【大學(xué)】無機(jī)材料

§7.1材料科學(xué)發(fā)展概況

§7.2晶體的基本性質(zhì)

§7.3晶體的對(duì)稱性和晶系

§7.4晶體材料

§7.5晶體缺陷第七章無機(jī)材料編輯ppt§7.1材料科學(xué)發(fā)展概況7.1.2化學(xué)與材料的關(guān)系7.1.1材料發(fā)展的歷史7.1.3材料的分類編輯ppt石器時(shí)代：舊石器時(shí)代——陶瓷青銅時(shí)代：銅以及青銅鐵器時(shí)代：鐵產(chǎn)業(yè)革命：以鋼鐵為中心的金屬材料二戰(zhàn)后：金屬材料、陶瓷材料和合成高分子材料20世紀(jì)80年代以來：新材料技術(shù)7.1.1材料發(fā)展的歷史編輯ppt7.1.2化學(xué)與材料的關(guān)系何謂材料？指：人類利用化合物的某些功能來制作物件時(shí)用的化學(xué)物質(zhì)。何謂化學(xué)？指：在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能變化以及應(yīng)用的科學(xué)。結(jié)論：化學(xué)是材料發(fā)展的源泉編輯ppt7.1.3材料的分類按用途結(jié)構(gòu)材料：利用材料的力學(xué)和理、化性質(zhì)功能材料：利用材料的熱、光、電、磁等性能按成分和特性金屬材料：黑色金屬和有色金屬陶瓷材料：傳統(tǒng)陶瓷和特種陶瓷高分子材料:塑料、合成纖維和合成橡膠復(fù)合材料：多種材料復(fù)合組成編輯ppt§7.2金屬材料7.2.2鋼鐵7.2.1金屬鍵和金屬的晶體結(jié)構(gòu)7.2.3鋁合金和鋁鋰合金7.2.4新型金屬材料編輯ppt7.2.1金屬鍵和金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬的特點(diǎn)金屬光澤、傳熱、導(dǎo)電性和延展性內(nèi)部結(jié)構(gòu)金屬鍵——自由電子金屬原子密堆積編輯ppt編輯ppt7.2.2鋼鐵地殼中的鐵：氧化物、硫化物、碳酸鹽磁鐵礦赤鐵礦編輯ppt鐵的冶煉高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料（焦炭）和熔劑（石灰石）三部分組成。編輯ppt鋼鐵：鐵碳合金體系的總稱。生鐵：灰口鐵、白口鐵、球墨鑄鐵純鐵鋼：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼編輯ppt金屬間隙固溶體：奧氏體鐵素體滲碳體馬氏體合金鋼編輯ppt7.2.3鋁合金和鋁鋰合金鋁自然界中含量最多的金屬元素良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能、優(yōu)良的延展性主要作鋁合金，用于航空、汽車以及建筑業(yè)鋁鋰合金降低密度、提高強(qiáng)度例如：減輕飛機(jī)質(zhì)量，降低油耗，提高性能。編輯ppt7.2.4新型金屬材料形狀記憶合金不可思議的“記憶力”：一般金屬材料受到外力作用后，首先發(fā)生彈性變形，達(dá)到屈服點(diǎn)，就產(chǎn)生塑性變形，壓力消除后留下永久變形。但有些材料，在發(fā)生了塑性變形后，經(jīng)過合適的熱過程，能夠回復(fù)到變形前的形狀，這種現(xiàn)象叫做形狀記憶效應(yīng)（SME）。具有形狀記憶效應(yīng)的金屬一般是由兩種以上金屬元素組成的合金，稱為形狀記憶合金（SMA）。原因：馬氏體相變編輯ppt記憶合金在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用：例如人造衛(wèi)星上龐大的天線，發(fā)射衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，人造衛(wèi)星到預(yù)定軌道后只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開，恢復(fù)拋物面形狀記憶合金在日常生活中的應(yīng)用：例如記憶合金制成的彈簧，把這種彈簧放在熱水中，彈簧的長度立即伸長，再放到冷水中，它會(huì)立即恢復(fù)原狀。利用形狀記憶合金彈簧可以控制浴室水管的水溫在熱水溫度過高時(shí)通過“記憶”功能，調(diào)節(jié)或關(guān)閉供水管道，避免燙傷編輯ppt高溫合金渦輪葉片鎳基和鈷基高溫合金編輯ppt貯氫合金傳統(tǒng)存儲(chǔ)和輸送氫能源：氣態(tài)或液體貯存貯氫合金：利用金屬或合金與氫形成氫化物原理：利用四面體或者八面體空隙·鎂系貯氫合金、稀土系、混合稀土、鈦系非晶態(tài)合金金屬玻璃編輯ppt§7.3無機(jī)非金屬材料7.3.2精細(xì)陶瓷7.3.1傳統(tǒng)陶瓷編輯ppt7.3.1傳統(tǒng)陶瓷傳統(tǒng)陶瓷材料的主成分為硅酸鹽，包括天然硅酸鹽和人造硅酸鹽硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高、難熔于水，應(yīng)用廣泛硅酸鹽制品一般以黏土（高嶺土）、石英、長石為原料編輯ppt7.3.2精細(xì)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)汽車氮化硅：機(jī)械強(qiáng)度高、硬度高、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱好、化學(xué)穩(wěn)定性高。

