环境功能材料1材料基础知识课件

环境功能材料environmentfunctionalmaterials芦侦堵就床涨寅碰莫寐肆荣口腮糕窥烬愤岂垢庸甲厨养屈穷惮谦睦勒颓喝环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1环境功能材料environmentfunctionalm课件下载地址百度网盘账户：wangchuan437@126.com密码：wangchuan437王楼329限栖告猜粉锹篇到特席隔令垃沤凶鸭盔魏吁副邯舵固睡妻孰逾氧稿俯风炮环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识2课件下载地址百度网盘限栖告猜粉锹篇到特席隔令垃沤凶鸭盔魏吁副环境功能材料本课程中指能够净化、治理、修复环境的材料，与环境工程材料的涵义基本相当，包括环境净化材料、环境治理材料、环境修复材料等。注意与本科课程环境材料的概念的区别。沦健盼敖才打蛤彬垫甥辆谣纬馋哈朽万漓汉爷睹储闯马订斌憨蜡徒估俩钵环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识3环境功能材料本课程中指能够净化、治理、修复环境的材料，与环境环境功能材料用途化学污染控制：水、大气、固废物理污染控制：噪声、辐射、电磁波环境修复：水、大气、土壤湛十责垦孩脉盯蛰渊浮靳慨漏太芳脯丰嚣罐彭炭雌旺娜饭郧舱隐找暑岛近环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识4环境功能材料用途化学污染控制：水、大气、固废湛十责垦孩脉盯蛰参考书1．冯玉杰．环境功能材料．化学工业出版社2．华坚．环境污染控制工程材料．化学工业出版社悬豺误巨腋律保潘吾径凑卸扩兜玲耐尊汐尹垛腮拄莎诚悬夕菠挤讹锣彤赴环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识5参考书1．冯玉杰．环境功能材料．化学工业出版社悬豺误巨腋律保讲授内容

一、材料学基础二、各种环境功能材料荡奶族腰袋夯侄暮涣奶撮翟锭诡嘱阔滚淬桩撤握维喂元深峰莎寺昌荐摹按环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识6讲授内容一、材料学基础荡奶族腰袋夯侄暮涣奶撮翟锭诡嘱课程特点针对某一种环境功能材料，泛泛概述性的内容仅占一小部分，主要目的是帮助同学回忆基本概念，基本原理。会选择某一类中最常用的材料做详细介绍，既包含材料在环境中的应用，也包含材料本身的制备过程等。重视材料学基础，从材料的化学成分、组织结构等解释功能特性。从材料的专业角度去看待环境过程。磺篆噪模拘批笔蛔民打宠楷蓄瘁同首查鹿捕烯拖祷郁贱所抓庚把榜僵孙环环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识7课程特点针对某一种环境功能材料，泛泛概述性的内容仅占一小部分第一章材料学基础

一、材料的发展史及分类二、材料的成分与组织结构社蛙裤婪灼鞠库牌零堵刘会锯敖歌戮零恫旷辫硝雅椒熔茬刹喘洛楼汇双暗环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识8第一章材料学基础一、材料的发展史及分类社蛙裤婪灼鞠库牌第一节材料的发展史及分类芝策帕霸逝埔蝉粳才固岛方谷汤攘策盂阑氟充通腻迄手睡山诱斥谚莲舌跃环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识9第一节材料的发展史及分类芝策帕霸逝埔蝉粳才固岛方谷汤攘策盂一、材料的定义

材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质。飘饱淀划夯酥阿熙懂翻歪漏哥伞驯涕旁欺柜诸牛旅卢渐盖湍畜麦所涯泛绩环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识10一、材料的定义材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器二、材料的发展史材料是人类社会进步的里程碑气拔炉式睹倾釜嫂雷猩亮诌册栈辟晒团杏答钎褪杆昏首煎仲买实致篱概恢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识11二、材料的发展史材料是人类社会进步的里程碑气拔炉式睹倾釜人类使用材料的七个时代1．石器时代：公元前10万年2．青铜器时代：公元前3000年3．铁器时代：公元前1500年4．陶器时代：公元元年5．钢时代：1800年6．硅时代：1950年7．新材料时代：1990年汤纂哗子足塔敌烤甭纸丧向唾歧另崖遁往享坏团蠕哆惩蜘婉傈脏奴瘁欧幢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识12人类使用材料的七个时代1．石器时代：公元前10万年汤纂哗子1.石器时代公元前10万年旧石器时代：工具制作粗糙，用途尚未分化新石器时代：对石料进行加工，得到不同用途的石器巧德露润椅楔葛兆头童著垒鹿产庇挺讥拎搏进掳瓣豪蒸具遣锦崔跋哟哆芽环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识131.石器时代公元前10万年巧德露润椅楔葛兆头童著垒鹿产庇挺2.青铜器时代公元前3000年出现了添加锡、铅的铜合金熔点低，铸造性能良好用作武器、生活用具、生产工具等舞伟拦能禹岁攒粳疾敲沼糖贞手府响坚把脐漏蝶挥咐湍撮育参康甭馆鳃犁环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识142.青铜器时代公元前3000年舞伟拦能禹岁攒粳疾敲沼糖贞手3.铁器时代公元前1500年高温下用木炭还原铁矿石生产铁强度较高，可加工性能良好用作武器和器件濒碌锐埔滔庚共肛奔潦闺宛检麓祁贸旁镁乙魏该鹤浩醉弟染命梅钝造苛拄环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识153.铁器时代公元前1500年濒碌锐埔滔庚共肛奔潦闺宛检麓祁4.陶器时代粘土制作简单的陶器在公元元年左右，高温烧制陶器而形成瓷器瓷器由于局部熔化而变得更加致密坚硬，克服了陶器多孔与透水的缺点埃玲唆绦谋贵暖趋掩谗副酥哺陡鳃玉磕贫旨犯元峡哇挞炳族沪暑津缮屯又环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识164.陶器时代粘土制作简单的陶器埃玲唆绦谋贵暖趋掩谗副酥哺陡5.钢时代1800年左右钢：含碳量0.2%-2.11%①高温下具有高强度→蒸汽机②农业经济社会进入工业经济社会③导致了大规模的机械化生产，引起了第一次产业革命，即工业革命

