“工程材料基础” 绪论 、材料在社会发展中的作用 1.材料的发展与人类社会的发展紧 密联系 人类社会历史:石器时代、 铜器时代和铁器时代 2.我国劳动人民在材料发展上曾取 得辉煌成就 3.材料在现代科技中占有重要地位 材料、信息和能源是现代科技三大 支柱 、工程材料的分类及性能特点
“工程材料基础” 绪论 一、材料在社会发展中的作用 1． 材料的发展与人类社会的发展紧 密联系 人类社会历史：石器时代、 铜器时代和铁器时代 2． 我国劳动人民在材料发展上曾取 得辉煌成就 3． 材料在现代科技中占有重要地位 材料、信息和能源是现代科技三大 支柱 二、工程材料的分类及性能特点
三、本课程的任务及主要内容 材料的性能→应用 材料的组织、结构→性能 材料的化学成分材料的组织 材料的加工工艺/材料的结构 即: 材料的化学成分材料的组织 材料的加工工艺/材料的结构 →性能→应用 主要内容:金属的晶体结构、合 金相结构、金属的结晶、二元合金相图、 铁碳合金相图、金属与合金的塑性变 形、固态金属中的扩散、热处理原理与 工艺、高分子材料结构与性能、陶瓷材 料结构与性能
三、本课程的任务及主要内容 材料的性能→应用 材料的组织、结构→性能 材料的化学成分↘材料的组织 材料的加工工艺↗材料的结构 即： 材料的化学成分↘材料的组织 材料的加工工艺↗材料的结构 →性能→应用 主要内容：金属的晶体结构、合 金相结构、金属的结晶、二元合金相图、 铁碳合金相图、金属与合金的塑性变 形、固态金属中的扩散、热处理原理与 工艺、高分子材料结构与性能、陶瓷材 料结构与性能
四、教学要求 教学环节:讲课36,习题课4,实验8 课程特点:技术基础课,掌握原 理和方法,联系实际 教学要求:1.认真听课、作好笔记 2.复习与作业 3.实验与报告 4.学习方法:概念、 归纳总结、记忆 五、考核问题 成绩分配:平时成绩:30%(实验15%; 习题15%);考试70%,有期中测验 考试方式:期末考试以笔试为主,少 量同学可申请口试(人数<10%)
四、教学要求 教学环节：讲课36，习题课4，实验8 课程特点：技术基础课，掌握原 理和方法，联系实际 教学要求： 1.认真听课、作好笔记 2．复习与作业 3．实验与报告 4．学习方法：概念、 归纳总结、记忆 五、考核问题 成绩分配：平时成绩：30%（实验15%； 习题15%）；考试70%，有期中测验 考试方式：期末考试以笔试为主，少 量同学可申请口试（人数<10%）
六、主要参考书 “材料科学基础”,马泗春 主编,陕西科技出版社 2."Principles of materials Science and engineering”第 三版,作者:Wi1 liam. Smith, 出版社: McGraw-Hi11,Inc
六、主要参考书 1．“材料科学基础”，马泗春 主编，陕西科技出版社 2．“Principles of Materials Science and Engineering” 第 三版，作者：William F.Smith, 出版社：McGraw-Hill,Inc
第一章金属的晶体结构 §1.1金属的概念 金属的特性 金属晶体 良好的导电性和导热性 正的电阻温度系数 具有金属光泽 良好的塑性变形能力 金属原子的结构特点 两个特点 (1).最外层电子数少,一般1-2个, 与原子核结合力弱,易成正离
第一章 金属的晶体结构 §1.1金属的概念 一、金属的特性 金属晶体 良好的导电性和导热性 正的电阻温度系数 具有金属光泽 良好的塑性变形能力 二、金属原子的结构特点 两个特点: (1).最外层电子数少,一般1-2个, 且 与原子核结合力弱 ,易 成 正 离 子;
(2)过渡族金属(Cr,Fe,Co,Ni,Mo 等)具有未填满的次外电子层, 造成其化合价可变,结合力强等, 具有高强度、高熔点的特点 三、金属原子的键合方式 金属键 四、金属原子间的结合力和结合能 双原子模型,三原子模型 周期势场 五、对金属特性的解释 金属晶体,导电性和导热性 正的电阻温度系数,金属光泽 塑性变性能力
(2)过渡族金属（Cr,Fe,Co,Ni,Mo 等)具有未填满的次外电子层, 造成其化合价可变,结合力强等, 具有高强度、高熔点的特点 三、金属原子的键合方式 金属键 四、金属原子间的结合力和结合能 双原子模型，三原子模型 周期势场 五、对金属特性的解释 金属晶体，导电性和导热性 正的电阻温度系数，金属光泽 塑性变性能力
