材料科學(xué)基礎(chǔ)課件1

1、河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院材料成型教研室1緒緒 論論 一一. .材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本概念的基本概念 二二. .材料科學(xué)的發(fā)展史材料科學(xué)的發(fā)展史 三三. .材料的分類及其應(yīng)用材料的分類及其應(yīng)用 四四. .學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)的意義的意義 五五. .材料科學(xué)的研究方法材料科學(xué)的研究方法 六六. .本課程的特點及學(xué)習(xí)方法本課程的特點及學(xué)習(xí)方法u材料材料是指人類用來制造有用物品的物質(zhì)。是指人類用來制造有用物品的物質(zhì)。 u材料科學(xué)材料科學(xué)是研究材料的是研究材料的成分成分、組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)、制備工藝制備工藝、加工工藝加工工藝、材料的、材料的性能性能與材料與材料應(yīng)用應(yīng)用之間的相互關(guān)系之間的相

2、互關(guān)系的科學(xué)。的科學(xué)。u材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)是進(jìn)行材料科學(xué)研究的基礎(chǔ)理論是進(jìn)行材料科學(xué)研究的基礎(chǔ)理論，它，它將各種材料（包括金屬、陶瓷、高分子材料）的微將各種材料（包括金屬、陶瓷、高分子材料）的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)規(guī)律建立在共同的理論基礎(chǔ)上，觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)規(guī)律建立在共同的理論基礎(chǔ)上，用于指導(dǎo)材料的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用和發(fā)展。它涵蓋用于指導(dǎo)材料的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用和發(fā)展。它涵蓋了材料科學(xué)和材料工程的基礎(chǔ)理論。了材料科學(xué)和材料工程的基礎(chǔ)理論。 材料往往作為劃分人類社會發(fā)展歷史階段的標(biāo)志。材料往往作為劃分人類社會發(fā)展歷史階段的標(biāo)志。從古代到現(xiàn)在人類使用材料的歷史共經(jīng)歷了七個時代，從古代到現(xiàn)在人類使用材

3、料的歷史共經(jīng)歷了七個時代，開始時間：開始時間：w 石器時代石器時代（公元前（公元前1010萬年）萬年）w 青銅器時代青銅器時代（公元前（公元前30003000年）年）w 鐵器時代鐵器時代（公元前（公元前10001000年年w 水泥時代水泥時代（公元（公元0 0年）年）w 鋼時代鋼時代（18001800年）年）w 硅時代硅時代（19501950年）年）w 新材料時代新材料時代（19901990年）年） 象形尊象形尊( (西周西周) )鐵器鐵器 龍芯龍芯波音客機(jī)波音客機(jī) 通常根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)和用途來分類。通常根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)和用途來分類。是以強(qiáng)度，剛度，韌性，耐勞性，硬度，疲勞強(qiáng)是以強(qiáng)度，剛度，韌性，

4、耐勞性，硬度，疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能為特征的材料。度等力學(xué)性能為特征的材料。是以聲，光，電，磁，熱等物理性能為特征的材是以聲，光，電，磁，熱等物理性能為特征的材料。料。 結(jié)構(gòu)材料實際上是一種按結(jié)構(gòu)材料實際上是一種按結(jié)結(jié)合鍵合鍵種類來分類的方法。由此種類來分類的方法。由此可將材料分為可將材料分為金屬、陶瓷、高金屬、陶瓷、高分子分子和由金屬、陶瓷和高分子和由金屬、陶瓷和高分子分別組合成的各種分別組合成的各種復(fù)合材料復(fù)合材料。1. 金屬材料金屬材料 特點特點w 以金屬鍵結(jié)合為主以金屬鍵結(jié)合為主 w 良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)良好的導(dǎo)電性、導(dǎo) 熱熱性、延展性和金屬光性、延展性和金屬光澤澤 ，熔點較高。，熔點較高。w

5、 用量最大、應(yīng)用最廣用量最大、應(yīng)用最廣泛泛黑色金屬黑色金屬鐵及鐵合金（鋼鐵材料鐵及鐵合金（鋼鐵材料）有色金屬有色金屬輕金屬輕金屬, ,重金屬重金屬, ,貴金屬貴金屬, ,半金屬，半金屬， 稀有金屬稀有金屬 及其合金及其合金黑色金屬，即鋼鐵材料，其世界年產(chǎn)量已達(dá)黑色金屬，即鋼鐵材料，其世界年產(chǎn)量已達(dá)12億噸，在億噸，在機(jī)械產(chǎn)品中的用量已占整個用材的機(jī)械產(chǎn)品中的用量已占整個用材的60%以上。以上。 鳥巢鳥巢4.2萬噸萬噸Q460鋼材鋼材金屬材料制品金屬材料制品2. 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料特點：（以陶瓷為例）特點：（以陶瓷為例）w 以共價鍵和離子鍵為以共價鍵和離子鍵為主主w 熔點高、硬度高、耐

