材料科學(xué)概論學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料科學(xué)概論材料科學(xué)概論(giln)第一頁，共103頁。第1頁/共102頁第二頁，共103頁。材料材料(cilio)與新技術(shù)革命與新技術(shù)革命第2頁/共102頁第三頁，共103頁。第3頁/共102頁第四頁，共103頁。第4頁/共102頁第五頁，共103頁。第5頁/共102頁第六頁，共103頁。第6頁/共102頁第七頁，共103頁。材料材料(cilio)與國防現(xiàn)代化與國防現(xiàn)代化第7頁/共102頁第八頁，共103頁。sciencematerialsengineering第8頁/共102頁第九頁，共103頁。 Microscopic or submicroscopic structure En

2、gineering design第9頁/共102頁第十頁，共103頁。第10頁/共102頁第十一頁，共103頁。nFiberglass 5faIbElB:s第11頁/共102頁第十二頁，共103頁。第12頁/共102頁第十三頁，共103頁。第13頁/共102頁第十四頁，共103頁。What materials are available to me ?Five categories第14頁/共102頁第十五頁，共103頁。第15頁/共102頁第十六頁，共103頁。A Metals超塑性(sxng)的,超塑性(sxng)材料(制)的1 . i.e.Latin， the written abbre

3、viation for id est ,也就是(jish)，即。 讀作：that is2 . state-of-the-art技術(shù)(jsh)發(fā)展水平，現(xiàn)代化的。3 . superplastic.第16頁/共102頁第十七頁，共103頁。Structural steel 第17頁/共102頁第十八頁，共103頁。Gasket5Askit墊圈(dinqun),襯墊springwireValvevAlv第18頁/共102頁第十九頁，共103頁。第19頁/共102頁第二十頁，共103頁。第20頁/共102頁第二十一頁，共103頁。第21頁/共102頁第二十二頁，共103頁。B Ceramics si5

4、rAmiksAhomogeneousmixtureoftwoormoresubstances,whichmaybesolids,liquids,gases,oracombinationofthese.1 . Refractory ri5frAktEriDifficulttomeltorwork;resistanttoheat.2 . fracture toughness斷裂(dun li)韌度3 . crystalline5kristElainBeing,relatingto,orcomposedofcrystalorcrystals.4 . Devitrify di:5vitrifaiToc

5、ause(aglassymaterial)tobecomecrystallineandbrittle.5 . solution第22頁/共102頁第二十三頁，共103頁。第23頁/共102頁第二十四頁，共103頁。RubySapphire5sAfaiE第24頁/共102頁第二十五頁，共103頁。 Why shouldnt Al2O3 be chosen for certain applications where metallic aluminum has been used ?1、Al2O3 have two advantages:first ,chemicallystable;Aloxid

6、izedsecond ,highermeltingpoint(20200C)Al(6600C)refractoryuseinindustrialfurnaceconstruction第25頁/共102頁第二十六頁，共103頁。第26頁/共102頁第二十七頁，共103頁。ThemostlimitingpropertyofceramicsbrittlenessRecentdevelopmentinceramictechnologyareexpandingtheutilityofceramicsforstructuralapplicationnotbyeliminatingtheirinherent

7、brittleness,butbyincreasingtheirstrengthtosufficientlyhighlevels(greaterthan700MPa)andincreasingtheirresistancetofracture.第27頁/共102頁第二十八頁，共103頁。2、Al2O3MgOSiO2Si3N4At least one metallic element +one of five nonmetal element (C, N, O, P and S)Carbide 5kB:baidNitride 5naitraidOxide 5CksaidPhosphide 5fC

8、sfaidSulphide. 5sQlfaidOxide ceramicsNonoxide ceramics第28頁/共102頁第二十九頁，共103頁。3、Onemetallicelementplusoneoffivenonmetallicelements(C,N,O,P,orS)第29頁/共102頁第三十頁，共103頁。4、Characteristics:refractoryhighhardnesshighstrengthhighbrittleness第30頁/共102頁第三十一頁，共103頁。第31頁/共102頁第三十二頁，共103頁。第32頁/共102頁第三十三頁，共103頁。skI5m

9、AtIk第33頁/共102頁第三十四頁，共103頁。SiO2 (approximately 72%) Na2O CaO brittleness similar with crystalline ceramictransmit visible lightchemical inertness glasses are important engineering materials第34頁/共102頁第三十五頁，共103頁。low-thermal expansion coefficientscomplex formshigh mechanical strengthVitreous 5vItrIEsgl

10、assy stateSubsequentcrystallization第35頁/共102頁第三十六頁，共103頁。第36頁/共102頁第三十七頁，共103頁。第37頁/共102頁第三十八頁，共103頁。C Polymers(plastics)Exempli gratia. For example.1 . ethylene A colorless, flammable gas, C2H4, derived from natural gas and petroleum and used as a source of many organic compounds, in welding 5weldi

11、N焊接(hnji)and cutting metals, and as an anesthetic 7Anis5Wetik麻醉劑.2 . polyethylene A polymerized ethylene resin, used especially for containers, kitchenware, and tubing, or in the form of films and sheets for packaging.3 . e.g.第38頁/共102頁第三十九頁，共103頁。 Any of numerous organic compounds, such as benzene

12、and methane, that contain only carbon and hydrogen.4 . Acrylics E5kriliks丙烯酸樹脂(shzh)5 . Nylon 5nailEn Any of a family of high-strength, resilient synthetic polymers, the molecules of which contain the recurring amide group CONH.6 . Hydrocarbon第39頁/共102頁第四十頁，共103頁。 These man-made materials are a bran