重点:材料性能与微观结构关系, 金属特性及其微观解释,金属键 §1.2金属的晶体性 晶体的特性 固态物质按其原子或分子的排列特征,可分为 晶体和非晶体。 晶体:原子(或分子)在三维空间呈有规则的 周期性重复排列,如大多数金属和合金、食盐、宝 石、冰块等。 非晶体:原子呈无规则排列,至多短程规则排 列,如玻璃、松香、沥青等 性能差别:晶体:一定的熔点、各向异性、规 则多面体的对称外形等;非晶体:没有确定的熔点、 各向同性、无一定的几何外形。 注意:1.实际金属为多晶体,伪各向同性
重点：材料性能与微观结构关系， 金属特性及其微观解释，金属键 §1.2 金属的晶体性 一、 晶体的特性 固态物质按其原子或分子的排列特征，可分为 晶体和非晶体。 晶体：原子（或分子）在三维空间呈有规则的 周期性重复排列，如大多数金属和合金、食盐、宝 石、冰块等。 非晶体：原子呈无规则排列，至多短程规则排 列，如玻璃、松香、沥青等。 性能差别：晶体：一定的熔点、各向异性、规 则多面体的对称外形等；非晶体：没有确定的熔点、 各向同性、无一定的几何外形。 注意：1.实际金属为多晶体,伪各向同性;
2.晶体、非晶体间可相互转化。 金属的晶体性 般金属和合金都是晶体,其内部原子 按一定的规律重复地排列,这是原子间相 互作用的结果。 金属晶体的结合键为金属键,正离子 自由电子因强烈的静电作用紧密地结合在 起,原子总是趋向于紧密排列,这是金 属晶体的一个重要特点。 三、原子规则排列的抽象化 视晶体为理想晶体; 原子排列的抽象化:空间球体堆垛模 型→将原子视为几何点,结点→空间点阵:
2.晶体、非晶体间可相互转化。 二、金属的晶体性 一般金属和合金都是晶体，其内部原子 按一定的规律重复地排列，这是原子间相 互作用的结果。 金属晶体的结合键为金属键，正离子、 自由电子因强烈的静电作用紧密地结合在 一起，原子总是趋向于紧密排列，这是金 属晶体的一个重要特点。 三、原子规则排列的抽象化 视晶体为理想晶体； 原子排列的抽象化：空间球体堆垛模 型→将原子视为几何点，结点→空间点阵：
从晶体结构中抽象出来的非物质性的空间 几何图形,并能明确显示晶体结构中物质 点排列的周期性和规律性→晶格:将点阵 中的阵点用直线连接起来,形成的空间格 架。晶格的一个重要特点是每个晶格结点 都具有完全相同的周围邻点→晶胞:晶格 具有周期性,可从晶格中取出一个有代表 性的单元来研究。晶胞通常取平行六面体 晶胞的几何特征:三个坐标轴Ⅹ、Y、Z 为晶轴;三个棱边长a、b、c称为点阵常数 或晶格常数,α、β、γ称为轴间角。六 个参数可描述晶胞的几何特征。 根据晶胞的棱边长度及晶轴夹角的不 同情况,可将晶体分为七个晶系,典型的 金属晶体为立方晶系,即a=b=c,a=β=γ
从晶体结构中抽象出来的非物质性的空间 几何图形，并能明确显示晶体结构中物质 点排列的周期性和规律性→晶格：将点阵 中的阵点用直线连接起来，形成的空间格 架。晶格的一个重要特点是每个晶格结点 都具有完全相同的周围邻点→晶胞：晶格 具有周期性，可从晶格中取出一个有代表 性的单元来研究。晶胞通常取平行六面体。 晶胞的几何特征：三个坐标轴X、Y、Z 为晶轴；三个棱边长a、b、c称为点阵常数 或晶格常数，α、β、γ称为轴间角。六 个参数可描述晶胞的几何特征。 根据晶胞的棱边长度及晶轴夹角的不 同情况，可将晶体分为七个晶系，典型的 金属晶体为立方晶系，即a=b=c，α=β=γ
=90 14种布拉菲点阵 四、立方晶系的晶向指数和晶面指数 在晶体中,任意两个原子之间的连线 称为原子列,其所指方向称为晶向;由 系列原子所组成的平面称为晶面,为确定 原子列和晶面在晶体中的位向,采用晶向 指数和晶面指数 (一)晶向指数 1.确定晶向指数的方法 (1)选定晶胞的某一阵点为原点,以 胞的三条棱边为坐标轴,以棱 边的长度为单位长度; (2)若所求晶向未通过坐标原点,则 过原点作一平行于所求晶向的有
=90o . 14种布拉菲点阵 四、立方晶系的晶向指数和晶面指数 在晶体中，任意两个原子之间的连线 称为原子列，其所指方向称为晶向；由一 系列原子所组成的平面称为晶面，为确定 原子列和晶面在晶体中的位向，采用晶向 指数和晶面指数 （一） 晶向指数 1． 确定晶向指数的方法 （1） 选定晶胞的某一阵点为原点, 以 晶胞的三条棱边为坐标轴, 以棱 边的长度为单位长度; （2） 若所求晶向未通过坐标原点, 则 过原点作一平行于所求晶向的有