6、熔點高、硬度高、耐高溫抗氧化、耐腐蝕、高溫抗氧化、耐腐蝕、耐磨、脆性大耐磨、脆性大 w 成型方式為粉末制坯、成型方式為粉末制坯、燒制成型燒制成型混凝土、水泥、耐火材混凝土、水泥、耐火材料、陶瓷等料、陶瓷等傳統(tǒng)陶瓷傳統(tǒng)陶瓷，是以天然材料，是以天然材料( (如黏土、石英、長石等如黏土、石英、長石等) )為原料的為原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。陶瓷，主要用作建筑材料使用。陶瓷制品陶瓷制品陶瓷發(fā)動機(jī)陶瓷發(fā)動機(jī)特種陶瓷特種陶瓷，人工化合物（氧化物、氮化物、碳化物、硼化，人工化合物（氧化物、氮化物、碳化物、硼化物），常用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。物），常用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。3. 高

7、分子材料高分子材料 塑料、橡膠、合成纖維、粘合劑、涂料等塑料、橡膠、合成纖維、粘合劑、涂料等w 以分子鍵和共價鍵為主以分子鍵和共價鍵為主w 分子量大，無明顯熔點，塑性、耐蝕性、電絕緣性、減振性分子量大，無明顯熔點，塑性、耐蝕性、電絕緣性、減振性好，密度小好，密度小 高分子材料在機(jī)械、電氣、紡織、汽車、飛機(jī)、輪船等制造高分子材料在機(jī)械、電氣、紡織、汽車、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)和化學(xué)、交通運輸、航空航天等工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。工業(yè)和化學(xué)、交通運輸、航空航天等工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。 l結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料：電視機(jī)殼體、冰箱殼體、軸承、機(jī)械零件等：電視機(jī)殼體、冰箱殼體、軸承、機(jī)械零件等l絕緣材料絕緣材料：漆包線、電

8、纜、絕緣版、電器零件等：漆包線、電纜、絕緣版、電器零件等l建筑材料建筑材料：貼面板、地貼等：貼面板、地貼等l包裝材料包裝材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料等：塑料袋、薄膜、泡沫塑料等l涂裝涂裝：涂料等：涂料等l粘合劑粘合劑：粘合劑等：粘合劑等l日用日用：織物（衣服）膠鞋等：織物（衣服）膠鞋等l運輸運輸：輪胎，傳送帶等：輪胎，傳送帶等ETFEETFE（聚氟乙烯）耐腐蝕（聚氟乙烯）耐腐蝕性、保溫性俱佳，自清潔性、保溫性俱佳，自清潔能力強(qiáng)能力強(qiáng) 4. 復(fù)合材料復(fù)合材料 按基體材料可分為按基體材料可分為w 金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料w 陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料w 高分子復(fù)合材料高分子復(fù)合材料 l是把兩

9、種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以微觀是把兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以微觀或宏觀的形式組合在一起而形成的材料。或宏觀的形式組合在一起而形成的材料。玻璃纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料玻璃纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料 特點特點w 抗疲勞性能良好抗疲勞性能良好w 結(jié)構(gòu)件減震性好結(jié)構(gòu)件減震性好w 比強(qiáng)度和比剛度高比強(qiáng)度和比剛度高w 耐燒和耐高溫性能好耐燒和耐高溫性能好w 具有良好的減摩、耐具有良好的減摩、耐摩和耐潤滑性能摩和耐潤滑性能 航空發(fā)動機(jī)航空發(fā)動機(jī)無機(jī)無機(jī)高分子材料：高分子材料：玻璃纖維增強(qiáng)塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料( (玻璃玻璃鋼鋼) )可用于汽車可用于汽車, ,游艇等；游艇等；碳纖維增強(qiáng)塑料碳

