材料及其性能介紹課件

材料及其性能介紹課件匯報(bào)人：小無名24材料概述金屬材料及其性能非金屬材料及其性能納米材料及其性能生物材料及其性能新型功能材料及其性能材料性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法目錄CONTENT材料概述01材料是指用于制造有用物品的物質(zhì)，這些物質(zhì)具有特定的物理和化學(xué)性質(zhì)，并能在一定條件下加工成所需形狀。定義根據(jù)材料的性質(zhì)和應(yīng)用，可分為金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料等。分類材料的定義與分類主要利用天然材料，如木材、石材、陶瓷等。古代材料近代材料現(xiàn)代材料隨著工業(yè)革命的興起，鋼鐵、水泥等新型材料得到廣泛應(yīng)用。高分子材料、納米材料、生物材料等不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)科技飛速發(fā)展。030201材料的發(fā)展歷程材料產(chǎn)業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要支柱，新材料的發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著的推動(dòng)作用。經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)新材料的研究與開發(fā)是科技進(jìn)步的先導(dǎo)，對(duì)國(guó)防、能源、信息等關(guān)鍵領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。科技先導(dǎo)材料廣泛應(yīng)用于建筑、交通、醫(yī)療、教育等各個(gè)領(lǐng)域，是社會(huì)發(fā)展的重要基石。社會(huì)基石材料在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性金屬材料及其性能02金屬材料的種類與特性高強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，易于加工和焊接。輕質(zhì)、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，耐腐蝕。優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，良好的耐蝕性和耐磨性。高強(qiáng)度、低密度、良好的耐腐蝕性和高溫性能。鋼鐵鋁及鋁合金銅及銅合金鈦及鈦合金強(qiáng)度塑性硬度韌性金屬材料的力學(xué)性能01020304金屬材料在靜載荷作用下抵抗破壞的能力。金屬材料在受力時(shí)產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。金屬材料抵抗局部變形的能力。金屬材料在沖擊載荷作用下吸收能量并抵抗破壞的能力。金屬材料傳導(dǎo)熱量的能力。導(dǎo)熱性金屬材料隨溫度變化而體積發(fā)生變化的能力。熱膨脹性金屬材料在高溫下保持力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性的能力。耐熱性金屬材料的熱學(xué)性能導(dǎo)電性電阻率介電常數(shù)耐電蝕性金屬材料的電學(xué)性能金屬材料傳導(dǎo)電流的能力。金屬材料在電場(chǎng)作用下的極化程度。金屬材料對(duì)電流的阻礙程度。金屬材料在電場(chǎng)作用下抵抗腐蝕的能力。非金屬材料及其性能03由大量高分子化合物構(gòu)成的材料，具有重復(fù)單元結(jié)構(gòu)。高分子材料定義塑料、橡膠、纖維等。分類質(zhì)輕、絕緣、耐腐蝕、易加工等。性能特點(diǎn)包裝、建筑、汽車、電子電器等。應(yīng)用領(lǐng)域高分子材料及其性能以無機(jī)非金屬化合物為主要成分，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成的材料。陶瓷材料定義分類性能特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。高硬度、高耐磨、高耐腐蝕、高溫穩(wěn)定性等。航空航天、核工業(yè)、電子電器、生物醫(yī)學(xué)等。陶瓷材料及其性能由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法組成具有新性能的材料。復(fù)合材料定義金屬基復(fù)合材料、樹脂基復(fù)合材料等。分類綜合性能優(yōu)異，如高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕等。性能特點(diǎn)航空航天、汽車、建筑、體育器材等。應(yīng)用領(lǐng)域復(fù)合材料及其性能納米材料及其性能04量子尺寸效應(yīng)當(dāng)粒子尺寸下降到某一值時(shí)，金屬費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)的現(xiàn)象。定義納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。表面效應(yīng)納米材料表面原子數(shù)占總原子數(shù)的比例隨粒徑的變小而急劇增大，從而引起材料性質(zhì)的變化。小尺寸效應(yīng)當(dāng)納米材料的尺寸與光波波長(zhǎng)、德布羅意波長(zhǎng)等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，晶體周期性的邊界條件將被破壞，導(dǎo)致材料性質(zhì)發(fā)生變化。納米材料的定義與特性

