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课件网) 材料科学技术是研究材料的组成、性质、性能、制备工艺和用途的应用性科学技术。 材料分类 1、按形成方式：天然材料、人工材料 2、按发展历史：传统材料、新材料 3、按用途性能：结构材料（力学性质） 功能材料（光、电、磁、热等性能） 第1页/共150页 4、按化学组成： 金属材料 黑色金属和有色金属 黑色金属有铁、铬、锰 有色金属有钾、钠、铜、金、银 无机非金属材料 陶瓷、水泥、玻璃 有机高分子材料 天然有机和人工合成 （分子量大于10000） 复合材料 第2页/共150页 第一节 金属材料 1、黑色金属 8高温合金 2、稀土金属 9防震合金 3、轻合金 4、超塑合金 5、记忆合金 6、贮氢合金 7、快速冷凝金属（金属玻璃） 第3页/共150页 1、黑色金属 铁、锰、铬及以其为基的合金统称为黑色金属。 含C量大于2% 生铁 含C量0.04%—2 % 钢 其中可加锰、钼、钛、镍、铬等 含C量0.03%—0.04% 熟铁 塑性好 第4页/共150页 2、稀土金属 钪、钇和镧系（原子量57—71）共17种元素总称为稀土元素。化学活性强、物理性能差异大。 第5页/共150页 3、轻合金 锂的密度是0.53g/cm，是铝的1/5。锂在镁、铝中溶解度高，易形成合金。 1924年，德国制得Al—Li 1957年，美国把Al—Li用于飞机蒙皮，减重6% 1971年，美国制得 Al—Mg—Li—Zr 现今美国制得Al—Mg—Li、Al—Cu—Li、 Al—Cu—Li—Mg三个系列，可用于航空航天材料。 这种合金具有抗辐射、耐低温性能。 第6页/共150页 4、超塑合金 金属合金在特定的情况下可以象麦芽糖一样在外力作用下发生粘滞性变形，达到非常大的变形量而不破裂，这就是金属合金的超塑现象。处于超塑性状态的合金，其变形抵抗力较小，但延伸率却很高，可达到百分之几千。 第7页/共150页 5、形状记忆合金 1962年，美国海军军械实验室在钛—镍合金中发现了“形状记忆效应”，即合金在一定条件下，虽然发生变形，但是仍然能够恢复到变形前原始形状的能力。称其为镍钛诺尔（Nitinol)。 特点：变形可以非常大（1/10） 目前发现这种合金已有几十种之多。合金的这种奇异效应是由合金微观结构固有的变化规律所决定的。 第8页/共150页 形状记忆合金 第9页/共150页 6、贮氢合金 能在通常条件下大量吸收，放出氢气的合金。如铁—钛、钛—锰、镁—镍、镧—镍。 7、快速冷凝金属(金属玻璃) 包括非晶态金属、微晶和单晶金属 非晶态金属是指液态金属急冷（冷凝106度/秒）使原子无规则排列而得到的金属。 第10页/共150页 金属玻璃 第11页/共150页 8 高温合金 指在极高温度下能满足工作的金属材料 涡轮叶片 超过1000度 镍 钴 9 防震合金 高韧性的基体 嵌在基体中的柔软颗粒 交界面容易产生变形 降噪3~40 分贝 第12页/共150页 第二节 陶瓷材料 陶瓷材料是人类最早利用自然界所提供的原材料制造而成的材料，它的研究历史经历了三次飞跃：传统陶瓷、先进陶瓷和纳米陶瓷。 传统陶瓷：黏土、石英等无机非金属天然矿物 为原料 特殊陶瓷：合成的化学原料，经特殊工艺合成 的原料 第13页/共150页 先进陶瓷按功能和用途可分为两类：结构陶瓷和功能陶瓷。 结构陶瓷发挥其机械、热、化学等功能，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损的特性。 功能陶瓷指那些利用其电、磁、声、光、热等性质或其耦合效应以实现某种使用功能的先进陶瓷。 第14页/共150页 特种陶瓷有热压铸、热压、静压及气相沉积等多种成型方法。 这些陶瓷由于其化学组成、显微结构及性能不同于普通陶瓷，故称为特种陶瓷或高技术陶瓷，在日本称为精细陶瓷。 第15页/共150页 特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，如高强 度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、 ... ...