10、纖維增強(qiáng)塑料可用于可用于飛機(jī)機(jī)翼、高爾夫球棍、撐桿跳桿等；飛機(jī)機(jī)翼、高爾夫球棍、撐桿跳桿等； 金屬金屬陶瓷復(fù)合材料：陶瓷復(fù)合材料：可用于飛機(jī)螺旋槳葉等；可用于飛機(jī)螺旋槳葉等；高分子高分子高分子復(fù)合材料：高分子復(fù)合材料：橡膠增韌塑料橡膠增韌塑料可用可用于抗沖擊于抗沖擊PS ABSPS ABS樹脂等減震材料。樹脂等減震材料。硼連續(xù)纖維增強(qiáng)的硼連續(xù)纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料鋁基復(fù)合材料制成管材做航制成管材做航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)桁架。天飛機(jī)結(jié)構(gòu)桁架。是以聲，光，電，磁，熱等物是以聲，光，電，磁，熱等物理、化學(xué)、生物性能的材料。功能材料是能源、計算理、化學(xué)、生物性能的材料。功能材料是能源、計算機(jī)、通訊、電子、激光等

11、現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)。機(jī)、通訊、電子、激光等現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)。1 貯氫材料 原理：原理：w第一步：先吸收少量的氫形成含氫的固溶體，結(jié)第一步：先吸收少量的氫形成含氫的固溶體，結(jié)構(gòu)保持不變。構(gòu)保持不變。w第二步：固溶體進(jìn)一步與氫反應(yīng)，發(fā)生相變生成第二步：固溶體進(jìn)一步與氫反應(yīng)，發(fā)生相變生成氫化物相。氫化物相。w第三步：再提高氫壓，金屬中的含氫量略有增加。第三步：再提高氫壓，金屬中的含氫量略有增加。w金屬與氫的反映是一個可逆過程。正的方向吸氫、金屬與氫的反映是一個可逆過程。正的方向吸氫、放熱，逆向反應(yīng)釋氫、吸熱。改變溫度和壓力條放熱，逆向反應(yīng)釋氫、吸熱。改變溫度和壓力條件，可使反應(yīng)按正向、逆向反復(fù)進(jìn)行。實現(xiàn)材

12、料件，可使反應(yīng)按正向、逆向反復(fù)進(jìn)行。實現(xiàn)材料的稀釋氫功能。的稀釋氫功能。2 梯度功能材料 例：例：熱防護(hù)梯度功能材料熱防護(hù)梯度功能材料w 金屬表面陶瓷涂層材料或金屬與陶瓷復(fù)合材料，高金屬表面陶瓷涂層材料或金屬與陶瓷復(fù)合材料，高溫環(huán)境中使用時，由于兩者熱膨脹系數(shù)相差較大，溫環(huán)境中使用時，由于兩者熱膨脹系數(shù)相差較大，往往在金屬和陶瓷的界面處產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，導(dǎo)往往在金屬和陶瓷的界面處產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致出現(xiàn)剝落或龜裂現(xiàn)象而使材料失效。致出現(xiàn)剝落或龜裂現(xiàn)象而使材料失效。w 若將金屬和陶瓷組合起來，使其組分和結(jié)構(gòu)呈連續(xù)若將金屬和陶瓷組合起來，使其組分和結(jié)構(gòu)呈連續(xù)變化可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點，能有效的解

13、決熱應(yīng)變化可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點，能有效的解決熱應(yīng)力緩和問題。力緩和問題。金屬及陶瓷構(gòu)成的材料的特性金屬及陶瓷構(gòu)成的材料的特性3 磁性材料w 稀土永磁合金w 鐵氧體、SmCo5、Nd-Fe-Bw 電子表、微型電機(jī)、助聽器、磁盤驅(qū)動器、磁記錄材料、MP3等。4 金屬薄膜材料w 磁性薄膜、磁帶磁盤記錄信息磁性薄膜、磁帶磁盤記錄信息w 高溫超導(dǎo)薄膜高溫超導(dǎo)薄膜w 光學(xué)薄膜，防反射膜（玻璃反射率光學(xué)薄膜，防反射膜（玻璃反射率4%）5 環(huán)境材料w 環(huán)境材料是指與生態(tài)環(huán)境相容或協(xié)調(diào)的材料，即從開采、產(chǎn)品制造到應(yīng)用、廢棄或在循環(huán)利用以及廢物處理等整個生命周期中對生態(tài)環(huán)境沒有危害、能夠與生態(tài)環(huán)境和諧共存，能夠

