材料性能與測(cè)試技術(shù)-前言

2023/2/5材料性能及分析測(cè)試技術(shù)聯(lián)系方式:liheng@教學(xué)團(tuán)隊(duì)：李恒查剛強(qiáng)MaterialPropertiesandAnalyticalTechniques

(0420110-01)2023/2/5為什么要學(xué)習(xí)這門(mén)課程？

課程的教學(xué)內(nèi)容和要求？我們的認(rèn)識(shí)-材料性能硬度強(qiáng)度熱膨脹系數(shù)人類(lèi)最早認(rèn)識(shí)和學(xué)會(huì)利用的材料性能是力學(xué)性能新石器時(shí)代的石斧

西周時(shí)期的銅斧

塑性電導(dǎo)率？？？？比強(qiáng)度比剛度抗疲勞性抗腐蝕性2023/2/5我們的認(rèn)識(shí)-材料性能橋梁斷裂，纜車(chē)墜毀，高樓坍塌，飛機(jī)失事，核電泄露等重大事故時(shí)有發(fā)生，究其原因材料性能不合格是重要原因之一

2023/2/5我們的認(rèn)識(shí)-MSE四要素成分組織結(jié)構(gòu)制備和加工材料性能使用效能/功效2023/2/5我們的認(rèn)識(shí)-重要性材料的性能決定了材料的應(yīng)用，為結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)和加工工藝優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)材料性能的分析測(cè)試是理解材料性能本質(zhì)的基礎(chǔ)，為材料選擇、材料性能調(diào)控提供了指導(dǎo)思路，為材料的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)各種先進(jìn)/新型材料及其加工方法的涌現(xiàn)，使得材料性能及其分析測(cè)試成為學(xué)科前沿和熱點(diǎn)2023/2/5需要更高性能的材料

迫切需要高性能長(zhǎng)壽命先進(jìn)材料制備和成形技術(shù)跨越大飛機(jī)、新一代戰(zhàn)機(jī)等航空航天技術(shù)發(fā)展追求的永恒主題——不斷要求成形構(gòu)件的輕量化、高性能、高可靠性、功能高效化2023/2/5需要更高性能的材料不同時(shí)期航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度2023/2/5高強(qiáng)度鋼板（AHSS)在某型汽車(chē)上的應(yīng)用效果與發(fā)展趨勢(shì)厚度1.0～1.2mm車(chē)身板可減薄至0.7～0.8mm車(chē)身質(zhì)量減小15%～20%節(jié)約油耗8%

～15%

低碳鋼63%超高強(qiáng)度鋼板鋼5%高強(qiáng)度低合金鋼29%馬氏體鋼3%低碳鋼24%超高強(qiáng)度鋼板鋼43%高強(qiáng)度低合金鋼22%馬氏體鋼11%目前的應(yīng)用未來(lái)應(yīng)用預(yù)測(cè)需要更高性能的材料2023/2/5需要分析測(cè)試方法的發(fā)展

1982年4月以色列理工學(xué)院的DanielShechtman發(fā)現(xiàn)在他電子顯微鏡下面，一個(gè)衍射圖案可以安然轉(zhuǎn)過(guò)圓周的1/10（也就是36度）依舊得到原來(lái)樣式，也就是說(shuō)，發(fā)現(xiàn)了十重對(duì)稱(chēng)！很快，他又從鋁錳合金中找到了五重對(duì)稱(chēng)的圖案。在那個(gè)時(shí)期，這項(xiàng)工作絕對(duì)是顛覆性的了，以至于相關(guān)論文1984年夏天被JournalofAppliedPhysics斷然拒掉。還好，PhysicalReviewLetters沒(méi)做同樣的武斷之事，隨后就發(fā)表了他的文章。Shechtman發(fā)現(xiàn)的固體形態(tài)被命名為準(zhǔn)晶（quasicrystal），以示與傳統(tǒng)晶體的區(qū)別，并被認(rèn)為是介于晶體和非晶體之間的一種形態(tài)。2023/2/5課程性質(zhì)與任務(wù)《材料性能及分析測(cè)試技術(shù)》課程是材料成型與控制工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生在具備了必要的大學(xué)物理、材料力學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)知識(shí)之后必修的技術(shù)基礎(chǔ)課；前序知識(shí)：材料物理冶金原理、固體力學(xué)2023/2/5課程性質(zhì)與任務(wù)側(cè)重于金屬材料的性能及其分析測(cè)試基本問(wèn)題的講解，兼顧新型結(jié)構(gòu)材料和功能材料性能及其分析測(cè)試；在講授材料宏觀性能及其測(cè)試技術(shù)同時(shí)，講解材料微觀性能及其分析測(cè)試原理，使學(xué)生“知其然”且“知其所以然”。2023/2/5教學(xué)內(nèi)容和安排第一部分:力學(xué)性能

系統(tǒng)介紹材料靜載拉伸力學(xué)性能（彈性、塑性、斷裂等）概念和測(cè)試方法，其它靜載下力學(xué)性能（壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲、硬度等）概念和測(cè)試方法，沖擊載荷及高溫加載等條件下力學(xué)性能，新型材料力學(xué)性能及其測(cè)試方法。第二部分:物/化性能

主要介紹常用物理性能（包括熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等的基本參數(shù)及物理本質(zhì)、各種影響因素、測(cè)試方法及應(yīng)用）以及腐蝕、氧化等基本化學(xué)性能。并在其中涉及一些先進(jìn)材料及其性能（如生物性能）測(cè)試分析的內(nèi)容。第三部分:微觀分析測(cè)試方法

主要介紹現(xiàn)代主流的材料分析測(cè)試方法、原理。2023/2/5教學(xué)要求（1）理解材料分類(lèi)、材料性能分類(lèi)、材料分析測(cè)試方法分類(lèi)以及材料性能與組織間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。（2）掌握金屬材料在靜載拉伸力學(xué)性能和分析求解技術(shù)。（3）掌握金屬材料彎曲、壓縮、扭轉(zhuǎn)以及硬度等其它靜載下的力學(xué)性能及其測(cè)試原理和分析方法。（4）掌握金屬材料在超常加載下(高速加載、交變應(yīng)力、高溫等）的力學(xué)性能及其測(cè)試方法。（5）了解材料的熱學(xué)性能及其測(cè)試方法。（6）了解材料光電磁性能的物理本質(zhì)以及常用測(cè)試原理。（7）了解材料的化學(xué)性能和生物學(xué)性能。（8）了解現(xiàn)代主流的材料分析測(cè)試方法、原理。2023/2/5教學(xué)參考書(shū)王從曾主編.材料性能學(xué)，北京工業(yè)大學(xué)出版社,2004.周玉主編.材料分析方法，機(jī)械工業(yè)出版社，2000.鄭修麟主編.材料的力學(xué)性能（第2版），西北工業(yè)大學(xué)，2000.朱和國(guó)、王恒志主編材料科學(xué)研究與測(cè)試方法，東南大學(xué)出版社，2007邱成軍、王元化、王義杰主編.材料物理性能.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2007.陳樹(shù)川、陳凌冰主編.材料物理性能,上海交通大學(xué)出版社,1999.楊德仁等著.半導(dǎo)體材料測(cè)試與分析，科學(xué)出版社，2010.WilliamD.Callister.MaterialsScienceandEngineering-AnIntroduction(7e),Wiley,2007.2023/2/5考核方式考核方式為作業(yè)+出勤率+考試（1）作業(yè)占10%；（2）