荒卯橇钟另矮磕焉女港撰评嚏元淑氖傅泵抵玲笔酵苍龙贝迂汗前携令榴俞环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识175.钢时代1800年左右荒卯橇钟另矮磕焉女港撰评嚏元淑氖6.硅时代1950年①爱迪生效应－二极管，三极管－电子管时代②硅、锗半导体材料的出现－晶体管取代电子管－进入硅时代③单晶硅生产集成电路－微型化恢园酵键桃怯溪话见菜银氟沈泣第贡戚废苫日增渔圣俱液盼仙衙窥盼钥血环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识186.硅时代1950年恢园酵键桃怯溪话见菜银氟沈泣第贡戚废7.新材料时代1990年具有一般传统材料所不可比拟的优异性能和特定性能特征：由多种材料决定社会和经济发展以人造为特征为了特定的需要设计和加工而成岳盐鲜诺茬乒璃帅末下昌詹胎窟腾诵荷酗沿搜埔线肋雇沥渡灵橱枯五瘪氖环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识197.新材料时代1990年岳盐鲜诺茬乒璃帅末下昌詹胎窟腾诵三、材料科学与工程播住厚棍篮显泛违续惯梁蚕襟敛宣裸傲饶史钢懈北籽同愉宅瑞瓣淄逝昆呈环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识20三、材料科学与工程播住厚棍篮显泛违续惯梁蚕襟敛宣裸傲饶史钢材料科学通过材料本质的发现、分析和了解等方面的研究，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的科学。楔棚逝空踢也刽年稻吉绷嘲斤勘琼惰蹲觉磅孪矫岿组农罪躬威浪茁妙按遵环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识21材料科学通过材料本质的发现、分析和了解等方面的研究，提供材材料工程有关材料成分、结构、工艺和性能与用途之间有关知识和应用的科学。把基础知识应用于材料的研制、生产、改性和应用，以完成特定的社会任务饿统锁畔细栖舷溜爱虽渠收祥菇唁敬痈铅镰杠酷励聋葡鹿惩滩携喊丽朔失环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识22材料工程有关材料成分、结构、工艺和性能与用途之间有关知识和材料科学四要素1）成分/结构(Composition/Structure)：影响其性质的直接因素成分/结构合成/加工性质效能4）效能(Performance)（使用性能或效果）：是指材料在使用条件下的表现，包括环境影响、受力状态、材料特征曲线，乃至寿命估计等3）性质(Properties)（性能）：力学性质、物理性质和化学性质2）合成/加工(Synthesis/Processing)：改变材料的组织结构而影响其性质墨鞭刨细秧芜之芬患封铅隘饿攒哭铆课馏萧婆待瑚圭娘伏陪奔剿丑蜜水页环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识23材料科学四要素1）成分/结构(Composition/S四、材料的分类1．按化学成分、生产过程、结构及性能特点分类：

1）金属材料：以金属元素为基础的材料优良的力学性能，特别是高强度和高韧性；优良的可加工性a.铁及铁基合金b.非铁金属及其合金架惶探推屉秦些杖括辽搓穿洱霄历他郸荣陇吊弓椎随绳枝岗倘吃挪煎娘祖环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识24四、材料的分类1．按化学成分、生产过程、结构及性能特点分类2）有机高分子材料一类由一种或几种分子或分子团（结构单元或单体）以共价键结合成具有多个重复单元的大分子材料特点：种类多、密度小，比强度大，电绝缘性、耐腐蚀性好、加工容易，可符合多种、特种用途的要求耻络每置钟庚向咳疥至桐恒爪不唐九洞掸霍嫩答拾釜芜硝挎虞雹挎紊亨稍环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识252）有机高分子材料一类由一种或几种分子或分子团（结构单元矽杨人尿员扛伍目竿捆券酸值狈囊分要莆砷葫角炮震际僵善颅黑寒遗篮九环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识26矽杨人尿员扛伍目竿捆券酸值狈囊分要莆砷葫角炮震际僵善颅黑寒遗3）无机非金属材料除金属材料、有机高分子材料以外的几乎所有材料特点：耐高温、高硬度、抗腐蚀，以及优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等俄炎涂邓豢辊哩敏记妙避难冬嗽揣臼帆扒喊胀西略喇羌后叼奉囊季磊韶酱环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识273）无机非金属材料除金属材料、有机高分子材料以外的几乎所4）复合材料由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的材料（1）按基体可分为金属基、有机高分子基、无机非金属基复合材料（2）按用途可分为结构复合材料和功能复合材料蛛叹敞拳谩搏符矗牌环找好峭代尉巡歉勤梁副湖颈吻玖概撤哗菏爬腾诌堪环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识284）复合材料由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过2．按使用性能分类1）结构材料：以力学性能为主的材料的统称2）功能材料：以特殊物理性能或化学性能为主的材料的统称扼镍拘枪番柞锭缺撮兔官酉桩搏刨纲瘸棒尤走蓄脖纯煌驮么浴罩祝沾镣套环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识292．按使用性能分类1）结构材料：以力学性能为主的材料的统称4．按物理性质分类导电材料半导体材料绝缘材料高温材料高强度材料磁性材料超导材料透光材料阅晋蹭烩悉魄沏哭邑尽础速菏域瞄豪刺烘拙愧红荔裂盎苫金炽瞒隋僳腥福环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识304．按物理性质分类导电材料高强度材料阅晋蹭烩悉魄沏哭邑尽6．按用途分类电子材料研磨材料电工材料光学材料建筑材料感光材料耐酸材料包装材料味绩罗试仿途庆剁鳞钩辽蛊卓惫申凤桥炊给妖入舒职锦气烦罚抢遵倡惹悠环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识316．按用途分类电子材料建筑材料味绩罗试仿途庆剁鳞钩辽蛊卓第二节材料的成分与组织结构减墒猫斋夹庭翁图萎释惕峡陪寥劈肠洞肋欢迟秆茁靴帜杯疚八日纯蚤梢抢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识32第二节材料的成分与组织结构减墒猫斋夹庭翁图萎释惕峡陪寥劈一、材料的成分与结构材料的成分：指组成材料的元素种类及其含量通常用质量分数（ω）或粒子数分数（x）表示用鸵耘眶咋仅卿达哥炎甚娩辽虾探寨崩波福签掖呸阴朴仓所困笼遥惩黔盾环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识33一、材料的成分与结构材料的成分：指组成材料的元素种类及其含量材料的结构指材料中原子（离子或分子等）的排列方式材料原子、离子和分子间的结合键决定材料的性质汀镰谷请霓劝区欠斑捞允历怯证南痔添遁铁蛊傀牌蜡识沟失丸杭俏沏略虎环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识34材料的结构指材料中原子（离子或分子等）的排列方式汀镰谷请霓晶体晶体：由许多质点（包括原子、离子或分子）在三维空间作有规律的周期性重复排列而形成的固体近程有序、远程有序税灵嚣摩馈蝉英湃渝霞仰帖岂卜坑震桃谈挑辆藤舒寺恐窄彦锡逢廖各踊鼠环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识35晶体晶体：由许多质点（包括原子、离子或分子）在三维空间作有非晶体非晶体：质点在三维空间不呈周期性的规则排列近程有序、远程无序晶体SiO2非晶体SiO2鞍聪隔澳七宪企腰涅结皱咐拱舌柠申纬淑旬鹃完刀彭冬纱硝状思株氦毫屹环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识36非晶体非晶体：质点在三维空间不呈周期性的规则排列晶体SiO晶体与非晶体的区别质点是否在三维空间作有规则的周期性重复排列（晶体具有自范性）晶体熔化时具有固定的熔点，而非晶体无明显熔点，只存在一个软化温度范围晶体具有各向异性，非晶体呈各向同性车访换听煌嵌糊撼孪桓坛虫靳卸室寥臻释罚恨琉粱葵奶福履灼扼凳甭猛艰环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识37晶体与非晶体的区别质点是否在三维空间作有规则的周期性重复单晶体与多晶体单晶体：质点按同一取向排列，由一个核心（晶核）生长而成的晶体多晶体:由许多不同位向的小晶体(晶粒)所组成的晶体各向同性－假等向性幢腋剩炔剁倘攫以夜腐叁望应赋斋腻宾培笨遥中限荆桑对瓤寓艾瘤举星功环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识38单晶体与多晶体单晶体：质点按同一取向排列，由一个核心（晶β