14、自我降解、對環(huán)境有一定的凈化和修復(fù)功能。w 高性能金屬材料、超級鋼（強(qiáng)度韌性同時提高一倍）w 長壽命金屬材料：發(fā)電設(shè)備、化工設(shè)備、高溫下的發(fā)動機(jī)6 納米金屬材料w 1nm=109mw 1納米大約3、4個原子的寬度，一根頭發(fā)絲直徑有7、8萬納米。7 超導(dǎo)材料w 1、零電阻效應(yīng)：當(dāng)TTc，電阻R=0w 2、邁斯納效應(yīng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0 現(xiàn)已知：銠 臨界溫度=0.0002K Nb3Ge 臨界溫度最高=23.3K8、非晶態(tài)金屬w 玻璃態(tài)金屬9、信息材料w 高密度存儲材料10 智能金屬材料形狀記憶合金形狀記憶合金（二）材料的應(yīng)用（二）材料的應(yīng)用w 讓我們回顧幾項有影響的事例，以便加深理解材讓我們回顧幾項

15、有影響的事例，以便加深理解材料的發(fā)展在人類社會發(fā)展中起了舉足輕重的作用。料的發(fā)展在人類社會發(fā)展中起了舉足輕重的作用。w 計算機(jī)與材料計算機(jī)與材料 1 1、個人電腦移動存儲器的比較、個人電腦移動存儲器的比較 2 2、計算機(jī)經(jīng)歷：電子管、計算機(jī)經(jīng)歷：電子管晶體管晶體管集成電路時代集成電路時代 種類種類使用的材料使用的材料存儲容量存儲容量特點特點軟盤軟盤氧化鐵氧化鐵1.44 Mb1.44 Mb容量小，文本文件存儲容量小，文本文件存儲CDCDRWRW以以ZnSZnS等為主等為主的陶瓷材料的陶瓷材料650 Mb650 MbCDCD光盤，價低，用量大光盤，價低，用量大DVDDVDRWRWZnSZnS等為主

16、的等為主的陶瓷材料陶瓷材料單面單層為單面單層為4.7 Gb4.7 GbCDCDRWRW和和CDCD光盤，用量大光盤，用量大實例壓氣機(jī)葉片壓氣機(jī)機(jī)匣飛機(jī)尾翼硼纖維鋁合金板和管材料鋁合金鈦合金碳纖維復(fù)合材料硼纖維增強(qiáng)鋁合金強(qiáng)度范圍 MPa150450350110010001200 （順纖維方向） 1500（順纖維方向） 比強(qiáng)度MPa5516080245625750570w飛機(jī)和材料飛機(jī)和材料 從萊特兄弟實現(xiàn)飛行的夢想以來，航空和航天器發(fā)生了巨變。從萊特兄弟實現(xiàn)飛行的夢想以來，航空和航天器發(fā)生了巨變。為了飛得快和遠(yuǎn)，就要采用強(qiáng)度高和比重小的材料，重視材料的比為了飛得快和遠(yuǎn)，就要采用強(qiáng)度高和比重小的材

17、料，重視材料的比強(qiáng)度，即強(qiáng)度強(qiáng)度，即強(qiáng)度/ /比重之比。因此，航空和航天器中鋁、鎂合金用量比重之比。因此，航空和航天器中鋁、鎂合金用量大。隨著航空技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，輕質(zhì)和高比強(qiáng)度的鈦合金、碳纖大。隨著航空技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，輕質(zhì)和高比強(qiáng)度的鈦合金、碳纖維高分子復(fù)合材料、硼纖維金屬復(fù)合材料等得到愈來愈多的采用。維高分子復(fù)合材料、硼纖維金屬復(fù)合材料等得到愈來愈多的采用。待升空的航天飛機(jī)待升空的航天飛機(jī) 鈦結(jié)構(gòu)自行車鈦結(jié)構(gòu)自行車：“自行車發(fā)燒友” 選擇鈦合金制自行車。鈦合金的應(yīng)用場合很特殊。通常用于需要抗腐蝕，耐疲勞，高彈性的場合 原來使用專用的汞合金，為防止金屬合金的分解已經(jīng)開發(fā)出一種可以滿足口腔中

18、特殊的物理及化學(xué)環(huán)境的新型陶瓷。具體來講，它需要滿足下列要求：耐口腔中的酸；低熱導(dǎo)率（這對你吃冷飲有好處）；盡得住數(shù)年的咀嚼力；耐驟冷驟熱；當(dāng)然還要口感舒適。 碳、硼纖維及環(huán)氧化合物復(fù)合材料非常輕，可碳、硼纖維及環(huán)氧化合物復(fù)合材料非常輕，可以在某特定方向上增加強(qiáng)度（用于特殊目的）以在某特定方向上增加強(qiáng)度（用于特殊目的）。 近來，鋼鐵工業(yè)已經(jīng)開發(fā)出一種汽車用鋼，比原先的輕24%，而強(qiáng)度高34%，稱為。其優(yōu)點是：高撞擊能量吸收率；高強(qiáng)度-質(zhì)量比；實用新型制造工藝；可以有多種不同性能(壽命、防銹等）。四、學(xué)習(xí)料料科學(xué)基礎(chǔ)的意義四、學(xué)習(xí)料料科學(xué)基礎(chǔ)的意義（一）材料科學(xué)的內(nèi)涵（一）材料科學(xué)的內(nèi)涵 材料科