3Si+2N2Si3N41300℃編輯ppt透明陶瓷原理：高純?cè)稀⑴懦龤饪籽趸锿该魈沾桑簾Y(jié)白剛玉、氧化鎂、氧化釔非氧化物透明陶瓷：砷化鎵、硫化鋅、硒化鋅制造高壓鈉燈、防彈汽車的車窗、轟炸機(jī)的轟炸瞄準(zhǔn)器等編輯ppt光導(dǎo)纖維石英玻璃纖維：高純度的二氧化硅或者石英玻璃熔融體中，拉出直徑為100μ的細(xì)絲降低光損耗可制成光纜：質(zhì)量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、絕緣性能好、壽命長、輸送距離長、保密性好、成本低等編輯ppt生物陶瓷器官修復(fù)和再造氧化鋁陶瓷：假牙、人工關(guān)節(jié)等氧化鋯陶瓷：牙根、骨、股關(guān)節(jié)等羥基磷灰石：頜骨、耳聽骨修復(fù)頜人工牙種植等編輯ppt超導(dǎo)陶瓷具有超導(dǎo)性的陶瓷材料。其主要特性是在一定臨界溫度下電阻為零，即所謂零阻現(xiàn)象在磁場(chǎng)中其磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即抗磁現(xiàn)象或稱邁斯納效應(yīng)（Meissnereffect）分類：低溫超導(dǎo)、高溫超導(dǎo)編輯ppt1973年，鈮鍺合金，臨界超導(dǎo)溫度為23.2K1986年，鑭－鋇－銅－氧臨界超導(dǎo)溫度為35K1987年2月，美國華裔科學(xué)家朱經(jīng)武和中國科學(xué)家趙忠賢相繼在釔－鋇－銅－氧系材料上把臨界超導(dǎo)溫度提高到90K以上超導(dǎo)陶瓷在諸如磁懸浮列車、無電阻損耗的輸電線路、超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)探測(cè)器、超導(dǎo)天線、懸浮軸承、超導(dǎo)陀螺以及超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等強(qiáng)電和弱電方面有廣泛應(yīng)用前景編輯ppt納米陶瓷納米陶瓷材料：在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中，晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平（1～100nm），使得材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大幅度提高，克服了工程陶瓷的許多不足并對(duì)材料的力、熱、電、磁、光等性能產(chǎn)生重要影響，為替代工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新領(lǐng)域編輯ppt納米陶瓷的特性主要在于力學(xué)性能方面，包括納米陶瓷材料的硬度，斷裂韌度和低溫延展性等。納米級(jí)陶瓷復(fù)合材料的力學(xué)性能