资源描述：
1 材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 第二章基础知识第二章基础知识 2 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 本章框架本章框架 新理念新理念 分类分类 学科 常识 学科 常识 冶炼冶炼 资源资源 新材料新材料 学科 前沿 学科 前沿 3 材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 第一节 分类第一节 分类 4 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 材料的分类材料的分类材料的分类材料的分类 用途结构材料用途结构材料用途结构材料用途结构材料（受力，承载）（受力，承载）（受力，承载）（受力，承载） 功能材料功能材料功能材料功能材料（半导体，超导体，以及光、电、声、磁、应力转换，等）（半导体，超导体，以及光、电、声、磁、应力转换，等）（半导体，超导体，以及光、电、声、磁、应力转换，等）（半导体，超导体，以及光、电、声、磁、应力转换，等） 物理形态晶体材料、非晶态材料、纳米材料（微晶材物理形态晶体材料、非晶态材料、纳米材料（微晶材物理形态晶体材料、非晶态材料、纳米材料（微晶材物理形态晶体材料、非晶态材料、纳米材料（微晶材 料）、准晶材料料）、准晶材料料）、准晶材料料）、准晶材料 属性金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料属性金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料属性金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料属性金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料 几何形态三维材料、二维材料、一维材料和零维材料几何形态三维材料、二维材料、一维材料和零维材料几何形态三维材料、二维材料、一维材料和零维材料几何形态三维材料、二维材料、一维材料和零维材料 发展传统材料发展传统材料发展传统材料发展传统材料（钢铁，铜，铝，水泥，塑料，陶瓷，（钢铁，铜，铝，水泥，塑料，陶瓷，（钢铁，铜，铝，水泥，塑料，陶瓷，（钢铁，铜，铝，水泥，塑料，陶瓷，... ... ... ... ）））） 新材料新材料新材料新材料（金属间化合物，高温超导，非晶态合金，纳米材料（金属间化合物，高温超导，非晶态合金，纳米材料（金属间化合物，高温超导，非晶态合金，纳米材料（金属间化合物，高温超导，非晶态合金，纳米材料, ..., ..., ..., ...）））） 5 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 金属金属 高分子高分子 陶瓷陶瓷 材料材料 有机材料有机材料无机材料无机材料 Way 复合材料复合材料 材料的分类材料的分类 6 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 材料的分类和特点材料的分类和特点材料的分类和特点材料的分类和特点 材料材料 无机非金属材料 金属材料 高分子材料塑料、合成橡胶、合成纤维 无机非金属材料 金属材料 高分子材料塑料、合成橡胶、合成纤维 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 水泥、玻璃、陶瓷水泥、玻璃、陶瓷 高温结构陶瓷、光导纤维高温结构陶瓷、光导纤维 Fe、Cu、Al、合金等Fe、Cu、Al、合金等 7 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 按化学结构特点材料的键合方式按化学结构特点材料的键合方式 离子键离子键 Ion bond Ion bond 结合能比较高结合能比较高 没有方向性。没有方向性。 共价键共价键 covalent bond covalent bond 结合能的差别甚大结合能的差别甚大 具有方向性具有方向性 金属键金属键（Metallic bond）（Metallic bond） 正离子浸浴在负电子气中，金属键没有方向性。正离子浸浴在负电子气中，金属键没有方向性。 在外加电压作用下，金属内的电子容易移动。在外加电压作用下，金属内的电子容易移动。 在外加应力作用下，金属内的原子容易移动。在外加应力作用下，金属内的原子容易移动。 分类准则分类准则 8 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 What 各类材料的性能特点What 各类材料的性能特点 金属材料金属材料主要为金属键主要为金属键。。 热和电的良导体热和电的良导体 具有良好的强度与延展性以及金属光泽具有良好的强度与延展性以及金属光泽 陶瓷材料陶瓷材料通常为离子键或共价键通常为离子键或共价键。。 