19、學(xué)是一個跨物理、化學(xué)等的學(xué)科。材料科學(xué)是一個跨物理、化學(xué)等的學(xué)科。材料科學(xué)材料科學(xué)的核心問題是的核心問題是材料的組織結(jié)構(gòu)和性能材料的組織結(jié)構(gòu)和性能以及它們之間的關(guān)以及它們之間的關(guān)系。系。 化學(xué)成分化學(xué)成分( (成分成分) )：組成材料各元素在材料中的濃度。組成材料各元素在材料中的濃度。 組織：組織：用肉眼或借助于不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀用肉眼或借助于不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀察到的金屬內(nèi)部的情景。察到的金屬內(nèi)部的情景。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：材料中各原子的具體組合狀態(tài)。一般通過材料中各原子的具體組合狀態(tài)。一般通過X-射線衍射或透射電鏡研究。射線衍射或透射電鏡研究。AlAl的高分辨透射電鏡象的高分辨透射電鏡

20、象舉例舉例1 1金剛石（鉆石）和石墨，都是由碳原子組成，但前金剛石（鉆石）和石墨，都是由碳原子組成，但前者是自然界中最堅硬的固體，而后者卻很軟（因晶體結(jié)構(gòu)者是自然界中最堅硬的固體，而后者卻很軟（因晶體結(jié)構(gòu)不同，見下圖）不同，見下圖） 舉例舉例2 2同樣長的一段鐵絲和鋼絲，經(jīng)彎曲后發(fā)現(xiàn)鐵絲易彎同樣長的一段鐵絲和鋼絲，經(jīng)彎曲后發(fā)現(xiàn)鐵絲易彎曲，而鋼絲不易彎曲，即塑性不同（因兩者成分不同）。曲，而鋼絲不易彎曲，即塑性不同（因兩者成分不同）。舉例舉例3 3兩根鋸條，同時加熱（兩根鋸條，同時加熱（800800），然后一根水冷，），然后一根水冷，一根空冷，用手折時，發(fā)現(xiàn)前者很脆，后者很韌（因組織一根空冷，用

21、手折時，發(fā)現(xiàn)前者很脆，后者很韌（因組織不同，見下圖）不同，見下圖） 材料結(jié)構(gòu)關(guān)系材料結(jié)構(gòu)關(guān)系結(jié)構(gòu)的三個層次（原子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、顯微組織）（二）材料科學(xué)與材料工程的關(guān)系（二）材料科學(xué)與材料工程的關(guān)系w材料科學(xué)的形成材料科學(xué)的形成：“材料材料”早存在，早存在，“材料科學(xué)材料科學(xué)”提出于提出于2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代，年代，19571957年蘇聯(lián)衛(wèi)星上天，美年蘇聯(lián)衛(wèi)星上天，美國震動很大，在大學(xué)相繼建立十余個材料科學(xué)研國震動很大，在大學(xué)相繼建立十余個材料科學(xué)研究中心，自此開始，究中心，自此開始，“材料科學(xué)材料科學(xué)”一詞廣泛應(yīng)用。一詞廣泛應(yīng)用。w一般來講，一般來講，科學(xué)是研究科學(xué)是研究“為什么為什

22、么”的學(xué)問，而工的學(xué)問，而工程是解決程是解決“怎么做怎么做”的學(xué)問。的學(xué)問。材料科學(xué)的基礎(chǔ)理材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論，為材料工程指明方向，為更好地選擇、使用論，為材料工程指明方向，為更好地選擇、使用材料，發(fā)揮現(xiàn)有材料的潛力、發(fā)展新材料提供理材料，發(fā)揮現(xiàn)有材料的潛力、發(fā)展新材料提供理論基礎(chǔ)。論基礎(chǔ)。 材料工程材料工程：是工程的一個領(lǐng)域，其目的在于經(jīng)濟(jì)地，：是工程的一個領(lǐng)域，其目的在于經(jīng)濟(jì)地，而又為社會所能接受地控制材料的結(jié)構(gòu)、性能和形而又為社會所能接受地控制材料的結(jié)構(gòu)、性能和形狀。它包括下面的五個環(huán)節(jié)。狀。它包括下面的五個環(huán)節(jié)。 材料科學(xué)材料科學(xué)：是一門科學(xué)，它從事與材料本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、：是一門科學(xué)，它從

