材料的基本概念培训讲义

材料的基本概念张光磊1材料英文名：material拼音：cáiliào[material]∶原料;可供制成成品的东西[data;material]∶资料;可供参考或作为素材的事物[makings;stuff]∶胜任某事的人选

2元素古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成,称为"四元素说",火元素、气元素两种轻元素会向上飘,土元素、水元素两种重元素会向下沉,四种元素按一定的比例组成各种物体.3元素在古中国,也有相似的观点,我们的的祖先认为宇宙万物由木、火、土、金、水组成,称为"五行说".拥有“五行说”的同时，中国同样拥有“地水火风”的观点,两者并行不悖。4元素element又称化学元素是具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称。(在这里,离子是带电荷的原子)

所有化学物质都包含元素，即任何物质都包含元素，随着人工的核反应，更多的新元素将会被发现出来。

567原子原子（atom）指化学反应的基本微粒，原子在化学反应中不可分割。原子直径的数量级大约是10-10m。原子质量极小，且99.9%集中在原子核。原子核外分布着电子，电子跃迁产生光谱，电子决定了一个元素的化学性质，并且对原子的磁性有着很大的影响。8

物质matter；asubstance物质为构成宇宙万物的实物、场等客观事物。不依赖于人的主观意识而存在的客观实在

9材料科学materialsscience材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能，以及它们之间相互关系的科学。材料科学是多学科交叉与结合的结晶，是一门与工程技术密不可分的应用科学。

10材料工程MaterialEngineering

材料工程是研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。属技术的范畴。11材料科学与工程材料科学是研究所有材料的性质，材料工程就是研究所有材料的应用，它们关注于“博”。12材料科学与工程是研究有关材料的成份、结构和制造工艺与其性能和使用性能间相互关系的知识及这些知识的应用，是一门应用基础学科。13工程材料工程材料在较广的定义上与“材料”相差无几比较专门的定义，指那些具有专门设计的结构、专门的性能、专门用于某一领域的材料。14材料的功能与性能性能材料的性能是指材料的性质和功能。功能是人们对材料的某种期待与要求种可以承担功效，以及承担该功效下的表现或能力。性质是本身所具有的特质或本性；从工程、技术的角度来看，所谓物质的性质是指材料的功能及性能1516力学性能是指材料处于特定环境因素(温度、介质等)时，在外力或能量以及作用下表现出来的变形和破坏的特征。17载荷通常把作用在材料上的外力或能量称为载荷或负荷。18弹性物体受外力作用发生形变、除去作用力能恢复原来形状的性质。弹性模量弹性系数弹性比功19塑性塑性是一种在某种给定载荷下，材料产生永久变形的材料特性。伸长率δ和断面收缩率ψ20韧性材料在塑性形变过程中吸收能量的能力称为韧性。冲击韧度(冲击强度)ak，表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。ak值的大小表示材料的韧性好坏。21强度强度是指材料承受外力而不被破坏(不可恢复的变形也属被破坏)的能力.(1)抗压强度--材料承受压力的能力.

(2)抗拉强度--材料承受拉力的能力.

(3)抗弯强度--材料对致弯外力的承受能力.

(4)抗剪强度--材料承受剪切力的能力.

22HB↑→材料越硬。(kgf/mm2)硬度23疲劳

疲劳是工件在变动载荷和应变长期作用下，损伤累积引起的低应力突然脆性断裂现象。

轴叶轮

24耐磨性25定义：对物体间相对运动趋势的阻碍。F=μp,μ---摩擦系数。摩擦的结果-→→→磨损摩擦做功表面层塑变（25%）----形变硬化、应力。摩擦热（75%）----磨损量↑，效率↓摩擦26磨损摩擦作用下，物体表面逐渐分离出磨屑，不断损伤的过程。磨损是发生在材料表面的局部变形与断裂。27物理性能是指材料本身的具有各种物理量(热、电、光、磁等)以及环境变化时他们的变化程度。28密度详见百度百科29导热性详见百度百科30热膨胀系数详见百度百科31熔点

