材料科学方法复习2015ppt课件.pptx

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1、材料科学研究方法复习-2015题型填空题简答题材料论述题现代文明的四大支柱,材料与其他三种支柱的关系材料能源信息生物3纤维素纤维素张俐娜6青铜：第一种合金为什么是青铜器大行其道?7就现有知识,你能举例说明“中国发展史上某一材料的发明或技术改进极大地推动了生产力的进步”吗?8材料的分类：三大材料10防弹衣---什么材料？导电高分子新材料技术纳米材料、智能材料、超导材料、信息功能材料、能源转换与储能材料、生物医用与仿生材料等。材料研究开发趋势单一材料向多种材料扬长避短的复合化；结构材料和功能材料的整体化；材料多功能的集成化，功能材料和器件一体化；材料制备加工的智

2、能化、敏捷化、功能仿生化；材料科技的微型化、纳米化；材料设计的优选化；材料研究开发的环境意识化、生态化；材料科学技术的多学科渗透综合化、大科学化。15材料科学与工程学科发展的特点16（1）各类材料逐步趋向统一材料本质差异是电子结构各类材料的严格区分逐渐在减小。各类材料相互取代、补充，相互竞争。各类材料的一些原理相通，分析测试手段和仪器设备相同。（2）材料的发展和应用是系统工程17性能制备/加工结构成分材料科学与工程学科四面体举例说明（四个方面的相互关系）性能制备/加工结构成分材料科学与工程学科四面体四个方面的关系主线是性能由其它三个方面所决定2互为影响、相互

3、联系1核心是（微观）结构3（3）科学与工程的全面融合21（4）多学科和跨学科交叉研究和应用（5）新的思维、方法、发现和理论不断产生（6）绿色材料科学技术是必然趋势22试举出一例说明绿色高分子材料科学技术。界面倒空效应五、材料的动态效应材料的失效大都是由量变到质变的动态过程。29聚合物的老化是在环境因素（包括热、光、机械应力）、化学因素（氧、水、酸等）、生物因素等作用下，产生极为复杂的物理化学变化而老化。七、材料的纳米效应纳米材料是0.1~100nm超细微材料。纳米效应有：材料科学共性30小尺寸效应：材料宏观性质产生新的变化。例子特殊光学性质金属在纳米状态呈现

4、为黑色；特殊热学性质材料的熔点将显著降低；特殊磁学性质鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物体中存在超微磁性颗粒→生物磁罗盘量子效应：电磁、光学、热学和超导等微观特性和宏观性质表现出显著不同的特点例子导电金属在超微颗粒时可以变成绝缘体。对超微颗粒在低温条件下必须考虑量子效应，原有宏观规律已不再成立。量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础。材料科学共性31表面效应：表面原子比例↑↑，→表面能及表面张力↑↑，→表面吸附性↑↑，→纳米粒子性质的变化。界面效应：很大比例的原子是处于缺陷环境中→力学性能的变化。具有特殊而新奇的力学性质。牙齿之所以具有很

5、高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。32纳米材料技术的负作用？！材料科学共性333.1.科学研究简介3.2.材料科学研究基本方法3.2.1.归纳与演绎法3.2.2.分析与综合法3.2.3.类比与移植法3.2.4.数学与模型法3.2.5.系统与优化法3.2.6.原型启发与仿生法3.3.材料研究创新思路34第3章材料研究基本方法高铁当中应用到了哪些高分子材料？仿生法指原型启发法中的原型为自然界的动植物或自然现象。有哪些仿生材料？4.1材料结构与性能的基本特性一、材料结构基本特性如成分、微观组织、晶体结构、原子结构和相组成等。结构：表示原子排列方式的结构

6、组织：尺度比较大，如显微组织、宏观组织37高分子的多尺度结构39从现象的本质来看，同一材料的不同性能只是相同内部结构，在不同的外界条件下所表现出来的不同行为。现象与本质40二、材料结构的自组织现象例：蜘蛛丝及其仿生41蜘蛛丝多层次结构42例：蜘蛛丝及其仿生5.1材料与环境、资源的关系材料使用与环境评价方法44三大自然资源取之不尽资源，如空气、太阳能等可再生资源，如生物体、水、土壤等非再生资源，如矿物、化石燃料等低碳经济对我国制造业的冲击很大欧洲轮胎标签法为让消费者对轮胎的优劣有更清晰认识，欧盟将“油耗、安全和噪声”通过分级的方式标准化，并从2012年11月份

7、开始，强制要求所有在欧洲销售的轮胎必须张贴相关标识。弹性好、滚动阻力小、耗油低、抗湿滑、耐磨、耐穿刺、乘坐舒适等优点。与传统轮胎比，凸现了环保、节能方面的优势绿色轮胎可降解塑料聚乳酸“玉米塑料”聚乳酸聚乳酸(PLA)是生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。PLA是以玉米、小麦等植物中提取的淀粉为最初原料,经过酶分解得到葡萄糖,再经过乳酸菌发酵后变成乳酸,然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O,随后在太阳光合作用下,又成为淀粉的起始原料,不会对环境产生污染,因而是一种完

8、全自然循环型的可生物降解材料。乳酸即2-羟基丙酸合成