材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)6

1、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)Fundamentals of Materials Science and EngineeringMaterials Science and Engineering:An Introduction / William D. Callister, Jr.; 7th ed., John Wiley & Sons, Inc.,2007材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)，顧宜，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 Materials Science and Engineering:An Introduction1.導(dǎo)論2.原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵3.晶體結(jié)構(gòu)4.界面5.擴(kuò)散6.金屬的力學(xué)性能7.位錯及材料的增強(qiáng)

2、機(jī)制8.失效9.相圖10. 相變11. 合金的加工工藝與性能12. 陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能13. 陶瓷的加工工藝和應(yīng)用14.高分子的結(jié)構(gòu)15.高分子的特征、加工工藝和應(yīng)用16.復(fù)合材料17.材料的腐蝕和失效18.材料的電學(xué)性質(zhì)19.熱學(xué)性質(zhì)20.磁學(xué)性質(zhì)21.光學(xué)性質(zhì)22.材料選擇與設(shè)計(jì)23.材料科學(xué)與工程的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會問題腐蝕應(yīng)力腐蝕金屬的腐蝕陽極反應(yīng)陰極反應(yīng)鐵的腐蝕金屬的活潑性比較電位序：活潑金屬置換非活潑金屬標(biāo)準(zhǔn)電極電位，定義H+(1M)/Pt電極的電位為0V。標(biāo)準(zhǔn)電極電位序電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是存在電位差。 電極電位還與濃度和溫度有關(guān)（Nernst方程）。The Jominy End-Que

3、nch Test不同金屬在海水中的電化學(xué)序F法拉第常數(shù)=96500C/molK常數(shù)，以mm/yr為單位時，K=87.6W腐蝕失去的重量密度A面積t腐蝕時間腐蝕速率極化電化學(xué)極化（活化極化）、濃差極化、歐姆極化i0交換電流密度iL極限電流?？倶O化極化與腐蝕速率金屬電極的動力學(xué)行為鈍化Schematic diagram showing strength and hardness as a functionof the logarithm of aging time at constant temperature during theprecipitation heat treatment.腐蝕的類

4、型電偶腐蝕（電偶腐蝕（Galvanic Corrosion）裂縫腐蝕（濃差腐蝕）點(diǎn)蝕304不銹鋼粒間腐蝕（intergranular corrosion）常發(fā)生在不銹鋼的焊接處，故又稱焊接失效（weld decay）選擇性溶出（選擇性溶出（Selective leaching）浸蝕（浸蝕（erosionCorrosion）化學(xué)和力學(xué)的共同作用）化學(xué)和力學(xué)的共同作用應(yīng)力腐蝕（應(yīng)力腐蝕（Stress corrosion）氫脆氫脆彎管接頭的浸浸蝕應(yīng)力腐蝕裂紋腐蝕的防護(hù)：1. 陰極保護(hù)2. 犧牲陽極法3. 緩蝕劑犧牲陽極法歐姆定律電導(dǎo)率導(dǎo)電的兩種形式：電子導(dǎo)電和離子導(dǎo)電固體中的能帶結(jié)構(gòu)0K時的能帶結(jié)構(gòu)

5、：a銅；b鎂；帶隙2eV；帶隙2eV金屬導(dǎo)電絕緣體或半導(dǎo)體導(dǎo)電電子的遷移電阻率電阻率隨溫度的變化合金電阻率隨成分的變化半導(dǎo)體電導(dǎo)本征電導(dǎo)激發(fā)前激發(fā)后非本征載流子N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體載流子濃度與溫度的關(guān)系摻雜半導(dǎo)體與本征半導(dǎo)體載流子濃度與溫度的關(guān)系影響載流子遷移速率的因素遷移速率與濃度的關(guān)系遷移速率與溫度的關(guān)系：a電子；b空穴霍爾效應(yīng)P-N結(jié)晶體管p-n-p結(jié)集成電路陶瓷和聚合物的導(dǎo)電性陶瓷材料導(dǎo)電聚合物電容電介質(zhì)極化其他電學(xué)性質(zhì)：鐵電性鈦酸鋇的鐵電效應(yīng)壓電性1250的氧化硅纖維材料可以用手拿，其導(dǎo)熱系數(shù)很低。熱容熱：原子的振動熱容取決于溫度熱膨脹熱導(dǎo)晶格振動和電子熱導(dǎo)熱導(dǎo)隨溫度的變化反磁順磁磁

6、通強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的關(guān)系鐵磁性反鐵磁性鐵磁性MgOFe3O4溫度與磁性的關(guān)系溫度與磁性的關(guān)系磁疇與磁滯磁疇與磁滯磁性的各向異性磁性的各向異性單晶鐵單晶鐵單晶鈷單晶鈷軟磁材料軟磁材料Fe-Si硬磁材料硬磁材料cunife (CuNiFe) alloys, alnico (AlNiCo) alloys磁貯存磁貯存cobaltchromiumplatinum薄膜，5萬倍超導(dǎo)超導(dǎo)電導(dǎo)率隨溫度的變化關(guān)系電導(dǎo)率隨溫度的變化關(guān)系Meissner effect光與固體的相互作用光與固體的相互作用光與金屬的相互作用非金屬材料對光的吸收透射透射顏色顏色絕緣體的不透明與半透性絕緣體的不透明與半透性發(fā)光發(fā)光激光激光紅寶石激光器原理紅寶石激光器原理受激發(fā)射和光放大受激發(fā)射和光放大光