代1800年左右钢：含碳量0.2%-2.11%①高温下具有高强度→蒸汽机②农业经济社会进入工业经济社会③导致了大规模的机械化生产，引起了第一次产业革命，即工业革命176.硅时代1950年①爱迪生效应－二极管，三极管－电子管时代②硅、锗半导体材料的出现－晶体管取代电子管－进入硅时代③单晶硅生产集成电路－微型化187.新材料时代1990年具有一般传统材料所不可比拟的优异性能和特定性能特征：由多种材料决定社会和经济发展以人造为特征为了特定的需要设计和加工而成19三、材料科学与工程20材料科学通过材料本质的

5、发现、分析和了解等方面的研究，提供材料结构的统一描绘或模型，以及解释材料结构与性能之间的关系的科学。21材料工程有关材料成分、结构、工艺和性能与用途之间有关知识和应用的科学。把基础知识应用于材料的研制、生产、改性和应用，以完成特定的社会任务22材料科学四要素1）成分/结构(Composition/Structure)：影响其性质的直接因素成分/结构合成/加工性质效能4）效能(Performance)（使用性能或效果）：是指材料在使用条件下的表现，包括环境影响、受力状态、材料特征曲线，乃至寿命估计等3）性质(Properties)（性能）：力学性质、物理性质和化学性质2

6、）合成/加工(Synthesis/Processing)：改变材料的组织结构而影响其性质23四、材料的分类1．按化学成分、生产过程、结构及性能特点分类：1）金属材料：以金属元素为基础的材料优良的力学性能，特别是高强度和高韧性；优良的可加工性a.铁及铁基合金b.非铁金属及其合金242）有机高分子材料一类由一种或几种分子或分子团（结构单元或单体）以共价键结合成具有多个重复单元的大分子材料特点：种类多、密度小，比强度大，电绝缘性、耐腐蚀性好、加工容易，可符合多种、特种用途的要求25263）无机非金属材料除金属材料、有机高分子材料以外的几乎所有材料特点：耐高温、高硬度、抗腐蚀

7、，以及优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等274）复合材料由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的材料（1）按基体可分为金属基、有机高分子基、无机非金属基复合材料（2）按用途可分为结构复合材料和功能复合材料282．按使用性能分类1）结构材料：以力学性能为主的材料的统称2）功能材料：以特殊物理性能或化学性能为主的材料的统称294．按物理性质分类导电材料半导体材料绝缘材料高温材料高强度材料磁性材料超导材料透光材料306．按用途分类电子材料研磨材料电工材料光学材料建筑材料感光材料耐酸材料包装材料31第二节材料的成分与