轻金属（Al，Mg，Ti及
有色ห้องสมุดไป่ตู้属 其合金）
陶瓷材料
普通陶瓷 特殊陶瓷
重金属（Ni，Mo及其 合金）
工程材料
金属陶瓷
树脂基复合材料 复合材料
金属基复合材料 工程塑料
高分子材料 橡胶 合成纤维
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一、金属材料 金属材料分为黑色金属材料和有色金属材 料两类。 黑色金属材料包括钢、铸铁和铁合金。 有色金属是指除铁以外的其它金属及其合 金。
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第一章 绪论
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• 一、材料与人类文明及社会现代化 • 1．材料与物质
材料是指具有满足指定工作条 件下使用要求的形态和物理性状的 物质，是组成生产工具的物质基础。
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• 2. 原料与材料 • 原料 • 由原料到材料。 • 原料一般不是为获得产品，而是生产材料，往
混合键； • 硬而脆、韧性低、抗压不抗拉、对缺陷敏
感； • 熔点较高，具有优良的耐高温、抗氧化性
能； • 自由电子数目少、导热性和导电性较小； • 耐化学腐蚀性好； • 耐磨损； • 成型方式为粉末制坯、烧结成型。
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(3) 用途 • 建筑卫生陶瓷：瓷砖、浴缸。 • 工程陶瓷 工程结构陶瓷：反应釜（耐酸、
耐腐蚀） • 绝缘瓷瓶。 • 功能陶瓷：磁性、导电。
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三、高分子材料
高分子化合物是以C、H、O、N等元素 为基础，由许多结构相同的小单元重复 连接组成的。 塑料、橡胶、纤维是使用量最大的三类 高分子材料。
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高分子材料的基本特性：
• 结合键主要为共价键，有部分范德华 键；
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湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑
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湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄
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成都金沙 遗址出土 的陶器
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宝钢高炉
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晶体管 的主要 原料是： 锗、硅 半导体
Intel 24MB缓存＋17亿晶体管！
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钛结构自行车：钛合金的应用场合非常特 殊，一般用于需要抗腐蚀、耐疲劳、高弹 性的场合。
经历了7个时代。 • （1）石器时代 • （2）青铜器时代 • （3）铁器时代 • （4）水泥时代 • （5）钢时代 • （6）硅时代 • （7）新材料时代
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石器时代（Stone Age）:
石斧、凿、刀、铲、箭头、 纺轮、钵等（西安半坡遗 址）
石斧
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青铜器时代（Bronze Age）: 巨型司母戊鼎 （河南安阳晚商遗址）
本课程的特点及学习方法： 本课程的特点：概念术语多、死记硬背多、 相关学科多（物理学、化学、热力学、矿 物学、金属学、陶瓷学及高分子科学等）。
学习方法：作为一门应用学科，基础理论和 基础概念要掌握，注意重点，做好笔记；掌 握例题的解题方法，还要理论联系实际；要 学以致用，善于归纳总结；独立完成作业。
往伴随化学变化。 • 材料的特点往往是为获得产品，一般从材料到
产品的转变过程不发生化学变化。 • 3. 材料与物质 • 材料可由一种或多种物质组成。 • 同一物质由于制备方法或加工方法不同可以得
到用途各异、类型不同的材料。
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• 4．材料是人类文明的里程碑 迄今为止，人类使用材料的历史已
• 分子量大，无明显的熔点，有玻璃化 转变温度、粘流温度。并有热塑性和 热固性两类；
• 力学状态有玻璃态、高弹态和粘流态， 强度较高；
• 质量轻； • 良好的绝缘性； • 优越的化学稳定性； • 成型方法较多。
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(3) 用途 • 结构材料：电视机壳体、冰箱壳体、轴
承、机械零件
• 绝缘材料：漆包线、电缆、绝缘版、电 器零件
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金属材料的基本特性：
• 结合键为金属键，常规方法生产的金属为 晶体结构；
• 金属在常温下一般为固体，熔点较高； • 具有金属光泽； • 纯金属范性大，展性、延性也大； • 强度较高； • 自由电子的存在，金属的导热和导电性好； • 多数金属在空气中易被氧化。
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(4) 用途 • a. 结构材料:如机床,建筑机械设备、工
程交通工具； • b. 导体材料，电线芯（铜） • c. 工具
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二、无机非金属材料 无机非金属材料主要是硅酸盐材料，包括陶 瓷、玻璃、水泥和耐火材料四类。 主要原料：天然的硅酸盐矿物和人工合成的 氧化物及其它少数化合物。 生产过程：原料处理－成型－煅烧。
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无机非金属材料（以陶瓷为例）的基本特性 • 化学键主要是离子键、共价键以及它们的
• 建筑材料：贴面板、地贴 • 包装材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料 • 涂装：涂料 • 粘合剂：粘合剂 • 日用：织物（衣服）胶鞋 • 运输：轮胎，传送带
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• 1. 金属材料
• (1) 黑色金属材料
•
化学成分——碳素钢、合金钢
•
品质——普通、优质、高级优质钢
• 钢 金相组织或组织结构——珠光体、贝氏体、
马氏体和奥氏体
•
用途——建筑工程、结构、工具、特殊性能、
专业用钢
•
冶炼方法——平炉、转炉、电炉、沸腾炉钢
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• • • 铸铁 • •
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课程安排：必修课，64学时。 考核成绩：平时成绩+期中考试+期 末考试。
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教材：顾宜主编的《材料科学与工程基 础》
参考书目： 王高潮主编的《材料科学与工程导论》； 杨瑞成等主编的《材料科学与工程导论》； 顾家琳等编著的《材料科学与工程概论》； 许并社主编的《材料科学概论》。
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新型轮胎
填补龋齿的新材 料——新型陶瓷
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形状记忆合金
原始形状
拉直
加热后恢复
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原始形状 折成球形装 太阳能加热后 入登月舱
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形状记忆合金
智能烟灰缸
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航天飞机
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材料的分类
钢
黑色金属 铸铁
金属材料
灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 特殊性能铸铁
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• (2) 有色金属
• 五大类
• 轻金属 （<4.5g/cm2）铝、镁、钠、钙
• 重金属 (>4.58/cm2) 铜、镍、铅、锌
• 贵金属
金、银、铂、铑
• 类金属（半）
硅、硒、绅、硼
• 稀有金属
钛、锂、钨、钼、镭
• 常用的稀有金属材料有：Al、Cu 、Zn、 Sn、 Pb、 Mg、 Ni……