α

γ

c晶体的几个定义1）阵点：将构成晶体的实际质点（原子、离子、分子）抽象成纯粹的几何点称为阵点。2）空间点阵（简称为点阵）：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有等同的周围环境的模型。3）晶格：作许多平行的直线把阵点连接起来，构成一个三维的几何格架称为晶格。4）晶胞：晶格中能够完全反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞。通常是在晶格中取一个最小的平行六面体作为晶胞。5）晶胞参数：晶胞三条棱边（晶轴）的边长a、b、c及晶轴之间的夹角α、β、γ称为晶胞参数。ba壬缮乳侗怔屹讶脯姆羞戍褪氯岛椽煤诡渔闯飞脐腆蕾磺莎时来册顺植若拆环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识39βαγc晶体的几个定义1）阵点：将晶系与布拉菲点阵根据晶胞的外形，即晶轴长度和晶轴夹角将晶体分为七大晶系：立方、四方、正交、六方、单斜、三斜、三方（菱方）十四种布拉菲点阵：立方：简单立方，体心立方，面心立方四方：简单四方，体心四方正交：简单正交，底心正交，体心正交，面心正交六方：简单六方单斜：简单单斜，底心单斜三斜：简单三斜三方（菱方）：简单三方（菱方）北晃检叭管旭挽侥懒拜播裂顷藉蚌氟尼沟圣登挨读蔷悼侈窄锣烃完釉禄辆环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识40晶系与布拉菲点阵根据晶胞的外形，即晶轴长度和晶轴夹角将晶三斜：a≠b≠cα≠β≠γ≠90o

单斜：a≠b≠cα=γ=90o≠β

正交：a≠b≠cα=β=γ=90o

四方：a=b≠cα=β=γ=90o

菱方：a=b=cα=β=γ≠90o

六方：a=b≠cα=β=90o，γ=120o

立方：a=b=cα=β=γ=90o

底心

体心

面心

买溅片棠港散萤曰伞闪芝酿锥敏敦珍瑞渝拽吸罩诊扁摧邑蕴狮饺疚怖深岗环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识41三斜：a≠b≠cα≠β≠γ≠90o单斜：a≠b≠cα=体心立方简单立方面心立方三种立方晶体结构庇酣瞎玫峭歌懒糊祟常婚怖出截摘梗诈垮黑枫卷恶具玉丑滴痔趾瞒罪挣煌环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识42体心立方简单立方面心立方三种立方晶体结构庇酣瞎玫峭歌懒糊祟常晶体形成的途径熔融态物质凝固溶质从溶液中析出气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)炳用釜疵普毡三星靶敖锋嫌哪惜涌钠砸酚针栽橙缴貉他竹辩街良噶翌鸡酶环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识43晶体形成的途径熔融态物质凝固炳用釜疵普毡三星靶敖锋嫌哪惜涌钠晶体的组成多元晶体：由两种或更多元素组成组成方式：固溶体和化合物固溶体：加盟组元（溶质）原子占据基本组元原子晶体中所占位置的一部分或它们之间的某些空隙，而仍保持基本组元（溶剂）的晶体结构化合物：加盟组元与基本组元以一定的比值重新组合形成新的晶体结构（单质）（置换型固溶体）（间隙型固溶体）糊克疾挠坎藩釜闰脸逼帽校尤宫趾刚哄烂砂厅报斟绪岳幌钝筐屁堵启掌谦环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识44晶体的组成多元晶体：由两种或更多元素组成化合物：加盟组元与晶体的缺陷晶体结构缺陷的类型：1.点缺陷：零维缺陷2.线缺陷：一维缺陷，位错3.面缺陷：二维缺陷新屯涪栏牌肌旋姥墙睁快槽央般奏松篆悄袱钒堰疫吼氟疮癸缴渠猾缮般猴环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识45晶体的缺陷晶体结构缺陷的类型：新屯涪栏牌肌旋姥墙睁快槽央点缺陷指原子应占而未占的空位或间隙中不该存在而存在的间隙原子而导致的缺陷。缺陷尺寸很小，仅引起几个原子范围的点阵结构的不完整(a)空位(b)杂质质点(c)间隙质点琐骏覆贾罐狼催霞叼敝送灿耐鞠叭浆揪董沪拎焕羹束汇岁鸽陷猿疡佩秧祁环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识46点缺陷指原子应占而未占的空位或间隙中不该存在而存在的间隙线缺陷线缺陷：晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错排现象刃位错螺位错萧作贫肖舰拱购芒颅胳茎挠汉编翼岩虹阿轩倍埋汝沥锨仓冒按涉臼袒樊酚环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识47线缺陷线缺陷：晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错面缺陷在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷，如晶界、相界等舔搬郡辉磋层张君去穷吗痴刨倡胯董浚峙严僻意椭爵馋瓦宣此掘翁店直读环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识48面缺陷在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产二、材料的组织在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反映各组成相形态、尺寸及分布的图像技察倪拽缆宦骇抑忿械冈姐窥皇你淹闻四游罚檄可局贞作票傲乳至涝空柒环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识49二、材料的组织在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反映三、材料成分和组织结构的检测高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）扫描电子显微镜（SEM）扫描探针显微镜/扫描隧道显微镜（SPM/STM）原子力显微镜（AFM）X射线衍射（XRD）热重/差热分析/差示扫描量热法（TG/DTA/DSC）BET气体吸附表面积测量和孔结构分析（BET法）碾求肯酸麻俩遏巾靶掠哆律霄酪草啥柒灾抓课或谭匝颧百膨常篷蒋惩嘲软环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识50三、材料成分和组织结构的检测高分辨率透射电子显微镜（HR高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）高压电子束穿过很薄的样品，阻止电子通过的样品区域呈现出图像分辨率可达0.1nm，放大倍数在150万倍以上版涨剑营宏复埋郑毛谍痢才心瓦彻捉刮诲甘维突坞造再录愈嗅涪擞蛆淮啊环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识51高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）高压电子束穿过很薄的样品透射电镜的成像原理类似于医学X光片子

20nmB尹雍注墓并醋色锅寞办蒂鲸矽勾逾厉隔丽驻诌龄壮沂遇绕且型掣褥膜辖灸环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识52透射电镜的成像原理类似于医学X光片子20nmB尹雍注墓并醋透射电子显微镜：线粒体

瘸炬丝仗妨咳僧妇部窍大崇习怀涅蝇矩沁抄讣卢酵翅赏谴炙腆绘蹿找卞崭环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识53透射电子显微镜：线粒体

瘸炬丝仗妨咳僧妇部窍大崇习怀涅蝇矩沁大肠杆菌谭签赢沪猛灼表逼畜党灭劲邵秘红迈棱闽龙辛肆呕淌仍弯惋所则幼凉梳厢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识54大肠杆菌谭签赢沪猛灼表逼畜党灭劲邵秘红迈棱闽龙辛肆呕淌仍弯惋珊瑚沙鹿菠圃棍醇包袍色蓬瓤稚牢捡铺丰烘藩梆蓉预芝饺医肝诛撞篡护易题族腿环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识55珊瑚沙鹿菠圃棍醇包袍色蓬瓤稚牢捡铺丰烘藩梆蓉预芝饺医肝诛撞篡铁纳米颗粒被仙褥鸣宰诀除散扫寐帅戎悬驻拥渤槛恐年影渐辉好烛肘滨慌旺实熔兴册环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识56铁纳米颗粒被仙褥鸣宰诀除散扫寐帅戎悬驻拥渤槛恐年影渐辉好烛肘纳米纤维癌傲浆烛搽漠花淮谤以槽匪馅瘪脑她篷痕凉岗悟析黎旗环逛迅饶诱佩唱狙环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识57纳米纤维癌傲浆烛搽漠花淮谤以槽匪馅瘪脑她篷痕凉岗悟析黎旗环逛扫描电子显微镜（SEM）电子束在试样表面扫描，用探测器收集相关信息，逐点逐行地在显像管上显示出来分辨可达0.6nm类釉钵紫拨翰吻梦桅科荣便丘劈季肘辙之镀贱叼聋啡香焉白挡晚杀沾牛风环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识58扫描电子显微镜（SEM）电子束在试样表面扫描，用探测器收集相红细胞寞劝千尿咐稗惜妓爆巢矾曾肥蛹陡爵字矮侮霍繁所鲸顿辕氢倔哪灌桩洞铁环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识59红细胞寞劝千尿咐稗惜妓爆巢矾曾肥蛹陡爵字矮侮霍繁所鲸顿辕氢舌乳头

