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1、一、材料在現代社會中的作用1.人類文明的標志不斷的開發(fā)和使用材料的能力是任何一個社會發(fā)展的基礎之一。石器時代,燧石,打火石、金屬器時代、Si時代?2、現代技術的基礎材料是所有科技進步的核心;先進材料是先進技術的基石。飛機-噴氣式發(fā)動機材料、計算機-固體微電子電路-晶體管-Si材料、光導纖維3、現代社會發(fā)展的基礎從半導體集成電路到混凝土摩天大樓;從塑料袋到航天飛機a.半導體材料--集成電路-計算機、通訊等、b.航天飛機、c.光導纖維二、材料的分類金屬材料:Fe、Al等無機非金屬材料:陶瓷、玻璃、水泥等
2、高分子材料:塑料、橡膠等三、材料科學與工程研究材料的組成、結構{《晶體結構:原子(分子、離子)在空間如何排列》,晶體分為晶態(tài)【晶態(tài):原子(分子、離子)在空間周期性有序排列長程有序】、非晶態(tài)【非晶態(tài):原子(分子、離子)在空間周期性無序排列,短程有序、長程無序】、多晶【多晶:晶粒和晶界,晶粒:晶態(tài),晶界:非晶態(tài)】}性能(組成-性能:不同的組成不同的性能,結構-性能:不同的結構不同的性能)與應用思考題1、石器時代和金屬器時代作為人類文明重要標志,請簡要討論石器時代和金屬器時代特點?石器時代:2.5億年前,
3、主要使用燧石,打火石金屬時代:主要使用銅、鐵2、為什么說材料是現代技術的基礎?材料是所有科技進步的核心;先進材料是先進技術的基石。3、材料分哪幾類?簡要說明各類的主要特點。三類金屬材料:Fe、Al等。具有延展性,導電性等特性無機非金屬材料:陶瓷、玻璃、水泥等。高分子材料:塑料、橡膠等。各種聚合物4、什么是晶態(tài)(體)、非晶態(tài)和多晶態(tài)?各舉一例。晶態(tài):原子(分子、離子)在空間周期性有序排列,長程有序。NaCl,CdS非晶態(tài):原子(分子、離子)在空間周期性無序排列,短程有序、長程無序。(二氧化硅)多晶態(tài):
4、晶粒和晶界。晶粒:晶態(tài),晶界:非晶態(tài)(聚乙烯硅)無機非金屬材料(陶瓷,玻璃,水泥,耐火材料,半導體材料,功能材料)一、陶瓷材料:經過高溫處理的無機非金屬材料釉:低熔點玻璃質。鉛釉,錫釉思考題1.無機非金屬材料分為哪幾類?六類:陶瓷,玻璃,水泥,耐火材料,半導體材料,功能材料2.陶瓷的發(fā)展分為那幾個階段?陶器(土器,陶器),瓷器,精瓷器3.陶瓷材料的主要成分為那些?粘土4.陶瓷為什么要進行高溫燒結?粘土中的元素對應的氧化物化學鍵強度大,高溫燒結才能破壞其化學鍵5.精瓷和土器相比區(qū)別有哪些?土器煅燒溫度
5、低,粗糙不美觀。精瓷煅燒溫度高,細膩美觀6.釉有何特點?主要釉料是什么?特點:低熔點玻璃質。主要釉料:鉛釉,錫釉二、玻璃1.從熔體冷卻,在室溫下還保持熔體結構的固體物質狀態(tài)。過冷液體---非晶態(tài)結構3.制造(硅酸鹽英玻璃),原料:SiO2、Na2CO3、CaO工藝過程:配料,熔制:(典型溫度1500度),成型:三、水泥,主要成分:CaO-Al2O3,CaO-SiO2,CaO-Al2O3-Fe2O33.混泥土:水泥、沙子、碎石塊四、先進無機非金屬材料簡介半導體材料、結構陶瓷、功能陶瓷思考題1.玻璃的結
6、構有何特點?從熔體冷卻,在室溫下還保持熔體結構的固體物質狀態(tài)。過冷液體---非晶態(tài)結構制造(硅酸鹽英玻璃原料:SiO2、Na2CO3、CaO工藝過程:配料、熔制:(典型溫度1500度)、成型:2.早期如何發(fā)現的玻璃形成?主要成分?最早是由水手在沙灘上做飯,沙中含二氧化硅與貝克中的碳酸鈣,海水中的過氧化鈉,氯化鈉等在火種燒制,形成了透明的玻璃。主要成分:二氧化硅,碳酸鈣,過氧化鈉。3.簡述玻璃的工藝?熔制,溫度1500度4.混泥土如何構成?水泥、沙子、碎石塊5.舉一例說明現代無機非金屬材料的特點和應用
7、。陶瓷(Ceramics):經過高溫處理的無機非金屬材料。粘土。陶器-土器,陶器,950and1050°C----瓷器,1200–1300°C----精瓷器,1250–1300°C玻璃(Glass)水泥(Cements):主要成分CaO-Al2O3、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-Fe2O3耐火材料(Refractory)半導體材料(Semiconductors)功能材料(FunctionalMaterials)復習思考題1、金屬材料有什么特點?它們的基本用途是什么?主要應用在哪些領域?特點:
8、具有良好的塑性、較高的強度和硬度,即具有良好的綜合力學性能?;居猛荆哼m合作為受力的結構材料。金屬材料絕大部分都是結構材料,但近來也出現一些功能材料,如形狀記憶合金、儲氫合金、金屬超導材料等。結構材料主要應用于機械制造、航空、航天、化工、建筑和交通運輸等部門。在機械設備中約占所用材料的百分之九十以上,其中又以鋼鐵材料占絕大多數。2、請敘述一個典型機器零件的生產工藝流程。20CrMnTi制作汽車變速齒輪工藝流程:鍛造→正火→加工齒形→非滲碳部位鍍銅保護→滲碳→預冷直接淬