13、ch of organic chemistry .第40頁/共102頁第四十一頁，共103頁。第41頁/共102頁第四十二頁，共103頁。第42頁/共102頁第四十三頁，共103頁。第43頁/共102頁第四十四頁，共103頁。 1) no brittleness2. Characteristics: 2) lower melting point3) high strength along its chain and low strength between its chains 4) lightweight low-cost5) higher chemical reactivity6) Man

14、-made materials第44頁/共102頁第四十五頁，共103頁。Substitution for traditional structural metals第45頁/共102頁第四十六頁，共103頁。第46頁/共102頁第四十七頁，共103頁。第47頁/共102頁第四十八頁，共103頁。SiO2 (approximately 72%) Na2O CaO brittleness similar with crystalline ceramictransmit visible lightchemical inertness glasses are important engineerin

15、g materials第48頁/共102頁第四十九頁，共103頁。第49頁/共102頁第五十頁，共103頁。第50頁/共102頁第五十一頁，共103頁。第51頁/共102頁第五十二頁，共103頁。shell第52頁/共102頁第五十三頁，共103頁。wood第53頁/共102頁第五十四頁，共103頁。第54頁/共102頁第五十五頁，共103頁。第55頁/共102頁第五十六頁，共103頁。D Composite (fiber reinforce plastics) Possessing hereditaryhI5redItErI rank in a political system or soc

16、ial class derived from a feudalistic 9fjU:dElIstIk stage of a countrys development. Inactive or inert.Inactive or inert.1 . Albeit C:l5bi:It page 12, line 5Even though; although; notwithstanding.2 . Noble page 12, para. 2, line 2第56頁/共102頁第五十七頁，共103頁。第57頁/共102頁第五十八頁，共103頁。Example: fiberglass ,wood ,

17、concrete .第58頁/共102頁第五十九頁，共103頁。第59頁/共102頁第六十頁，共103頁。第60頁/共102頁第六十一頁，共103頁。 Supplementary introduction Semiconductors A piece of equipment that produces a powerful narrow beam of light that can be used in medical operations , to cut metals , or to make patterns of light for entertainment . 1 .arseni

18、de 5B:sEnaid砷化物 A compound of arsenic with a more electropositive element.2 .laser第61頁/共102頁第六十二頁，共103頁。nn the latest and most sophisticated technology.第62頁/共102頁第六十三頁，共103頁。第63頁/共102頁第六十四頁，共103頁。第64頁/共102頁第六十五頁，共103頁。A relatively small group of elements and compounds has an important electrical pro

19、perty。three semiconducting elements (Si (silicon),Ge (germanium dVE:5meiniEm ) , Sn(tin). compounds: GaAs gallium5AliEm arsenide, CdS cadmiumsulfide 5kAdmiEm 5sQlfaid ceramics compound : ZnO Precise control of chemical purity allows precise control of electronic properties. 第65頁/共102頁第六十六頁，共103頁。第66

20、頁/共102頁第六十七頁，共103頁。Atomic-scale-architectureCompositeDevitrifieddi:5vitrifai 使不透明使不透明(tumng)DuctilityElectronic and magnetic materialFiberglassMaterials selectionMicrocircuitry 5maIkrEJs:kIt電子電子微電路微電路Microscopic-scale architectureRefractoryStructural material第67頁/共102頁第六十八頁，共103頁。第68頁/共102頁第六十九頁，共10

21、3頁。第69頁/共102頁第七十頁，共103頁。第70頁/共102頁第七十一頁，共103頁。1.2 From structure to properties The unit of luminous flux flQks流量(liling), 通量 in the International System, equal to the amount of light given out through a solid angle by a source of one candela kAn5di:lE intensity radiating equally in all directions. 1

22、 .hexagonal heksAEnElHavingsixsides.2 .lumen5lju:min縮寫(suxi) lm 物理學(xué) 流明（光通量單位）：國際度量系統(tǒng)中的光通量單位，等于一燭光的均勻點(diǎn)光源在單位主體角內(nèi)發(fā)出的光通量.第71頁/共102頁第七十二頁，共103頁。第72頁/共102頁第七十三頁，共103頁。第73頁/共102頁第七十四頁，共103頁。第74頁/共102頁第七十五頁，共103頁。Atomic-scale architecture10000000 timesMicroscopic-scale architecture1000times第75頁/共102頁第七十六頁，共

23、103頁。第76頁/共102頁第七十七頁，共103頁。 Al structure follows a cubic packing arrangement and Mg a hexagonal one .第77頁/共102頁第七十八頁，共103頁。第78頁/共102頁第七十九頁，共103頁。第79頁/共102頁第八十頁，共103頁。Example 2: transparent ceramicsTraditional ceramics contained a substantial amount of residual porosity .The porosity leads to loss of

24、 visible light transmission .Only about 0.3% porosity can cause Al2O3 to be translucent , and 3% porosity can cause the material to be completely opaque .The elimination of porosity : adding a small amount of impurity .第80頁/共102頁第八十一頁，共103頁。第81頁/共102頁第八十二頁，共103頁。第82頁/共102頁第八十三頁，共103頁。Figure3polished

25、discswithseveraldopants(thickness:0.8mm)第83頁/共102頁第八十四頁，共103頁。第84頁/共102頁第八十五頁，共103頁。The two examples just cited show typical and important demonstrations of how properties of engineering materials follow directly from structure.第85頁/共102頁第八十六頁，共103頁。第86頁/共102頁第八十七頁，共103頁。1.3 Selection of materials anyofagroupofverystronglightweight,syntheticfibersusedinmakingradialtires,bulletproofofvests,etc.1 . etc. Latinthewrittenabbreviationforetcetera,usedafteralisttoshowthattherearemanyothersimilarthingsorpe