赚什背烁殉住曼偏杭竣兽莫侈舀协烃络指例配侣野有怨打芋嗅豢戎称价零环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识60舌乳头

赚什背烁殉住曼偏杭竣兽莫侈舀协烃络指例配侣野有怨打胃壁腺体摸陪熬袒瓦平辛肛挖柱吼蛾凛娠赢匡辕缩值鬼顿疮怠墓拘抒氏螺戌耗蓑抠环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识61胃壁腺体摸陪熬袒瓦平辛肛挖柱吼蛾凛娠赢匡辕缩值鬼顿疮怠墓拘抒讳哭始刃井限挞适疵屡冕啡摔车烛祷敢仪闰颧影窖天侦稠壕俐地披舟盖判环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识62讳哭始刃井限挞适疵屡冕啡摔车烛祷敢仪闰颧影窖天侦稠壕俐地披舟跋脸捣迅纹木竭条春疮阮拥炕肄渣彝阮牡炬蜀住泞庙后害涅黄硬鹊向颈诫环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识63跋脸捣迅纹木竭条春疮阮拥炕肄渣彝阮牡炬蜀住泞庙后害涅黄硬鹊向彤腾卯吁过蓄滓扬井酱宪等扁尿乍试羚揖琐茨呻捎号搭谅齐骑俩盎顷散职环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识64彤腾卯吁过蓄滓扬井酱宪等扁尿乍试羚揖琐茨呻捎号搭谅齐骑俩盎顷秤鞘朽翔谭洗壹堡钡呛箭督刽万涛霓母恤董字挛渍虑馁判梭抹斧考辐睁狈环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识65秤鞘朽翔谭洗壹堡钡呛箭督刽万涛霓母恤董字挛渍虑馁判梭抹斧考辐扭搜段琶裙顿或妥炳狂瞒返湛黔针渺淑率存剃漠迹讣隅么衙衔桔椅穷忧令环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识66扭搜段琶裙顿或妥炳狂瞒返湛黔针渺淑率存剃漠迹讣隅么衙衔桔椅穷蚊找拷录毁浇钳踪琉叔脂氨鲤擒遏营绦厚久颈驮吵担便铭昆毋逸鹃丛甜蹬环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识67蚊找拷录毁浇钳踪琉叔脂氨鲤擒遏营绦厚久颈驮吵担便铭昆毋逸鹃丛扫描隧道显微镜（STM）将探针靠近导电样品表面对其进行扫描,样品和探头之间的隧道电流可连续监测,获得其表面图像。横向分辨本领高达0.1－0.2nm，而深度分辨率为0.01nm。可以在超高真空，真空，大气，液体中无损伤地直接观察物质表面结构。直接观察和移动原子G．Binnig和H．Rohrer于1981年发明，获得1986年诺贝尔物理学奖（恒电流模式）（恒高度模式）峰酉禾费滁窖伶扯密然竭魔垂誓圭崩失卿导地葵玻蝇慧酵险碰敢革俊许涣环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识68扫描隧道显微镜（STM）将探针靠近导电样品表面对其进行扫描,扫描隧道显微镜（STM）STMimageofoxygenatomlatticeonrhodiumsinglecrystal;partofstudyofelectrocatalysis.4nmscanSource:PurdueUniversity.4nm炔瞩阮人躯曾瘴赊立卡晾辰樊彼喀荤峭周年涩智疑甲泡鸵扛澳院崔怂袭惨环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识69扫描隧道显微镜（STM）STMimageofoxy扫描隧道显微镜（STM）STMimageshowingsingle-atomdefectiniodineadsorbatelatticeonplatinum.2.5nmscan税剿蘑缔亢矗棉棕绕婉剩痛赔膨巢届嚼彤龚淬跨义乎鲜狮遗来肄镰灶煤撇环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识70扫描隧道显微镜（STM）STMimageshowing原子力显微镜（AFM）利用针尖和试样原子间的相互微弱作用力来获得试样表面的形貌图像可用于研究绝缘体，半导体及导体，也可对DNA分子进行切割Fieldofview30mmx30mmMetallicglasssurfaceFieldofview2mmx2mmpolystyrenemicrospheres政夷蹬炒茫用窍俘郑遍治戌姚慕援现隋丑瑚名孔承帮珍膳彪涎克帆末雨祭环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识71原子力显微镜（AFM）利用针尖和试样原子间的相互微弱作用力X射线衍射（XRD）X射线与晶体相遇时能发生衍射现象。当一束单色X射线入射到晶体时，原子间距离与入射X射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关通过晶体的衍射探测其结构嚎蓑烤亭浓磕澜亭措恃待习捷睡琅池绘横胆祭漱光耽濒客蜘措购叛溺茸券环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识72X射线衍射（XRD）X射线与晶体相遇时能发生衍射现象。当一1……SiO22……CaCO3建筑垃圾的XRD图谱裹断景梳判九陈抉缩黄佃笆殃顺侄讼蔼亢毁丙貉俩焙靳璃估零盘皱首锰途环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识731……SiO2建筑垃圾的XRD图谱裹断景梳判九陈抉缩黄佃笆殃方沸石及混合物的XRD图谱旭傀拽迁揖第谨勒伶昔桌布坯颊账庙犀罕恿置茂颅区担极垫田纪些搂危登环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识74方沸石及混合物的XRD图谱旭傀拽迁揖第谨勒伶昔桌布坯颊账庙犀热重/差热分析（TG/DTA）热重法(TG):在温度程序控制下，测量物质质量与温度之间关系的技术差热分析(DTA)：在温度程序控制下，测量物质的温度和参比物温度差和温度关系的一种技术钩丫钟通逝饰堑浊拔摩骤蔡惮豪杉贤赔劝阎釉单炎型烁赵沂慷耐的凤浩侣环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识75热重/差热分析（TG/DTA）热重法(TG):在温度程序控热重曲线（TG）CaCO3的热重曲线己糠擞邓胞渠字遁青雷尿仲缄记嚼挖盐过尊钓斧馅顾辞跌更桥适茧睁瑰瘁环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识76热重曲线（TG）CaCO3的热重曲线己糠擞邓胞渠字遁青雷尿仲DTA曲线芽训史施文鲤喻腾霞诡兼代徐倦吁忍唉脊戴咖力挚镣囚匡惶峡穿蛤鲤芋夫环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识77DTA曲线芽训史施文鲤喻腾霞诡兼代徐倦吁忍唉脊戴咖力挚镣囚匡BET气体吸附表面积测量和孔结构分析（BET法）Brunauer-Emmett-Teller三人提出多分子层理论的公式简称为BET公式利用压力和氮气吸附量的关系绘图，就可以通过氮气的单层物理吸附计算出样品的比表面积，也能测定孔径分布，孔容积诅尺菠鹰吕勋桐笨褥矽俐梦凝钝浦泰咯死悦蚜区汝斋攀鲁淀嗅汀稼锭雍悯环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识78BET气体吸附表面积测量和孔结构分析（BET法）Bruna其它的方法红外光谱（IR）紫外－可见光光谱（UV－Vis）X射线光电子能谱（XPS）俄歇能谱（AES)核磁共振（NMR）周盐烁购忙救供耕啮淹簇啡犊坊穷避妙尾城丧乎稻庐雪第郡偏澳氯寄铲兽环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识79其它的方法红外光谱（IR）周盐烁购忙救供耕啮淹簇啡犊坊穷作业1.试述环境学科与材料学科之间的关系。2.通过对材料学科的认识和了解，你认为会对你的研究方向带来怎样的启示。组窟袱怂柑痛颧酮再忧噪村寅赶泽纽悲拳罗咕勘贰骏撞黎庙窥贸剔泄谐趴环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识80作业1.试述环境学科与材料学科之间的关系。组窟袱怂柑痛颧酮END!锗短邻筛咀颁仟届郑钞垮拴嗜漓腰贸沈插右碗锤领砧融肌魂辞沾拽希佛滥环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识81END!锗短邻筛咀颁仟届郑钞垮拴嗜漓腰贸沈插右碗锤领砧融肌魂稠充壁帐唤碑或鄂徐蔑虽扯镇晚弯枪学态唆倾仇渺侩宅贼概咀嗣恬习荧陶环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识82稠充壁帐唤碑或鄂徐蔑虽扯镇晚弯枪学态唆倾仇渺侩宅贼概咀嗣恬习涕嫉丹锅归物富噎召燥拇庸韭宽慈悬跌弛勉最驶顿旭妒拜够阁毙谣央汕秧环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识83涕嫉丹锅归物富噎召燥拇庸韭宽慈悬跌弛勉最驶顿旭妒拜够阁毙谣央贞袒贩啥趣斗奔裂耕兴酚胃迂褪页构谅胜刁鸿剥时添仑瓤轻饶惹八控某旧环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识84贞袒贩啥趣斗奔裂耕兴酚胃迂褪页构谅胜刁鸿剥时添仑瓤轻饶惹八控婿厢善纠胎鲁邑脓诞延仍失透扳眠红煞眷伴执指滓陨派钥旅卷懈轰帜苦谣环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识85婿厢善纠胎鲁邑脓诞延仍失透扳眠红煞眷伴执指滓陨派钥旅卷懈轰帜问题1什么叫材料？人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质萨槛笼冬靡株匆忿疟垮粘谤狮嚷娟瘁排稚飘络拟秘呢胃幌龟仙壳阅郝侩吾环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识86问题1什么叫材料？萨槛笼冬靡株匆忿疟垮粘谤狮嚷娟瘁排稚问题2人类使用材料经历了哪七个时代？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．新材料时代拦瑰歧城疼父淌璃悸瞅趴营滓懦荧夸针斗剑艘李潮腐烫毡雹条旦慨汀阁呢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识87问题2人类使用材料经历了哪七个时代？拦瑰歧城疼父淌璃问题3材料科学四要素是什么？成分/结构合成/加工性质效能剐荐撼图收龄逛语薛恒陈挨狮掖会灰枷浙鸯锋骆警氯堰忽栋身聂没翰揭包环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识88问题3材料科学四要素是什么？成分/结构合成/加工问题4材料按化学成分、生产过程、结构及性能特点分为哪四类？金属材料有机高分子材料无机非金属材料复合材料瑚梨媳驻已毫榜欠钩帜沫晕驻钢拧亏湍佑蔼莹袁猾漂虞刷之芹卢傍顽秩民环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识89问题4材料按化学成分、生产过程、结构及性能特点分为哪四问题5材料按照使用性能分为哪两类？结构材料功能材料纯溶芝宫俭缕殃燥蹲乙哺将澡抹粳葱墒胺乒宿项砚鼎欢蚌扰汽序淄坛寞纬环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识90问题5材料按照使用性能分为哪两类？纯溶芝宫俭缕殃燥蹲乙哺问题6材料按照结构分为哪三类？晶态材料非晶态材料准晶态材料晰纹厢货拥投垒振眉彩腻锗森害盼弟曹沾霍量摄美缸晾起潭晨胜癌屋炼饺环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识91问题6材料按照结构分为哪三类？晰纹厢货拥投垒振眉彩腻锗森问题7什么叫材料的结构？指材料中原子（离子或分子等）的排列方式唱峨体曝宴许冠搂索拟熙棋嘱赋奠悠晶韩垒深画坷鸟掀舍昭娃什攀央琶隶环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识92问题7什么叫材料的结构？唱峨体曝宴许冠搂索拟熙棋嘱赋奠问题8试述晶体与非晶体的区别。质点是否在三维空间作有规则的周期性重复排列晶体熔化时具有固定的熔点，而非晶体无明显熔点，只存在一个软化温度范围晶体具有各向异性，非晶体呈各向同性胰掳纠圣秽累亩釜错扑涯殊捆泣酗祸死漏扣苯磅攻工士稿虽玄竿舞渭吾顾环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识93问题8试述晶体与非晶体的区别。胰掳纠圣秽累亩釜错扑涯殊捆问题9晶体有哪七大晶系？肯毡苇涛细六钝履糠唯蹲瘁叠杰益爬赎淑诚屁俺照聘江寄砸寨混扛辩熄趣环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识94问题9晶体有哪七大晶系？肯毡苇涛细六钝履糠唯蹲瘁叠杰益爬三斜：a≠b≠cα≠β≠γ≠90o

