无机新型材料第一部分 绪论

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1、新型无机材料李伯刚第一部分绪论●材料学科发展概况●制备材料的新技术教学目的及要求对无机材料的发展概况和前沿领域（新型材料和制备材料的新技术）有基本和概况性的了解，以开阔专业视野，增强创新意识和创新能力教学内容重点介绍新型无机材料发展概况、制备材料的新技术（溶胶－凝胶技术、等离子体技术*、化学气相沉积与物理气相沉积技术*、激光技术、微波烧结、自蔓延高温合成等）、低维材料（纳米粉体、晶须、光导纤维、碳纤维、金刚石与类金刚石薄膜*等）、新型功能材料（非晶态材料、梯度功能材料、纳米材料*、高温超导材料*等）和先进复合材料【注】下划线为重点，打*号的为难

2、点成绩评定采用考勤、作业和期末考试相结合的评定方式。其中：考勤占10％（随机点名10次，每缺席一次扣1分，累计3次取消参加期末考试资格）作业占30％（计算和文献查阅。手写，谢绝打印。若发现抄袭，双方均酌情扣分）期末考试占60％新型无机材料作为一类新材料，应从对新材料的整体认识中去界定和把握，而新材料的产生是与材料学科的发展密切相关的，故应首先对材料学科的发展概况有基本的了解，在材料学科发展的大背景中去认识新材料的特性和发展趋势第一章材料学科发展概况材料的重要性和历史地位材料的分类材料学科发展趋势材料科学与工程新材料新型无机材料1.1材料的重要性

3、和历史地位历史地位：人类文明发展水平的重要标志现实重要性：现代文明的一大支柱1.1.1材料是人类文明发展水平的重要标志石器时代制陶业青铜器时代（公元前5000年）铁器时代（公元前1200年）近代工业革命（18世纪末,钢铁产量成为国力重要标志，我国开展全民大炼钢铁运动）新技术革命（20世纪中叶，硅半导体、功能陶瓷等无机材料重新成为材料主体新石器时代）1.1.2材料是现代文明一大的支柱材料、信息、能源被誉为现代文明的三大支柱新材料、信息技术、生物技术是新技术革命的主要标志1.2材料的分类按组成分类金属材料（纯金属，合金）无机非金属材料（水泥玻璃陶瓷

4、人工晶体碳素材料等）有机高分子材料复合材料按性质分类结构材料（主要应用材料的力学性能－－用于制做承重材料和构件）功能材料（主要应用材料的物理性能－－用于制做功能部件）按用途分类建筑材料航空航天材料电子材料生物材料能源材料等1.3材料学科发展趋势长期以来人们已习惯于将材料分为金属材料、无机材料和有机高分子材料，各类材料有特定的组成结构、不同的性能和应用范围，与之相应，材料专业也按此划分，自成体系。然而近些年来材料领域出现的、日渐明显的多样化基础上的“一体化”趋势和信息爆炸，正日益强烈地冲击着传统的体系和观念，主要体现在三个方面（1）各类材料间的界

5、线趋于模糊已出现非晶态的“金属玻璃”一定条件下金属可以获得“超塑性”在通常为绝缘体的氧化物中发现了“高温超导体”高分子材料中也有导体、半导体甚至铁磁体通常是脆硬的陶瓷和水泥领域也已开发出“增韧陶瓷”和“韧性无缺陷水泥”大量出现的各种复合材料、梯度材料和原子尺度的层状“超结构材料”更难以归属某一传统材料类别（2）应用上各类材料间的相互替代与复合工程塑料成为新的建筑结构材料高分子复合材料已用作车身和机身材料已出现水泥船、玻璃钢船和全塑船在某一应用领域固守某些传统材料已非明智与相互替代的情形相比，各类材料间的复合化趋势更是势不可挡，综合性能优异的新型

6、复合材料层出不穷,不断演绎着材料版的“这边风景独好”（3）各类材料间理论和分析检测手段的互通研究金属范性变形时提出的位错理论已成功用于指导半导体的缺陷工程，大大提升了半导体的性能针对玻璃的脆性体断裂理论（认为微裂纹前端的应力集中致使玻璃的实际强度大大低于理论强度）在金属材料中的应用使金属的断裂预测和韧性提高获得突破性进展；后来又应用于陶瓷材料，发展出使陶瓷韧化的相变增韧、纤维增韧和微粉增韧等有效手段，出现了增韧陶瓷采用和借鉴其他材料的原理、方法和手段已成为改进材料性能的重要途径从现有的趋势看，在各类不同材料研究中发展起来的理论和方法，正通过相互

7、借鉴、沟通和启发逐渐汇聚成统一的整体，一个适用于各类材料的统一理论体系正在构建和形成不过，要建立起成熟完整的新的材料理论体系，还有很长一段路要走1.4材料科学与工程（大材料）为顺应材料发展的一体化趋势，推动各类材料在研究方法、基础理论、制备、检测方面的相互借鉴，促进复合材料发展，以及有利于培养具有更广阔专业视野和应变能力的新材料开发人才,“材料科学与工程”在美国学者的倡导下，于20世纪70年代应运而生，并很快为各国学者广泛接受，设立材料科学与工程系宽口径培养材料人才已成为各国高校的普遍选择材料科学与工程的特点为交叉学科是合成制备—组成结构—性质

8、—使用效能四位一体、相互关联的知识开发与应用的学科体系面向材料开发与有效运用，有很强的应用背景1.5新材料新材料是指新近研制成功或正在研制中的，具有较