川大学材料科学导论前言

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1、材料科学导论IntroductionofMaterialsScience材料科学导论参考书:1.材料科学导论——融贯的论述作者:冯端师昌绪等主编出版日期:2002年05月第1版2.材料科学导论作者:肖建中出版日期:2001年3.材料科学基础(第2版)作者:石德珂主编出版日期:2003年06月第2版4.材料科学基础作者:徐恒钧主编出版日期:2001年10月第1版5.材料科学基础作者:杜丕一潘颐编著出版日期:2002年03月第1版材料科学导论绪论一、材料的定义人们可用来制作物品的宇宙物质的子集在机器、结构件、器件、产品中因其特殊的性能而成为有用的物质。领域巨大:钢铁、水泥、木材、塑料、玻璃、硅

2、单晶、金刚石、……材料科学导论地球是所有材料的来源和最终归宿。从矿石、树木、石油——金属、水泥、化学产品、纸张、晶体、陶瓷、塑料——各种产品——废料或解体回归地球两大范畴:矿业及农业科学与工程采矿科学与工程材料科学导论材料科学与工程的定义:将材料的成分、结构、加工工艺、性能与环境影响联系起来的知识的探索、积累、研究、总结与开发应用。材料科学着重知识的探索、积累、研究、总结材料工程着重知识的开发应用材料科学导论材料、能源、信息是现代社会的三大支柱材料科学导论二、材料是人类进步的里程碑对材料的认识和利用的能力,决定了人类社会的形态和人类的生活质量。人类文明史,也可称为世界材料发展史人类的时代划

3、分,往往以使用的材料为标准材料科学导论石器时代(公元前几十万年~前5000年)青铜时代(前5000年~前1200年)铁器时代(前1200年~公元1700年)钢铁时代(1700年~现在)高分子时代(1909年~现在)贝克兰用化学法合成酚醛树脂新石器时代—信息时代(1947年~现在)在硅晶体上制成了第一个三级管材料科学导论材料领域的强国,也是政治、军事强国1644年,“工业革命”英国成为“日不落帝国”,基础:钢、铁、煤的产量居世界第一钢铁与石器的交锋——美利坚合众国向印第安人血与火的扩张(19世纪)材料科学导论WWI—新兴资本主义强国要求“阳光下的土地”,重新划分势力范围WWII—三个法西斯向

4、世界宣战材料科学导论1937年:日本世界排名中国铁240万吨(7)96万吨钢635万吨(6)56万吨石油产品245万吨25万吨汽车9500辆(8)0造船43万吨(3)1万吨面积37万平方公里960万平方公里人口1亿4.5亿材料科学导论1937年日本中国航空母舰20飞机7000坦克3000大炮2500580机枪70003500步枪180000150000材料科学导论1937年军事实力对比日本中国飞机2600架600架舰艇77万吨5.9万吨航空母舰4艘0坦克650辆120辆火炮15000门8000门材料科学导论抗日战争历时八年,中国付出巨大代价:军民伤亡3500万人财产损失5000亿美元上海、

5、武汉、南京等城市受到严重破坏中国钢产量发展进程(万吨)材料科学导论到2000年,我国主要材料产量:钢、钢材、水泥、玻璃位居世界第一10种有色金属、纯碱、烧碱等位居世界第二坚实的物质基础使中国的面貌焕然一新。1997年香港回归、1999年澳门回归2007年钢产量达4.6亿吨世界钢产量约13亿吨2007年私人汽车拥有量(万辆)2,876材料科学导论三、材料科学是新兴交叉学科融会多个学科——如物理、化学、计算机、固体科学、结晶学、量子力学等,与多个学科交叉——化学工程、电子工程、土木工程、环境工程、航空工程、核工程、生物医学工程等材料科学导论成分性能加工工艺结构环境材料科学导论材料科学是新兴交叉

6、学科,将综合数学、物理学、化学、计算机科学等知识,从原子、分子层次去研究电子、原子、离子的微观行为与材料的宏观性能的关系。在理论指导下,研制、开发、生产各种规格、用途的新型结构材料和功能材料。材料科学导论摩天大楼—帝国大厦(1934,386m高)世贸中心(1973,415m高)…..巨型水坝—阿斯旺水坝、三峡大坝…..巨型油轮—10万吨级(1960‘s)35万吨级(1980‘s)航空母舰—2万吨级(1930‘s)4万吨级(1940‘s)10万吨级(1970‘s)材料科学导论巨型火箭—土星级、长征级、阿里亚纳级隐形飞机—F-117(1980’s)、B-1、B-2(1990’s)均是现代材料科

7、学的工程结晶材料科学导论四、新材料是现代工农业发展的基础,是信息产业起飞的加速器电子工业—超纯、特薄、特细的材料原子能工业—核电站、电子加速器、质子加速器耐腐蚀、耐辐射材料材料科学导论人类已进入信息时代,IC、Internet、IT技术的发展日新月异。现代材料科学进入了信息材料时代并为信息产业提供了坚实的物质基础:材料科学导论1883硒整流器1911硅整流器1926锗整流器1946锗单晶1947锗接触三极管(Transi

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