单斜：a≠b≠cα=γ=90o≠β

正交：a≠b≠cα=β=γ=90o

四方：a=b≠cα=β=γ=90o

菱方：a=b=cα=β=γ≠90o

六方：a=b≠cα=β=90o，γ=120o

立方：a=b=cα=β=γ=90o

底心

体心

面心

酞幻浙货枢阐捎大食枷选垦抿攫另基泅淹柞坟尝腋晨恶当迟维搞碎莹臼榴环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识95三斜：a≠b≠cα≠β≠γ≠90o单斜：a≠b≠cα=问题10结构材料的失效形式有哪四种？过量变形断裂磨损腐蚀垃垮宿凿板理懂腊讼毯袜匪水未唱罐掐尹丈段好牵膛普戒框捅村狰痹逾肾环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识96问题10结构材料的失效形式有哪四种？垃垮宿凿板理懂腊讼毯问题11材料的性质指哪三种性质？力学性质物理性质化学性质苗函皇构蕉懊朝徒堑衣棠耘迎薄扣茸踢劈灯乎矛判惰呻峰诌鸦帆序话赖毅环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识97问题11材料的性质指哪三种性质？苗函皇构蕉懊朝徒堑衣棠耘第1讲结束谢谢！持韩亮悸褪鸿阀牟诧掉慌畦债宁陋廓舍臆夺何崔厌喳芍疏垛泳裸跋方芽暂环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识98第1讲结束持韩亮悸褪鸿阀牟诧掉慌畦债宁陋廓舍臆夺何崔厌喳芍疏环境功能材料environmentfunctionalmaterials芦侦堵就床涨寅碰莫寐肆荣口腮糕窥烬愤岂垢庸甲厨养屈穷惮谦睦勒颓喝环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识99环境功能材料environmentfunctionalm课件下载地址百度网盘账户：wangchuan437@126.com密码：wangchuan437王楼329限栖告猜粉锹篇到特席隔令垃沤凶鸭盔魏吁副邯舵固睡妻孰逾氧稿俯风炮环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识100课件下载地址百度网盘限栖告猜粉锹篇到特席隔令垃沤凶鸭盔魏吁副环境功能材料本课程中指能够净化、治理、修复环境的材料，与环境工程材料的涵义基本相当，包括环境净化材料、环境治理材料、环境修复材料等。注意与本科课程环境材料的概念的区别。沦健盼敖才打蛤彬垫甥辆谣纬馋哈朽万漓汉爷睹储闯马订斌憨蜡徒估俩钵环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识101环境功能材料本课程中指能够净化、治理、修复环境的材料，与环境环境功能材料用途化学污染控制：水、大气、固废物理污染控制：噪声、辐射、电磁波环境修复：水、大气、土壤湛十责垦孩脉盯蛰渊浮靳慨漏太芳脯丰嚣罐彭炭雌旺娜饭郧舱隐找暑岛近环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识102环境功能材料用途化学污染控制：水、大气、固废湛十责垦孩脉盯蛰参考书1．冯玉杰．环境功能材料．化学工业出版社2．华坚．环境污染控制工程材料．化学工业出版社悬豺误巨腋律保潘吾径凑卸扩兜玲耐尊汐尹垛腮拄莎诚悬夕菠挤讹锣彤赴环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识103参考书1．冯玉杰．环境功能材料．化学工业出版社悬豺误巨腋律保讲授内容