納米材料的制備方法物理法通過真空蒸發(fā)、激光脈沖等方法使原材料氣化或形成等離子體，然后驟冷使之凝聚成納米粒子?；瘜W(xué)法通過化學(xué)反應(yīng)生成納米材料的方法，包括氣相沉積法、沉淀法、水熱合成法等。物理化學(xué)法結(jié)合物理和化學(xué)方法進(jìn)行納米材料的制備，如溶膠-凝膠法、微乳液法等。ABCD納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域催化領(lǐng)域納米粒子具有高比表面積和高活性，可作為催化劑或催化劑載體，提高催化效率。光電領(lǐng)域納米材料具有優(yōu)異的光學(xué)性能，可用于太陽能電池、發(fā)光二極管等光電器件的制造。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域納米材料可用于藥物輸送、生物成像、組織工程等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。環(huán)境領(lǐng)域納米材料可用于水處理、空氣凈化等環(huán)保領(lǐng)域，提高環(huán)境治理效率。生物材料及其性能05如木材、棉花、羊毛等，具有可再生、可降解、生物相容性好等特點(diǎn)。天然生物材料如聚乳酸、聚己內(nèi)酯等，具有可調(diào)控的生物降解性、良好的機(jī)械性能等特點(diǎn)。合成生物材料如醫(yī)用高分子材料、生物陶瓷、生物玻璃等，用于醫(yī)療器械、人工器官等醫(yī)療領(lǐng)域。生物醫(yī)用材料生物材料的種類與特性指材料與生物體之間的相互作用，包括血液相容性、組織相容性等，是評(píng)價(jià)生物材料的重要指標(biāo)。指材料在生物體內(nèi)或體外的安全性，包括無毒、無刺激、無致癌等，是保障生物材料應(yīng)用安全的關(guān)鍵。生物相容性與生物安全性生物安全性生物相容性人工器官如人工心臟、人工腎等，要求能夠模擬天然器官的結(jié)構(gòu)和功能，同時(shí)具有良好的生物相容性和耐久性。醫(yī)療器械如手術(shù)器械、縫合線、導(dǎo)管等，要求具有良好的生物相容性和耐腐蝕性。組織工程利用生物材料作為支架，結(jié)合細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，構(gòu)建具有特定功能的組織或器官，用于修復(fù)或替代受損組織。生物材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用新型功能材料及其性能06光電導(dǎo)材料具有在光照條件下改變電阻率的特性，應(yīng)用于光開關(guān)、圖像傳感器等。光電發(fā)射材料能將光能轉(zhuǎn)化為電子動(dòng)能，用于制造光電管、光電倍增管等。光伏材料能將光能直接轉(zhuǎn)換為電能，如硅基太陽能電池、薄膜太陽能電池等。光電顯示材料用于顯示器件中，如液晶顯示、有機(jī)電致發(fā)光顯示等。光電功能材料及其性能具有在機(jī)械應(yīng)力作用下產(chǎn)生電荷的特性，或在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變的特性。應(yīng)用于傳感器、換能器、壓電陶瓷等。壓電材料具有在一定溫度范圍內(nèi)自發(fā)極化且極化方向可隨外電場(chǎng)改變的特性。應(yīng)用于存儲(chǔ)器件、鐵電陶瓷、鐵電薄膜等。鐵電材料壓電與鐵電材料及其性能磁性材料具有磁性的物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于電機(jī)、變壓器、磁記錄等領(lǐng)域。如鐵氧體、稀土永磁材料等。超導(dǎo)材料在低溫下電阻為零的材料，具有完全抗磁性。應(yīng)用于超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)電機(jī)等。如銅氧化物高溫超導(dǎo)材料、鐵基高溫超導(dǎo)材料等。磁學(xué)與超導(dǎo)材料及其性能材料性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法0703彎曲試驗(yàn)將試樣放在兩支點(diǎn)上，施加集中載荷使其彎曲，測(cè)定材料的抗彎強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)。01拉伸試驗(yàn)通過拉伸試樣至斷裂，測(cè)定材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等力學(xué)性能指標(biāo)。02壓縮試驗(yàn)對(duì)試樣施加壓縮載荷，測(cè)定材料的壓縮強(qiáng)度、屈服點(diǎn)等力學(xué)性能指標(biāo)。力學(xué)性能測(cè)試方法熱導(dǎo)率測(cè)試采用熱流計(jì)法、激光閃射法等方法，測(cè)定材料的熱導(dǎo)率，了解材料的導(dǎo)熱性能。熱膨脹系數(shù)測(cè)試通過測(cè)量材料在不同溫度下的長(zhǎng)度變化，計(jì)算熱膨脹系數(shù)，了解材料的熱膨脹性能。比熱容測(cè)試采用量熱計(jì)法等方法，測(cè)定材料的比熱容，了解材料的吸熱或放熱能力。熱學(xué)性能測(cè)試方法介電常數(shù)與介電損耗測(cè)試通過測(cè)量材料在交變電場(chǎng)中的電容和損耗，計(jì)算介電常數(shù)和介電損耗，了解材料的絕緣性能。擊穿電壓與耐電壓測(cè)試對(duì)材料施加逐漸升高的電壓，測(cè)定其擊穿電壓和耐電壓，了解材料的絕緣強(qiáng)度和耐電性能。電阻率測(cè)試采用四探針法、渦流法等方法，測(cè)定材料的電阻率，了解材料的導(dǎo)電性能。電學(xué)性能測(cè)試方法123根據(jù)各項(xiàng)性能指標(biāo)的重要