详见百度百科32电阻与电导详见百度百科33导磁率详见百度百科34光光与物质的相互作用光学材料35化学性能反映材料与各种化学试剂发生化学反应的可能性和反应速度大小的相关参数。36腐蚀材料由于周围环境介质侵蚀而造成的损伤和破坏均称为腐蚀。发生腐蚀的化学过程有化学腐蚀(氧化)、电化学腐蚀和应力腐蚀等不同形式。腐蚀速度与材料、介质、温度、应力、辐照……因素有关。37工艺性能是材料力学、物理、化学性能的综合表现。主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。38材料可生产性得到材料可能性和制备方法。39铸造性将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的方法。流动性：充满型腔能力收缩率：缩孔数量的多少和分布特征偏析倾向：材料成分的均匀性40焊接性利用部分熔体，将两块材料连接在一起。连接能力：焊接头部位强度与母材的差别程度。焊接缺陷：焊接处出现气孔、裂纹可能性的大小或母材变形程度。41切削加工性材料进行切削加工的难易程度。它与材料的种类、成分、硬度、韧性、导热性等有关。切削抗力加工表面质量排屑难易程度切削刀具的使用寿命42热处理性能可以实施的热处理方法和材料在热处理时性能改变的程度。43石家庄铁道学院材料科学教研室44材料性能总结决定材料性能实质：构成材料原子的类型材料中原子的排列方式研究的意义：性能决定了材料的用途。性能决定了材料和零部件生产方法。性能的变化规律为改变材料性能达到人们需求提供途径。44材料的尺度宏观Macroscopy，毫米微观Microscopy，纳米介观Mesoscopy，微米45464748材料的结构是指材料的组元及其排列和运动方式。它包括形貌、化学成分、相组成、晶体结构和缺陷等内涵。在领域内，人们在材料科学与工程中应用了不同的名词来表示材料的结构，例如成分（或组分）、组织、相结构等。49材料的结构通常采用的名词有：“宏观组织”（macrostructure）、“显微组织”(microstructure)、“晶体结构”、“原子结构”等。原子结构与电子结构是研究材料特性的两个最基本的物质层次。50材料的结构多晶材料的微观形貌、晶体学结构的取向、晶界、界面相、亚晶界、位错、层错、孪晶、固溶和析出、偏析和夹杂、有序化等均称显微结构。51相相是系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分。52晶相crystalphase陶瓷显微结构中由晶体构成的部分。在陶瓷显微结构中可以是由一种晶体(单相)或不同类型的晶体(多相)组成。其中含量多者称为主晶相，含量少的称次级晶相或第二晶相。是指金属或金属镀层表面组织结构，通常在表面抛光出一个小面，然后放在晶相显微镜下观察。53“晶相”相关词条：晶体晶界晶格晶胞晶粒晶带晶面晶族晶系晶向晶形晶棱晶须晶轴晶核晶浆54材料科学的成果转化研究与发展材料的目的在于应用，而材料必须通过合理的工艺流程才能制备出有实用价值的材料来，通过批量生产才能成为工程材料。55制备工艺

材料制备工艺是发展材料的基础。

传统材料可以通过改进工艺提高产品质量、劳动生产率以及降低成本。新材料的发展与工艺技术的关系更为密切。强磁场、强冲击波、超高压、超高真空及强制冷却等都可能成为材料制备工艺的有效手段。

56检测技术

材料科学的发展在很大程度上依赖于检测技术的提高。1863年，光学显微镜电子显微镜扫描电镜高分辨率电镜扫描隧道显微镜5758596061计算机辅助设计

利用计算机技术进行材料设计是发展新型材料的重要手段。通过建立模型，进行计算机模拟，得出符合预期性能的新材料的最佳成分、最佳结构和最合理的工艺流程。62材料的四要素使用效能Performance合成/加工Synthesis/Processing组织结构/成分Structure/Composition性能Property6364材料与环境65材料与环境66材料科学与工程专业

在国务院学位委员会学科评议组制定和颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中:材料科学与工程属于工学学科门类之中的其中一个一级学科，下设3个二级学科，分别是：材料物理与化学、材料学、材料加工工程。67材料学本专业主要培养从事材料设计、结构性能预测，材料制备和性能综合优化等方面高级工程技术人才。68材料加工工程材料加工工程是将原料、原材料（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变成实用材料或制品的一种工程技术。目前在中国学术界更多的指向聚合物加工。可以分为金属材料加工工程和非金属材料加工工程。69工程硕士-材料工程培养从事新型材料的研究和开发、材料的制备、材料特性分析和改性、材料的有效利用等方面的高级工程技术人才。研修的主要课程有：政治理论课、外语课、工程数学、材料物理化学工程、材料工程理论基础、材料结构与性能、材料结构和性能检测技术、材料合成与制备技术过程控制原理、计算机技术应用、近代材料的研究方法、材料科学与工程的新进展以及现代管理学基础等。

70材料物理本专业培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料物理相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料物理高级专门人才。

业务培养要求：本专业学生主要学习材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，受到科学思维与科学实验方面的基本训练，具有运用物理学和材料物理的基础理论、基本知识和实验技能进行材料研究和技术开发的基本能力。71材料化学本专业培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料化学高级专门人才。

729、青少年是一个美好而又是一去不可再得的时期，是将来一切光明和幸福的开端。。4月-254月-25Wednesday,April2,202510、人的志向通常和他们的能力成正比例。19:59:5519:59:5519:594/2/20257:59:55PM11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。4月-2519:59:5519:59Apr-2502-Apr-2512、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。19:59:5519:59:5519:59Wednesday,April2,202513、志不立，天下无可成之事。4月-254月-2519:59:5519:59:55April2,202514、古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。02