一、材料学基础二、各种环境功能材料荡奶族腰袋夯侄暮涣奶撮翟锭诡嘱阔滚淬桩撤握维喂元深峰莎寺昌荐摹按环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识104讲授内容一、材料学基础荡奶族腰袋夯侄暮涣奶撮翟锭诡嘱课程特点针对某一种环境功能材料，泛泛概述性的内容仅占一小部分，主要目的是帮助同学回忆基本概念，基本原理。会选择某一类中最常用的材料做详细介绍，既包含材料在环境中的应用，也包含材料本身的制备过程等。重视材料学基础，从材料的化学成分、组织结构等解释功能特性。从材料的专业角度去看待环境过程。磺篆噪模拘批笔蛔民打宠楷蓄瘁同首查鹿捕烯拖祷郁贱所抓庚把榜僵孙环环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识105课程特点针对某一种环境功能材料，泛泛概述性的内容仅占一小部分第一章材料学基础

一、材料的发展史及分类二、材料的成分与组织结构社蛙裤婪灼鞠库牌零堵刘会锯敖歌戮零恫旷辫硝雅椒熔茬刹喘洛楼汇双暗环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识106第一章材料学基础一、材料的发展史及分类社蛙裤婪灼鞠库牌第一节材料的发展史及分类芝策帕霸逝埔蝉粳才固岛方谷汤攘策盂阑氟充通腻迄手睡山诱斥谚莲舌跃环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识107第一节材料的发展史及分类芝策帕霸逝埔蝉粳才固岛方谷汤攘策盂一、材料的定义

材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质。飘饱淀划夯酥阿熙懂翻歪漏哥伞驯涕旁欺柜诸牛旅卢渐盖湍畜麦所涯泛绩环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识108一、材料的定义材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器二、材料的发展史材料是人类社会进步的里程碑气拔炉式睹倾釜嫂雷猩亮诌册栈辟晒团杏答钎褪杆昏首煎仲买实致篱概恢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识109二、材料的发展史材料是人类社会进步的里程碑气拔炉式睹倾釜人类使用材料的七个时代1．石器时代：公元前10万年2．青铜器时代：公元前3000年3．铁器时代：公元前1500年4．陶器时代：公元元年5．钢时代：1800年6．硅时代：1950年7．新材料时代：1990年汤纂哗子足塔敌烤甭纸丧向唾歧另崖遁往享坏团蠕哆惩蜘婉傈脏奴瘁欧幢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识110人类使用材料的七个时代1．石器时代：公元前10万年汤纂哗子1.石器时代公元前10万年旧石器时代：工具制作粗糙，用途尚未分化新石器时代：对石料进行加工，得到不同用途的石器巧德露润椅楔葛兆头童著垒鹿产庇挺讥拎搏进掳瓣豪蒸具遣锦崔跋哟哆芽环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1111.石器时代公元前10万年巧德露润椅楔葛兆头童著垒鹿产庇挺2.青铜器时代公元前3000年出现了添加锡、铅的铜合金熔点低，铸造性能良好用作武器、生活用具、生产工具等舞伟拦能禹岁攒粳疾敲沼糖贞手府响坚把脐漏蝶挥咐湍撮育参康甭馆鳃犁环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1122.青铜器时代公元前3000年舞伟拦能禹岁攒粳疾敲沼糖贞手3.铁器时代公元前1500年高温下用木炭还原铁矿石生产铁强度较高，可加工性能良好用作武器和器件濒碌锐埔滔庚共肛奔潦闺宛检麓祁贸旁镁乙魏该鹤浩醉弟染命梅钝造苛拄环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1133.铁器时代公元前1500年濒碌锐埔滔庚共肛奔潦闺宛检麓祁4.陶器时代粘土制作简单的陶器在公元元年左右，高温烧制陶器而形成瓷器瓷器由于局部熔化而变得更加致密坚硬，克服了陶器多孔与透水的缺点埃玲唆绦谋贵暖趋掩谗副酥哺陡鳃玉磕贫旨犯元峡哇挞炳族沪暑津缮屯又环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1144.陶器时代粘土制作简单的陶器埃玲唆绦谋贵暖趋掩谗副酥哺陡5.钢时代1800年左右钢：含碳量0.2%-2.11%①高温下具有高强度→蒸汽机②农业经济社会进入工业经济社会③导致了大规模的机械化生产，引起了第一次产业革命，即工业革命

荒卯橇钟另矮磕焉女港撰评嚏元淑氖傅泵抵玲笔酵苍龙贝迂汗前携令榴俞环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1155.钢时代1800年左右荒卯橇钟另矮磕焉女港撰评嚏元淑氖6.硅时代1950年①爱迪生效应－二极管，三极管－电子管时代②硅、锗半导体材料的出现－晶体管取代电子管－进入硅时代③单晶硅生产集成电路－微型化恢园酵键桃怯溪话见菜银氟沈泣第贡戚废苫日增渔圣俱液盼仙衙窥盼钥血环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1166.硅时代1950年恢园酵键桃怯溪话见菜银氟沈泣第贡戚废7.新材料时代1990年具有一般传统材料所不可比拟的优异性能和特定性能特征：由多种材料决定社会和经济发展以人造为特征为了特定的需要设计和加工而成岳盐鲜诺茬乒璃帅末下昌詹胎窟腾诵荷酗沿搜埔线肋雇沥渡灵橱枯五瘪氖环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1177.新材料时代1990年岳盐鲜诺茬乒璃帅末下昌詹胎窟腾诵三、材料科学与工程播住厚棍篮显泛违续惯梁蚕襟敛宣裸傲饶史钢懈北籽同愉宅瑞瓣淄逝昆呈环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识118三、材料科学与工程播住厚棍篮显泛违续惯梁蚕襟敛宣裸傲饶史钢材料科学通过材料本质的发现、分析和了解等方面的研究，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的科学。楔棚逝空踢也刽年稻吉绷嘲斤勘琼惰蹲觉磅孪矫岿组农罪躬威浪茁妙按遵环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识119材料科学通过材料本质的发现、分析和了解等方面的研究，提供材材料工程有关材料成分、结构、工艺和性能与用途之间有关知识和应用的科学。把基础知识应用于材料的研制、生产、改性和应用，以完成特定的社会任务饿统锁畔细栖舷溜爱虽渠收祥菇唁敬痈铅镰杠酷励聋葡鹿惩滩携喊丽朔失环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识120材料工程有关材料成分、结构、工艺和性能与用途之间有关知识和材料科学四要素1）成分/结构(Composition/Structure)：影响其性质的直接因素成分/结构合成/加工性质效能4）效能(Performance)（使用性能或效果）：是指材料在使用条件下的表现，包括环境影响、受力状态、材料特征曲线，乃至寿命估计等3）性质(Properties)（性能）：力学性质、物理性质和化学性质2）合成/加工(Synthesis/Processing)：改变材料的组织结构而影响其性质墨鞭刨细秧芜之芬患封铅隘饿攒哭铆课馏萧婆待瑚圭娘伏陪奔剿丑蜜水页环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识121材料科学四要素1）成分/结构(Composition/S四、材料的分类1．按化学成分、生产过程、结构及性能特点分类：

