第1章 材料的原子结合方式及性能ppt课件.ppt
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1、机 械 工 程 材 料,动力与机械学院材料系于洋洋,绪 论,1.课程性质:技术基础课2.材料科学的含义: 材料:组成或制造器件的物质. 材料科学:研究材料的成分、组织结构、加工工艺与性能之间关系的科学。,教材与参考书,教材 周凤云.工程材料及应用.华中科技大学出版社.2003年参考书刘智恩.材料科学基础.西北工业大学出版社.2003年石德柯.材料科学基础.机械工业出版社.2005年孙茂才.金属力学性能.哈尔滨工业大学出版社.2005年崔忠圻.金属学与热处理原理.哈尔滨工业大学出版社. 2007年,相关学科材料科学基础力学性能物理性能金属学及热处理材料成型机械制造金属工艺学 ,绪 论,成绩考核:
2、平时成绩:课堂提问 + 课堂讨论 + 平时测验期末成绩:考 试课程总成绩平时成绩*30+期末考试成绩*70,机械工程材料,第1章:材料的原子结合方式和性能第2章:材料的晶体结构第3章:材料的凝固与相图第4章:铁碳合金第5章:钢铁热处理第6章:金属材料的塑性变形第7章:合金钢第8章:非铁金属材料第9章:高分子材料的结构第10章:陶瓷材料第11章:复合材料第12章:机械设计与选材第13章 材料表面改性技术第14章:材料的显微组织鉴别,第1章 材料的原子结合方式及性能,第1节 固态物质的原子结合键第2节 工程材料的分类第3节 材料的性能,第一节 固态物质的原子结合键,固体分类:晶体、非晶体、准晶体三
3、大类。晶体:原子、分子或离子按照一定的规律周期排列组成的固体,长程有序,各向异性。(自然界存在)非晶:组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。各向同性,没有一定规则的外形 。准晶:具有准周期平移格子构造的固体,其中的原子常呈定向有序排列,但不作周期性平移重复 。(自然界不存在,一般出现在淬冷合金中),硅表面原子排列 碳表面原子排列 非晶 准晶,原子的结合方式,1 原子结构, 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning,2 原子结合能排斥力吸引力原子间相互作用的势能具有最低值,称为原子的结合能。,原子序数 原子量 阿佛伽德罗
4、常数 原子量单位 电负性,3 原子结合键金属键与金属晶体共价键与原子晶体离子键与离子晶体范德瓦尔键与分子晶体, 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning,原子结合:电子逸出共有,结合力较大,无方向性和饱和性;金属键:依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。金属晶体:导电性、导热性、延展性好,熔点较高。如金属。,金属键与金属晶体, 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning,共价键与原子晶体,原子结合:电子共用,结合力大,有方向性和饱和性;原子晶体:强度高、硬度
5、高(金刚石)、熔点高、 脆性大、导电性差。如陶瓷材料。, 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning, 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning,离子键与离子晶体原子结合:电子转移,结合力大,无方向性和饱和性;离子晶体:硬度高,脆性大,熔点高、导电性差。 如NaCl。, 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning,分子键与分子晶体,氢键:离子结合:X-H-Y(氢键结合),结合力弱。有方向性,如 O-HO 。如高分子材料, 2003 Brooks
6、/Cole Publishing / Thomson Learning,第二节 工程材料的分类,2、按结晶状态分:单晶体材料多晶体材料非晶体材料,1、按用途分:建筑材料电工材料结构材料,3、按物理性能分:半导体材料、磁性材料、激光材料、热电材料、压电材料、压敏材料、声电材料、光电材料等等,绪 论,4.工程材料的分类:(按成分分类) 金属材料:综合性能等。 陶瓷材料:高温、稳定性能等。 高分子材料:耐腐蚀等特殊性能。 复合材料:11大于2。,5.金属材料分类: 黑色金属:铁、锰与铬 有色金属:除铁、锰与铬以 外的金属材料,第三节材料的性能,材料的性能包括使用性能和使工艺性能。,1.使用 性能:力
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