金属材料学 第1

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1、工程材料学第一章绪论第一节概述众所周知，二十世纪以来，人类的科学技术获得了飞跃的发展，如出现了核武器、人造卫星、计算机、机器人，……这些成就的取得是和材料科学的进步分不开的，材料的发展在科技发展中具有举足轻重的地位，有时因为材料不过关，而使先进的技术无法为人们所利用。如超导现象，在1911年就由荷兰物理学家昂内斯在测定汞电阻和温度关系时发现了，但长期以来，没能找到能生产的超导材料，致使该技术无法得到利用，直到50年后，才逐步得到发展，但到现在还不能广泛应用。我们知道，材料、能源、信息是现代文明的三大支柱，而材料又是其它两者的基础。材料一

2、般可分为：金属材料、无机非金属材料和有机材料。以前这三类材料各自自立门户，在大学里也属于不同的专业，可它们之间有许多内在的联系。现在已越来越相互交叉，渗透和移植，忆汇合成一门多学科交叉的新科学——材料科学。在材料的应用方面，到本世纪初虽然金属材料仍然占主导地位，但是无机非金属材料和高分子材料的工业应用比例将日益增长，并逐渐部分取代金属材料。因此，各个工业领域所采用的材料结构和比例将会发生很大的变化。新型材料的研制成功将促进新材料产业的形成和推动新型机械、电子产品的设计、制造以及传统产品的更新换代。作为从事金属材料的科技工作者，应当了解和

3、适应材料科学的发展动向。主动去学习和了解高分子材料和无机非金属材料的基本知识及其应用领域。否则一个金属材料工程师就无法做到“正确选择、合理使用材料”。材料科学与工程是多专业贯穿的一个体系，需要进行跨部门多学科的交叉综合研究。第二节材料科学的形成一、细分化到综合现代科学发展的规律是从细分化走向综合。材料科学的形成和发展过程也遵循这一发展规律。1.金属材料学科：黑色冶金化学冶金有色冶金最先从矿冶学中分出冶金冶金物理冶金力学冶金粉末冶金第1-16页共16页金属材料又细分为：黑色金属材料有色金属材料稀有金属材料在我国高校：金属材料及热处理专业粉

4、末冶金金属材料专业分设以下专业高温合金精密合金金属腐蚀金属物理专业分得越细、知识面就越窄，为了拓宽专业面，适应材料科学的发展，国家教委重新调理了专业。金属材料金属材料类专业包括三个专业方向：热处理及表面技术粉末冶金金属物理专业改名为材料物理专业，面向三大材料。2.化学学科无机化学陶瓷化学：无机化工学硅酸盐材料学玻璃有机化学水泥有机化工学耐火材料由于近代陶瓷学的发展，“陶瓷”的概念已非常广阔。它包括了硅酸盐、氧化物单晶硅、人造金刚石等。现在将陶瓷和碳素材料一起统称为无机非金属材料。高分子化学有机化学及化工分为：高分子物理高分子物理化学我国

5、在高分子材料方面设立了：高分子化学、高分子材料、高分子化工、化学纤维、橡胶制品、塑料成型加工工艺、复合材料等专业。现在又合并为高分子材料与工程专业现在金属材料科学材料科学划分为：无机非金属材料科学高分子材料科学一、从交叉、渗透到全材料科学三大材料学科之间的互相交叉、渗透、移植及相互借鉴，是由细化到综合，由经验发展成为全材料科学的内在联系及基础，具体表现为：第1-16页共16页1.三大材料的交叉——衍生出名目众多的复合材料如：以金属为基加入陶瓷可形成金属基复合材料以陶瓷为基加入金属可形成金属陶瓷材料以高分子材料为基加入纤维可形成树脂基复合

6、材料2.基础学科向各材料学科的交叉、渗透如：物理、化学、力学、晶体学、材料热力学、动力学等与金属材料的交叉、渗透，形成物理冶金(金属学)固体物理与金属学结合与深入形成金属物理学。3.各材料学科之间的渗透、移植与借鉴如：把金属的一些结构、亚结构观念用于陶瓷。晶态金属可转变为非晶态金属，把这一概念向半导体移植，单晶硅转化为非晶态硅。又如：位错理论是用来解释金属实际强度低于理论硬度，但它也应用于半导体陶瓷。又如：断裂力学与复合材料又产生复合材料力学分支。4.三大材料在制造技术上也是互相渗透、移植与借鉴的如：粉末冶金借鉴诉陶瓷制造技术。高分子材

7、料的成型方式借鉴金属热加工原理。如塑料的注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的。而近年发展的陶瓷粉末注射成型技术又是从塑料工业引进到粉末冶金中的一种成型技术。5.三大材料都同时引用某些新技术这些新技术包括：超微细粉末技术、离子束、激光、计算机等新技术。如：激光技术应用第1-16页共16页等离子技术应用第一节材料科学、材料工程和材料科学与工程“材料科学”是一门科学，它从事于材料本质的发现，分析和了解方面的研究，目的在于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。“材料工程”着重把基础知识应用于材料的研制、生产、改性、

8、应用。材料科学出现于60年代初，和材料工程月部分交叉，到了70年代材料科学与材料工程大部分重迭，于是形成了“材料科学与工程”这门学科。这样材料工程是由主要依靠经验的时代已过去，不熟悉材料科学，已不能成为一个