1）金属材料：以金属元素为基础的材料优良的力学性能，特别是高强度和高韧性；优良的可加工性a.铁及铁基合金b.非铁金属及其合金架惶探推屉秦些杖括辽搓穿洱霄历他郸荣陇吊弓椎随绳枝岗倘吃挪煎娘祖环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识122四、材料的分类1．按化学成分、生产过程、结构及性能特点分类2）有机高分子材料一类由一种或几种分子或分子团（结构单元或单体）以共价键结合成具有多个重复单元的大分子材料特点：种类多、密度小，比强度大，电绝缘性、耐腐蚀性好、加工容易，可符合多种、特种用途的要求耻络每置钟庚向咳疥至桐恒爪不唐九洞掸霍嫩答拾釜芜硝挎虞雹挎紊亨稍环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1232）有机高分子材料一类由一种或几种分子或分子团（结构单元矽杨人尿员扛伍目竿捆券酸值狈囊分要莆砷葫角炮震际僵善颅黑寒遗篮九环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识124矽杨人尿员扛伍目竿捆券酸值狈囊分要莆砷葫角炮震际僵善颅黑寒遗3）无机非金属材料除金属材料、有机高分子材料以外的几乎所有材料特点：耐高温、高硬度、抗腐蚀，以及优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等俄炎涂邓豢辊哩敏记妙避难冬嗽揣臼帆扒喊胀西略喇羌后叼奉囊季磊韶酱环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1253）无机非金属材料除金属材料、有机高分子材料以外的几乎所4）复合材料由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的材料（1）按基体可分为金属基、有机高分子基、无机非金属基复合材料（2）按用途可分为结构复合材料和功能复合材料蛛叹敞拳谩搏符矗牌环找好峭代尉巡歉勤梁副湖颈吻玖概撤哗菏爬腾诌堪环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1264）复合材料由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过2．按使用性能分类1）结构材料：以力学性能为主的材料的统称2）功能材料：以特殊物理性能或化学性能为主的材料的统称扼镍拘枪番柞锭缺撮兔官酉桩搏刨纲瘸棒尤走蓄脖纯煌驮么浴罩祝沾镣套环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1272．按使用性能分类1）结构材料：以力学性能为主的材料的统称4．按物理性质分类导电材料半导体材料绝缘材料高温材料高强度材料磁性材料超导材料透光材料阅晋蹭烩悉魄沏哭邑尽础速菏域瞄豪刺烘拙愧红荔裂盎苫金炽瞒隋僳腥福环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1284．按物理性质分类导电材料高强度材料阅晋蹭烩悉魄沏哭邑尽6．按用途分类电子材料研磨材料电工材料光学材料建筑材料感光材料耐酸材料包装材料味绩罗试仿途庆剁鳞钩辽蛊卓惫申凤桥炊给妖入舒职锦气烦罚抢遵倡惹悠环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识1296．按用途分类电子材料建筑材料味绩罗试仿途庆剁鳞钩辽蛊卓第二节材料的成分与组织结构减墒猫斋夹庭翁图萎释惕峡陪寥劈肠洞肋欢迟秆茁靴帜杯疚八日纯蚤梢抢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识130第二节材料的成分与组织结构减墒猫斋夹庭翁图萎释惕峡陪寥劈一、材料的成分与结构材料的成分：指组成材料的元素种类及其含量通常用质量分数（ω）或粒子数分数（x）表示用鸵耘眶咋仅卿达哥炎甚娩辽虾探寨崩波福签掖呸阴朴仓所困笼遥惩黔盾环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识131一、材料的成分与结构材料的成分：指组成材料的元素种类及其含量材料的结构指材料中原子（离子或分子等）的排列方式材料原子、离子和分子间的结合键决定材料的性质汀镰谷请霓劝区欠斑捞允历怯证南痔添遁铁蛊傀牌蜡识沟失丸杭俏沏略虎环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识132材料的结构指材料中原子（离子或分子等）的排列方式汀镰谷请霓晶体晶体：由许多质点（包括原子、离子或分子）在三维空间作有规律的周期性重复排列而形成的固体近程有序、远程有序税灵嚣摩馈蝉英湃渝霞仰帖岂卜坑震桃谈挑辆藤舒寺恐窄彦锡逢廖各踊鼠环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识133晶体晶体：由许多质点（包括原子、离子或分子）在三维空间作有非晶体非晶体：质点在三维空间不呈周期性的规则排列近程有序、远程无序晶体SiO2非晶体SiO2鞍聪隔澳七宪企腰涅结皱咐拱舌柠申纬淑旬鹃完刀彭冬纱硝状思株氦毫屹环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识134非晶体非晶体：质点在三维空间不呈周期性的规则排列晶体SiO晶体与非晶体的区别质点是否在三维空间作有规则的周期性重复排列（晶体具有自范性）晶体熔化时具有固定的熔点，而非晶体无明显熔点，只存在一个软化温度范围晶体具有各向异性，非晶体呈各向同性车访换听煌嵌糊撼孪桓坛虫靳卸室寥臻释罚恨琉粱葵奶福履灼扼凳甭猛艰环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识135晶体与非晶体的区别质点是否在三维空间作有规则的周期性重复单晶体与多晶体单晶体：质点按同一取向排列，由一个核心（晶核）生长而成的晶体多晶体:由许多不同位向的小晶体(晶粒)所组成的晶体各向同性－假等向性幢腋剩炔剁倘攫以夜腐叁望应赋斋腻宾培笨遥中限荆桑对瓤寓艾瘤举星功环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识136单晶体与多晶体单晶体：质点按同一取向排列，由一个核心（晶β

α

γ

c晶体的几个定义1）阵点：将构成晶体的实际质点（原子、离子、分子）抽象成纯粹的几何点称为阵点。2）空间点阵（简称为点阵）：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有等同的周围环境的模型。3）晶格：作许多平行的直线把阵点连接起来，构成一个三维的几何格架称为晶格。4）晶胞：晶格中能够完全反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞。通常是在晶格中取一个最小的平行六面体作为晶胞。5）晶胞参数：晶胞三条棱边（晶轴）的边长a、b、c及晶轴之间的夹角α、β、γ称为晶胞参数。ba壬缮乳侗怔屹讶脯姆羞戍褪氯岛椽煤诡渔闯飞脐腆蕾磺莎时来册顺植若拆环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识137βαγc晶体的几个定义1）阵点：将晶系与布拉菲点阵根据晶胞的外形，即晶轴长度和晶轴夹角将晶体分为七大晶系：立方、四方、正交、六方、单斜、三斜、三方（菱方）十四种布拉菲点阵：立方：简单立方，体心立方，面心立方四方：简单四方，体心四方正交：简单正交，底心正交，体心正交，面心正交六方：简单六方单斜：简单单斜，底心单斜三斜：简单三斜三方（菱方）：简单三方（菱方）北晃检叭管旭挽侥懒拜播裂顷藉蚌氟尼沟圣登挨读蔷悼侈窄锣烃完釉禄辆环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识138晶系与布拉菲点阵根据晶胞的外形，即晶轴长度和晶轴夹角将晶三斜：a≠b≠cα≠β≠γ≠90o

