无机材料化学(第1讲)课件.ppt

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1、课程主要内容：第一章绪论第二章无机材料的晶体结构与缺陷第三章无机材料的物理性质第四章无机材料的合成与制备第五章纳米材料简介第一章绪论1.1材料的发展及作用1.2材料的分类1.3材料科学及其研究内容1.4材料化学及其研究内容1.5无机材料化学1.1材料的发展及作用材料是具有一定性能和功能，可用于制作或加工成有用器件、构件、工具或装置的物质。材料在进一步的加工过程中仍然保持原来的性质。材料与一般物质、材料与原料的区别。性能包括：光、电、磁、热及力学等及相互转换。材料与器件（或构件、装置）紧密相关。材料离开器件就会失去意义器件离开材料也不可能实现其功能材料是人类生活和生产活动必需

2、的物质基础。材料的使用和发展同人类文明、科技进步和社会的发展密切相关。新材料的出现和使用伴随着生产力的新飞越，从而推动科技的进步和社会的发展。材料的作用：石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代（工业革命）早期人类材料知识的积累主要靠经验，增加非常缓慢。工业革命以后，人类社会进入科学时代，建立了物理学和化学等学科，人类关于材料方面的知识和成果迅速增加，促进了材料的发展，也使材料在人类文明进步、社会经济和科技发展中所产生的作用更加明显。按使用材料水平划分的人类社会发展历史时期：17－18世纪：钢铁材料的出现，孕育了产业革命。19世纪末－20世纪初：电业材料的诞生和使用，促进了

3、电力工业的发展，使电磁理论转换为生产力。20世纪以来：高分子材料（30年代）的出现，满足了生产、生活及相关领域发展对材料的需求，极大地促进了现代物质文明的发展；高纯半导体材料（50年代）的问世，导致了以计算机为主体的微电子工业的迅速发展，促进了现代信息技术的建立；能源材料（放射性镭、钋）的发现，使核能的开发利用成为现实；20世纪以来：先进复合材料、超合金材料和各种耐高温材料、烧蚀材料等的开发，为空间技术的发展奠定了物质基础；光导纤维的出现，使通信产业发生了质的变化，引起了一场信息革命；新型超导材料的研制和开发，将推动无损耗输电、磁流发电以及受控热核反应堆等现代能源的发展。材

4、料是先进技术的物质基础。材料、信息和能源称为现代科技的三大支柱，其中材料又是能源和信息的物质基础。衡量国家现代化程度的直接标志：拥有的材料品种、质量和产量衡量国家科技和生产力发展水平的重要标志：新材料的研究和开发能力综上所述可以看出：新材料发现、研究和使用的其它作用：影响和改变社会及人们的行为和生活方式例如：高分子材料已成为社会生活和生产活动不可缺少的基础材料，它的广泛使用影响和改变着社会及人们的某些观念和生活方式。半导体及磁性材料的应用，影响着人们的工作和生活，正在改变人们的思维和社会行为。促进相关科学领域的发展如：纳米材料的研究和发展拓展了人类对自然界认识的深度，也促进

5、了对物理、化学及其他学科的认识和发展。产生和带动一系列高新技术产业如：传感器材料、半导体材料、磁性材料及纳米材料。第一代天然材料取自于自然界的动物、植物和矿物。第二代烧炼材料包括烧结材料和冶炼材料。第三代合成材料包括合成塑料、合成纤维、合成橡胶。第四代可设计材料根据实际需要去设计特殊性能的材料。如：玻璃钢复合材料第五代智能材料能随环境、时间的变化改变自己的性能或形状，具有感知、自我调节和反馈能力。如：形状记忆合金（Ti-Ni1:1）变色玻璃人类使用的材料若按其发展水平归纳，大致可分为五代：1.2材料的分类1.根据化学属性（化学组成）材料可分为：金属材料无机非金属材料（无机材

6、料）有机高分子材料材料可根据其化学属性、聚集状态、物理性能、用途及使用特性（功能）进行分类。金属材料以金属元素为主要成份的材料。包括：黑色金属：钢、铁、锰、铬及它们的合金。有色金属：黑色金属以外的其它各种金属及其合金。特点：具有优良的力学性能（高强度和高塑性的配合、优良的可加工性）及优异的物理特性。其性能与成分、显微组织结构和制造工艺密切相关。应用：在近代的物质文明中，金属材料起了关键的作用，至今这类材料仍然用途最广、用量最大。高分子材料由脂肪族或芳香族的碳-碳共价键为基本结构的大分子所构成。组成特点：一般是由一种或几种简单化学组成的结构单元多次重复连接而成。化学组成简单、

7、结构有规律。可分为：天然高分子材料：木材、皮革、天然橡胶、棉、麻、丝、生漆等。合成高分子材料：塑料、橡胶、纤维、涂料及粘合剂等。可根据对材料性能的需要进行分子设计，由化学合成获得。特点：质量轻、比强度大、绝缘性和耐腐蚀性好，且易加工成形。应用：用途广泛：日常生活及信息、能源、航空航天、国防等领域。传统无机材料：以硅酸盐化合物为主要成分，也称硅酸盐材料。包括：玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等。也称为“陶瓷”或“陶瓷制品”。新型无机材料：包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、含氧酸盐及其它盐类和非金属单质等。若以烧结体形式称