绝缘体而且比较耐热。绝缘体而且比较耐热。 高分子材料高分子材料通常为共价键、分子键和氢键， 以共价键为主。 通常为共价键、分子键和氢键， 以共价键为主。 分子结构都非常巨大分子结构都非常巨大 通常密度较低，在高温下不稳定。通常密度较低，在高温下不稳定。 复合材料复合材料由多种材料复合而成。由多种材料复合而成。 9 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 说明着色愈浅表示金属键特性愈强. 说明着色愈浅表示金属键特性愈强. 发展发展 结构金属 间化合物 结构金属 间化合物 难熔 合金 难熔 合金 ⅢⅢ - Ⅴ 、 Ⅱ Ⅴ 、 Ⅱ-Ⅵ 化合物 Ⅵ 化合物 氧化物晶体氧化物晶体 结构 功能 陶瓷 结构 功能 陶瓷 超导 合金 超导 合金 金属 陶瓷 非晶 合金 金属 陶瓷 非晶 合金 复杂分子 化合物 复杂分子 化合物 高温氧 化物超导 高温氧 化物超导 有机有机/ 无机 复合 材料 无机 复合 材料 钢 铁 铜 钢 铁 铜 轻 合 金 轻 合 金 Si 半半 Ge导 体 导 体 Fe高温高温 Ni 合金合金 Co 聚合物聚合物 材料与键合特性材料与键合特性 由金属键向混合由金属键向混合 键，简单立方晶键，简单立方晶 体结构向复杂晶体结构向复杂晶 体结构及复杂分体结构及复杂分 子结构演进，子结构演进，从从 而决定或影响了而决定或影响了 材料的制备材料的制备/加加 工、组织、力学工、组织、力学 和功能性能。和功能性能。 10 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 1.金属、合金 2.结构金属间化合物 3. 硅、锗半导体 4. 化合物间导体5. 金 属/非金属间化合物 6.非晶合金 7. 金属陶瓷 8. 结构陶瓷 9. 聚合物 10.氧氟 化物陶瓷 11.高温超导氧化物 12.复杂分子化合物13.碳、硼及其化合物 1.金属、合金 2.结构金属间化合物 3. 硅、锗半导体 4. 化合物间导体5. 金 属/非金属间化合物 6.非晶合金 7. 金属陶瓷 8. 结构陶瓷 9. 聚合物 10.氧氟 化物陶瓷 11.高温超导氧化物 12.复杂分子化合物13.碳、硼及其化合物 1 80 20 5 8 101 50 102 2 100 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 发展发展 12 键合特性变化导致熔化熵的变化 新材料的出现，键合特性有明显变化。 键合特性变化导致熔化熵的变化 新材料的出现，键合特性有明显变化。 不同材料的熔化熵不同材料的熔化熵 11 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 四大类工程材料四大类工程材料 21 世纪形成四大类 工程材料平分秋色 21 世纪形成四大类 工程材料平分秋色 12 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 金属材料与磁性材料约为4亿 其他各类材料约为1至2亿 金属材料占预算约1/4 其他材料约占3/4 既要重视金属材料的研发 更要重视非金属材料的研发 金属材料与磁性材料约为4亿 其他各类材料约为1至2亿 金属材料占预算约1/4 其他材料约占3/4 既要重视金属材料的研发 更要重视非金属材料的研发 90年代美国各类材料研究与发展Rd4ln d 3 2 d2 2 3 0 2 1 0 3 0 2 0 2 ξξπρρμ ρπ ρπ ∫∫ ∫ ∫ ∞ ∞ ∞ Λ − 六、结构量六、结构量 86 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 结构因子结构因子 rrg kr kr rkg kk N kS ik kkk L N i i zyx d sin 411 1 exp ,, 2 0 2 1 ∫ ∑ ∞ − ⋅ πρρ ρρ ρ π rk k 六、结构量六、结构量 87 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 引用声明引用声明 本课件的基本内容引用国内外学者的专著、 教材、论文、课件、报告等，没有逐一注释，向 相关学者表示感谢。同时，请课件学习者注意， 十分谨慎使用引用声明而不逐一注释的方式。 本课件的基本内容引用国内外学者的专著、 教材、论文、课件、报告等，没有逐一注释，向 相关学者表示感谢。同时，请课件学习者注意， 十分谨慎使用引用声明而不逐一注释的方式。 陈铮陈铮 88 西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学西北工业大学材料学院陈铮博士生学位课近代物理冶金学 谢谢大家 谢谢大家 ----Thanks for your attention
展开阅读全文
