工程材料与制造技术简论.doc

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1、名称第一章工程材料与制造技术简论学时3教学H的和要求1.了解工程材料发展的简述2.了解制造（工艺）技术发展史、现状与发展趋势教学环节课堂讲授，多媒体第一章工程材料与制造技术简论人类为了自身的生存与发展，在各种生产活动屮逐渐产生了不同的产业，这些产业包括大家熟悉的第一产业——农业，第二产业——工业，第三产业——信息与服务业。由于工业在国民经济和社会发展中的重要地位，T•业化进程一直被认为是现代化的标志。现代工业门类繁多，但概括起来可以分为材料工业、能源工业、建筑业和制造业等。其中材料工业与制造工业密切相关。材料工业是将白然资源植被成具有各种性能或功能、

2、能满足各种要求的材料；制造工业则是将材料加T制造成各种产品，以满足人类生活、生产和社会的需求。木章将重点介绍工稈材料和制造技术的历史、现状和发展以及制造类企业的组织结构和产品生产过程，希望读者能在进入现代工程材料成形与机械制造基础的学习之前，对工程材料和制造技术的背景有一个比较完整的了解，以利于本课程和后续相关知识的学习。第一节工程材料发展的简述批界各国对材料的分类虽然不尽相同，但按照传统的分类方法可以分为金属材料、非金属材料（陶瓷）、有机高分了材料和复合材料四大类。这四类工程材料虽然祁有漫长的发展历史，但其在不同的历史阶段所具有的相对重要性确是不断

3、变化的。现代工稈材料的种类更是千差刀别，例如按照材料的使用功能，可以将材料分为结构材料、功能材料、生物材料、智能材料、生态环境材料、信息功能材料等。按照材料的维度，又可以分为三维块体材料、二维薄膜材料、一维纤维材料和零维纳米颗粒材料等。按照组成材料的尺度，还可以分为亳米及材料、微米级材料、纳米级材料、分了和原了级材料等。一、金属材料的发展简述1、金属材料的发展史早在公元前5000年，人类就已经发现并开始使用金属材料，青铜是最早发现和使用的材料Z一，彷史上称Z为青铜器时代。中国早在公元前2500年就开始使用铁，公元前15001200年为铁器时代，以后随

4、着铁和钢的冶炼方法的不断发现和改进，人类社会生产力水平不断提高，社会不断进步，到了18世纪英国产业一革命期间，钢铁工业开始迅猛发展，成为产业革命的主要潮流和物质基础，其他金属材料也得到相应的快速发展。到20世纪屮叶，金屈材料一直在材料工业屮占有统治性的主导地位。此后，呈现出异乎寻常的发展速度，出现了前所未有的辉煌。2、金属材料的发展现状a201H：纪50年代以后，大约近半个世纪以来，随着高分子材料（尤其是分子合成材料）、无机非金属材料（尤其是先进陶瓷材料）以及金书基、陶瓷基、树脂基先进复合材料的发展，开始出现一些金属材料的“代用品”。如高技术陶瓷、高

5、分了材料、先进复合材料。归结起来主要I韦I绕以下儿个方面向纵深发展。（1）高纯材料（2）高强度及超高强度金属材料（3）超易切削钢和超高易切削钢（4）硬质合金和金属陶瓷（5）高温合金与难熔合金（6）纤维增强金属基复合材料（7）共晶合金定向凝固材料（8）快速冷凝金属非晶及微晶材料典型非晶和微晶金属材料：1）金屈玻璃非晶态金属材料具有类似玻璃的某些结构特征，故称为“金属玻璃”。金属玻璃具有很多优异的性能，如超耐腐蚀性、高磁导率、松弹性、高强韧性、低热膨胀系数、高磁致伸缩等。2）金属微晶材料（9）金属间化合物（10）纳米金属材料（11）形状记忆合金（12）贮

6、氢合金无机非金属材料（陶瓷）的发展简述1.无机非金展材料（陶瓷）的发展史屮国是陶瓷最早的发源地，最早人类利用粘土的可册性将其加丁•成所需形状，然后用火烧制成形，这就是陶瓷器。陶器的发明和广泛应用是社会生产力的一次飞跃,同时大大方便和丰富了人类的生活。陶器的发展经历了漫长的过程，经过儿千年的发展，在原料的选择和处理、成形技术、烧结T艺以及器型的复杂性方面都获得了长足的进步。但迅陶器的致密性养（存在大最微孔）、透水、强度和硬度低等缺点极大限制了其进一步发展和应用。陶瓷的第一次重大飞跃是人类掌握了通过鼓风提高燃烧温度的技术，继而利用粘土、石英、长石等矿物制

7、成了瓷器。与陶器不同，由于长石熔点低，这样在焙烧过程中形成了流动性很好的玻璃液相，它们堵塞了陶器的大量微孔，而冃还能加速组成Z间所发生的固相反应，从而使瓷器更加坚驶、不透水和致密。前血提到的陶瓷统称为传统陶瓷，以II用瓷器和卫生瓷器为典型代表。1.先进陶瓷（高技术陶瓷）的主要研究领域和研究现状先进陶瓷的研究领域包括：粉体、结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷、薄膜及喷涂、陶瓷工艺等。2.结构陶瓷的研究发展趋势（1）结构陶瓷的脆性研究1）相变增韧陶瓷2）高精细陶瓷3）高韧性高强度a—Sialon陶瓷4）可敎性变形陶瓷5）金属间化合物与陶瓷复合材料6）纤维及晶

8、须增强陶瓷基复合材料7）叠层结构陶瓷基复合材料8）纳米陶瓷及其复合材料（2）有关结构陶瓷粉体制备的研究粉体的