Mechanical EngineeringMaterials机械工程材料
Mechanical Engineering Materials 机 械 工 程 材 料
内容提要绪论0学习0.1《机械工程材料》课程的重要性这门课程如何学好《《机械工程材料》0.2机械工程材料的结构材料的原子键合与排列方式1.1 1.2固体材料的晶体结构特点1.3实际晶体的结构特征
内 容 提 要 • 0 绪论 • 0.1 学习《机械工程材料》课程的重要性 • 0.2 如何学好《机械工程材料》这门课程 • 1 机械工程材料的结构 • 1.1 材料的原子键合与排列方式 • 1.2 固体材料的晶体结构特点 • 1.3 实际晶体的结构特征
材料定义·材料定义：“经过人类劳动获得的、在进一步加工过程仍然保持原质的劳动对象”例如钢铁，人类经过炼钢这样的劳动获得了它，并把它作为机器制造工作的劳动对象，而钢铁在机器制造过程中保持原质不变。因此，此时钢铁是一种材料而不是原料。·材料是用来制作有用器件的物质
材料定义 • 材料定义：“经过人类劳动获得的、在进 一步加工过程仍然保持原质的劳动对象”。 例如钢铁，人类经过炼钢这样的劳动获得 了它，并把它作为机器制造工作的劳动对 象，而钢铁在机器制造过程中保持原质不 变。因此，此时钢铁是一种材料而不是原 料。 • 材料是用来制作有用器件的物质
0.1 学习《机械工程材料》课程的重要性The Importance for Studying Mechanical EngineeringMaterials0.1.1材料与材料科学的发展及其在国民经济中的地位1．材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑2.发展中的材料大家族（材料的分类）材料、特别是新型材料，是发展高科技的先导和基石3.4.21世纪材料的发展趋势与可持续发展战略0.1.2《机械工程材料》与所学专业的关系
0.1 学习《机械工程材料》课程的重要性 The Importance for Studying Mechanical Engineering Materials 0.1.1 材料与材料科学的发展及其在国民经 济中的地位 1. 材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑 2. 发展中的材料大家族（材料的分类） 3. 材料、特别是新型材料，是发展高科技的先导和基石 4. 21世纪材料的发展趋势与可持续发展战略 0.1.2 《机械工程材料》与所学专业的关系
1.材料是人类文明的标志ST人类进化的里程碑材料是指人类用以制造各种有用器件的物质。材料是人类生产和生活所必须的物质基础。由于材料的重要性，历史学家就是根据人类所使用的材料来划分时代的（如下图所示）。猿人用石器取火打猎司母戊鼎青铜器铁器时代的象征
1.材料是人类文明的标志， 人类进化的里程碑 材料是指人类用以制造各种有用器件的物质。材料是人类生产 和生活所必须的物质基础。由于材料的重要性，历史学家就是根据 人类所使用的材料来划分时代的（如下图所示）。 猿人用石器取火打猎 司母戊鼎青铜器 铁器时代的象征
1.材料是人类文明的标志人类进化的里程碑新时大餐铁器时青饰时代器国材料的发展与人类社会简图
1. 材料是人类文明的标志， 人类进化的里程碑 材料的发展与人类社会简图
1.材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑·硅时代半导体材料（硅、锗等）20世纪40年代以前，人类还没有掌握单晶体的制备技术和材料的提纯技术，不能合成可应用的半导体材料。美国贝尔实验室的科学家在1948年，利用提拉法制备出了第一块锗单晶；1952年，又利用区熔法提纯工艺，使锗单晶的纯度由4~5个9提高到9~10个9。目前，电子器件中的半导体硅都是纯度大于11个9的，最高纯的可达14个9。新材料时代一一由多种材料决定社会和经济发展的时代。新材料是以人造为特征，根据我们对材料物理、化学性能的了解，为了特定的需要采用特定的方法而设计加工的
1. 材料是人类文明的标志，人类进化的里程碑 • 硅时代——半导体材料（硅、锗等） 20世纪40 年代以前，人类还没有掌握单晶体的制备技术和 材料的提纯技术，不能合成可应用的半导体材料。 美国贝尔实验室的科学家在1948年，利用提拉法 制备出了第一块锗单晶；1952年，又利用区熔法 提纯工艺，使锗单晶的纯度由4~5个9提高到9~10 个9。目前，电子器件中的半导体硅都是纯度大于 11个9的，最高纯的可达14个9。 • 新材料时代——由多种材料决定社会和经济发展 的时代。新材料是以人造为特征，根据我们对材 料物理、化学性能的了解，为了特定的需要采用 特定的方法而设计加工的
1.材料是人类文明的标志人类进化的里程碑商分子时#木村文卖R含金轩地支年谷子民算厨热含金推胶小主蒙务物天来方售T3高实量限合价比木美苦利A周地北型天然联路人工合成穿乳辣动两妈嫩美合持尔水泥张火特粉手的准通南料清德欧纤凉增蒸乙海通水乳欢迎功靓金国材料砂石#招止工禁店北高迎事安瓜河O年134015809002宝100m编1000公元01000:5001800:9bo1920高分子材料夏合材料材料发展的历程示意图无机非金属材料TA整个发展历程就是这样的
1. 材料是人类文明的标志， 人类进化的里程碑 ↑材料发展的历程示意图 →
（材料的分类）2.发展中的材料大家族无机1.按化学成分特点金属材料、聚合物材料（高分子材料）、（或工程特点）非金属材料（陶瓷材料）、复合材料2.按使用性能或用结构材料、功能材料材料分类一览表途单晶材料、多晶材料、非晶材料、准晶材料、液3.按结晶状态分类晶材料等高强度材料、绝缘材料、高温材料、超硬材料4.按物理性能分类导电材料、磁性材料、半导体材料、透光材料等压电材料、光电材料、热电材料、声光材料、石磁5.按物理效应分类光材料、电光材料、激光材料等6.按开发与应用时传统材料、新型材料期
2.发展中的材料大家族（材料的分类） 材 料 分 类 一 览 表 1.按化学成分特点 （或工程特点） 金属材料 、聚合物材料（高分子材料） 、无机 非金属材料（陶瓷材料）、复合材料 2.按使用性能或用 途 结构材料 、功能材料 3.按结晶状态分类 单晶材料、多晶材料、非晶材料、准晶材料、液 晶材料等 4.按物理性能分类 高强度材料、绝缘材料、高温材料、超硬材料、 导电材料、磁性材料、半导体材料、透光材料等 5.按物理效应分类 压电材料、光电材料、热电材料、声光材料、磁 光材料、电光材料、激光材料等 6.按开发与应用时 期 传统材料 、新型材料
2.发展中的材料大家族（材料的分类）铸铁黑色金属碳钢合金钢金属材料轻有色金属铝、镁等有色金属重有色金属铜、铅等稀有金属稻土RE等塑料合成橡胶高分子材料合成纤维有机胶粘剂及涂料机械工程材料硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料（传统普通陶瓷）陶瓷材料新型陶瓷除SiO，以外的其他氧化物、碳化物、氮化物材料陶瓷及功能陶瓷等（特种陶瓷）非金属基复合材料福复合材料金属基复合材料
2.发展中的材料大家族（材料的分类）