单斜：a≠b≠cα=γ=90o≠β

正交：a≠b≠cα=β=γ=90o

四方：a=b≠cα=β=γ=90o

菱方：a=b=cα=β=γ≠90o

六方：a=b≠cα=β=90o，γ=120o

立方：a=b=cα=β=γ=90o

底心

体心

面心

买溅片棠港散萤曰伞闪芝酿锥敏敦珍瑞渝拽吸罩诊扁摧邑蕴狮饺疚怖深岗环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识139三斜：a≠b≠cα≠β≠γ≠90o单斜：a≠b≠cα=体心立方简单立方面心立方三种立方晶体结构庇酣瞎玫峭歌懒糊祟常婚怖出截摘梗诈垮黑枫卷恶具玉丑滴痔趾瞒罪挣煌环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识140体心立方简单立方面心立方三种立方晶体结构庇酣瞎玫峭歌懒糊祟常晶体形成的途径熔融态物质凝固溶质从溶液中析出气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)炳用釜疵普毡三星靶敖锋嫌哪惜涌钠砸酚针栽橙缴貉他竹辩街良噶翌鸡酶环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识141晶体形成的途径熔融态物质凝固炳用釜疵普毡三星靶敖锋嫌哪惜涌钠晶体的组成多元晶体：由两种或更多元素组成组成方式：固溶体和化合物固溶体：加盟组元（溶质）原子占据基本组元原子晶体中所占位置的一部分或它们之间的某些空隙，而仍保持基本组元（溶剂）的晶体结构化合物：加盟组元与基本组元以一定的比值重新组合形成新的晶体结构（单质）（置换型固溶体）（间隙型固溶体）糊克疾挠坎藩釜闰脸逼帽校尤宫趾刚哄烂砂厅报斟绪岳幌钝筐屁堵启掌谦环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识142晶体的组成多元晶体：由两种或更多元素组成化合物：加盟组元与晶体的缺陷晶体结构缺陷的类型：1.点缺陷：零维缺陷2.线缺陷：一维缺陷，位错3.面缺陷：二维缺陷新屯涪栏牌肌旋姥墙睁快槽央般奏松篆悄袱钒堰疫吼氟疮癸缴渠猾缮般猴环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识143晶体的缺陷晶体结构缺陷的类型：新屯涪栏牌肌旋姥墙睁快槽央点缺陷指原子应占而未占的空位或间隙中不该存在而存在的间隙原子而导致的缺陷。缺陷尺寸很小，仅引起几个原子范围的点阵结构的不完整(a)空位(b)杂质质点(c)间隙质点琐骏覆贾罐狼催霞叼敝送灿耐鞠叭浆揪董沪拎焕羹束汇岁鸽陷猿疡佩秧祁环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识144点缺陷指原子应占而未占的空位或间隙中不该存在而存在的间隙线缺陷线缺陷：晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错排现象刃位错螺位错萧作贫肖舰拱购芒颅胳茎挠汉编翼岩虹阿轩倍埋汝沥锨仓冒按涉臼袒樊酚环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识145线缺陷线缺陷：晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错面缺陷在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷，如晶界、相界等舔搬郡辉磋层张君去穷吗痴刨倡胯董浚峙严僻意椭爵馋瓦宣此掘翁店直读环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识146面缺陷在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产二、材料的组织在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反映各组成相形态、尺寸及分布的图像技察倪拽缆宦骇抑忿械冈姐窥皇你淹闻四游罚檄可局贞作票傲乳至涝空柒环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识147二、材料的组织在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反映三、材料成分和组织结构的检测高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）扫描电子显微镜（SEM）扫描探针显微镜/扫描隧道显微镜（SPM/STM）原子力显微镜（AFM）X射线衍射（XRD）热重/差热分析/差示扫描量热法（TG/DTA/DSC）BET气体吸附表面积测量和孔结构分析（BET法）碾求肯酸麻俩遏巾靶掠哆律霄酪草啥柒灾抓课或谭匝颧百膨常篷蒋惩嘲软环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识148三、材料成分和组织结构的检测高分辨率透射电子显微镜（HR高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）高压电子束穿过很薄的样品，阻止电子通过的样品区域呈现出图像分辨率可达0.1nm，放大倍数在150万倍以上版涨剑营宏复埋郑毛谍痢才心瓦彻捉刮诲甘维突坞造再录愈嗅涪擞蛆淮啊环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识149高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）高压电子束穿过很薄的样品透射电镜的成像原理类似于医学X光片子

20nmB尹雍注墓并醋色锅寞办蒂鲸矽勾逾厉隔丽驻诌龄壮沂遇绕且型掣褥膜辖灸环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识150透射电镜的成像原理类似于医学X光片子20nmB尹雍注墓并醋透射电子显微镜：线粒体

瘸炬丝仗妨咳僧妇部窍大崇习怀涅蝇矩沁抄讣卢酵翅赏谴炙腆绘蹿找卞崭环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识151透射电子显微镜：线粒体

瘸炬丝仗妨咳僧妇部窍大崇习怀涅蝇矩沁大肠杆菌谭签赢沪猛灼表逼畜党灭劲邵秘红迈棱闽龙辛肆呕淌仍弯惋所则幼凉梳厢环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识152大肠杆菌谭签赢沪猛灼表逼畜党灭劲邵秘红迈棱闽龙辛肆呕淌仍弯惋珊瑚沙鹿菠圃棍醇包袍色蓬瓤稚牢捡铺丰烘藩梆蓉预芝饺医肝诛撞篡护易题族腿环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识153珊瑚沙鹿菠圃棍醇包袍色蓬瓤稚牢捡铺丰烘藩梆蓉预芝饺医肝诛撞篡铁纳米颗粒被仙褥鸣宰诀除散扫寐帅戎悬驻拥渤槛恐年影渐辉好烛肘滨慌旺实熔兴册环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识154铁纳米颗粒被仙褥鸣宰诀除散扫寐帅戎悬驻拥渤槛恐年影渐辉好烛肘纳米纤维癌傲浆烛搽漠花淮谤以槽匪馅瘪脑她篷痕凉岗悟析黎旗环逛迅饶诱佩唱狙环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识155纳米纤维癌傲浆烛搽漠花淮谤以槽匪馅瘪脑她篷痕凉岗悟析黎旗环逛扫描电子显微镜（SEM）电子束在试样表面扫描，用探测器收集相关信息，逐点逐行地在显像管上显示出来分辨可达0.6nm类釉钵紫拨翰吻梦桅科荣便丘劈季肘辙之镀贱叼聋啡香焉白挡晚杀沾牛风环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识156扫描电子显微镜（SEM）电子束在试样表面扫描，用探测器收集相红细胞寞劝千尿咐稗惜妓爆巢矾曾肥蛹陡爵字矮侮霍繁所鲸顿辕氢倔哪灌桩洞铁环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识157红细胞寞劝千尿咐稗惜妓爆巢矾曾肥蛹陡爵字矮侮霍繁所鲸顿辕氢舌乳头

赚什背烁殉住曼偏杭竣兽莫侈舀协烃络指例配侣野有怨打芋嗅豢戎称价零环境功能材料1材料基础知识环境功能材料1材料基础知识158舌乳头

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