23、事與材料本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、分析和了解方面的研究，其目的在于提供材料結(jié)構(gòu)分析和了解方面的研究，其目的在于提供材料結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一描繪或模型，以及解釋這種結(jié)構(gòu)與性能之間的統(tǒng)一描繪或模型，以及解釋這種結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。它包括下面的三個環(huán)節(jié)，核心是結(jié)構(gòu)和性的關(guān)系。它包括下面的三個環(huán)節(jié)，核心是結(jié)構(gòu)和性能。能。w材料科學(xué)和材料工程之間的區(qū)別主要在于著眼點材料科學(xué)和材料工程之間的區(qū)別主要在于著眼點的不同或者說各自強(qiáng)調(diào)的中心不同，它們之間并的不同或者說各自強(qiáng)調(diào)的中心不同，它們之間并沒有一條明確的界線，因此，后來人們常常將二沒有一條明確的界線，因此，后來人們常常將二者放在一起，采用一個復(fù)合名詞者放在一起，采用一個復(fù)合名

24、詞材料科學(xué)與工材料科學(xué)與工程程材料科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程：是關(guān)于材料成分、組織結(jié)構(gòu)、：是關(guān)于材料成分、組織結(jié)構(gòu)、工藝與它們性能和用途之間的有關(guān)知識的開發(fā)工藝與它們性能和用途之間的有關(guān)知識的開發(fā)和應(yīng)用的科學(xué)。和應(yīng)用的科學(xué)。重點研究材料的性能重點研究材料的性能改性改性 材料成型與控制工程材料成型與控制工程：人類的：人類的生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程即將原材即將原材料加工成成品料加工成成品材料成型。材料成型。 一、成形一、成形以獲得幾何形狀為目的。以獲得幾何形狀為目的。 二、改性二、改性以獲得性能要求為目的。以獲得性能要求為目的。成分組織結(jié)構(gòu)工藝性能及應(yīng)用例如齒輪的生產(chǎn)工藝過程例如齒輪的生產(chǎn)工藝過程下料下料熱

25、處理熱處理粗加工粗加工熱處理熱處理精加工精加工熱處理熱處理成品成品（三）材料的性能及影響因素（三）材料的性能及影響因素 材料的性能指的是材料受到外界作用時的行為，材料的性能指的是材料受到外界作用時的行為，材料的組織結(jié)構(gòu)決定了材料的性能。如在受力時體材料的組織結(jié)構(gòu)決定了材料的性能。如在受力時體現(xiàn)強(qiáng)度、受電壓作用時體現(xiàn)導(dǎo)電能力大小?，F(xiàn)強(qiáng)度、受電壓作用時體現(xiàn)導(dǎo)電能力大小。u使用性能：使用性能：材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。 力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能u工藝性能工藝性能：材料在加工過程中所表現(xiàn)的性能。：材料在加工過程中所表現(xiàn)的性能。 鑄造、鍛

26、壓、焊接、熱處理和切鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切 削性能等削性能等五、材料科學(xué)的研究方法五、材料科學(xué)的研究方法 材料科學(xué)研究方法分為材料科學(xué)研究方法分為理論研究理論研究方法和方法和實驗研究實驗研究。 實驗研究的手段包括實驗研究的手段包括材料性能測試材料性能測試和和微觀性能測微觀性能測試試。材料性能測試設(shè)備材料性能測試設(shè)備包括材料的力學(xué)性能、光學(xué)包括材料的力學(xué)性能、光學(xué)性能等各種測試手段。性能等各種測試手段。 材料的微觀測試手段材料的微觀測試手段包括掃描電子顯微鏡、透射包括掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、電子顯微鏡、X-X-射線衍射儀，電子探針等。射線衍射儀，電子探針等。X-射線儀w該課程屬于工程技術(shù)科學(xué)，研究組織結(jié)構(gòu)及其與該課程屬于工程技術(shù)科學(xué)，研究組織結(jié)構(gòu)及其與性能的關(guān)系，討論在加工處理過程中組織結(jié)構(gòu)的性能的關(guān)系，討論在加工處理過程中組織