材料是在\变易\的,并有\不易\的道理。本文尝试陈述材料学中简易的、不易的、变易原则[1],提炼作者50余年在材料学海浮沉漫游的体会[2~12]。全文分3部分共10节。引论3节:1个定义-材料;2个框图-微观和宏观材料问题;3条推理途径-演绎、归纳和类比。分论5节:1个符号-性能;1个方程-结构;4个对待-环境;3条原理-过程;8个分析-能量。结论2节:5点事物观;通才的2种方法。全文论述了10个命题,提出了30个观点或方法;从物出发,涉及到人和事;也可命名为\物观和方法论\

9.1 金属材料 9.2 陶瓷材料* 9.3 聚合物材料* 9.4 复合材料* 9.5 半导体材料*

采用雾化喷射沉积成形技术制备了含10%(体积分数)Al2O3颗粒的18Ni(250)马氏体时效钢金属基复合材料.沉积坯件具有高致密度、增强颗粒均匀分布、无界面反应等组织特征.同基体合金相比,复合材料表现出加速时效行为.经热处理后复合材料的拉伸强度接近基体材料,耐磨性明显提高.采用显微力学探针技术研究了复合材料的时效行为,发现在Al2O3颗粒附近存在陡峭的弹性模量和硬度分布,是热错配应力造成的位错密度分布引起的析出相分布变化的结果

将无压浸渗制备出的高体积分数SiCp/Al复合材料,通过高温反挤压方式成形杯形件.研究了在高温反挤压过程中复合材料的流变规律,利用扫描电镜(SEM)观察分析了高温反挤压参数对杯形件组织的影响.结果表明:在基体熔点以上,高体积分数SiCp/Al复合材料呈黏流体状态,颗粒与基体形成固-液混合体;高体积分数SiCp/Al复合材料高温反挤压变形后,基体仍保持连续,SiC颗粒在压力作用下发生转动、重排,部分颗粒破碎,颗粒分布均匀性较好;当变形温度较低、挤压速度较大时,颗粒易破碎,SiCp/Al复合材料杯形件内部颗粒尺寸不均匀,杯形件内角处颗粒尺寸较小;当变形温度较高、挤压速度较小时,杯形件内部颗粒尺寸均匀

采用水热法和还原氮化法合成了菊花状形貌的氮化钛（TiN）纳米材料，并将其与还原氧化石墨烯（rGO）水热复合制备了氮化钛–还原氧化石墨烯（TiN-rGO）复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试方法对材料的形貌和物相进行了表征和分析。结果表明，TiN-rGO复合材料很好地保持了TiN菊花状的三维结构和rGO透明褶皱的形貌，且层状的rGO均匀地包覆在了菊花状的TiN的周围。用TiN-rGO复合材料修饰玻碳电极（GCE）制得了TiN-rGO/GCE电化学传感器，用于测定人体中的生物小分子DA和UA。由于复合材料中TiN和rGO的协同效应，构建的电化学传感器表现出了优秀的电化学性能。检测结果表明：TiN-rGO/GCE传感器对DA和UA的检测限分别为0.11和0.12 μmol·L?1，线性范围分别为0.5～210 μmol·L?1和5～350 μmol·L?1，且具有良好的抗干扰性、重现性和稳定性，且成功应用于人体内真实样品的DA和UA检测

本章主要阐明钢在加热或冷却过程中的相变规律。热处理的实质是把金属 材料在固态下加热到预定的温度,保温预定的时间,然后以预定的方式冷却下来,通过这 样一个工艺过程,改变金属材料内部的组织结构,从而使工件的性能发生预期的变化。热 处理的目的在于改变工件的性能,即改善金属材料的工艺性能,提高金属材料的使用性能 金属材料在热处理过程中,会发生一系列的组织变化,这些转变具有严格的规律性

钢铁材料通常包括钢和铸铁,即指含碳量小于6.69%的fe-基合金其中 含碳量小于2.11%的合金称为钢。常用的钢材除Fe、C元素外,还含有极少量的由原料、 冶炼及加工过程中残留下来的Mn、Si、P、S等杂质,以及为改善和满足材料使用及工艺 性能加入的合金元素。钢铁材料自身结构特性和成分可调性使得钢铁材料性能具有多样性, 是目前各行各业尤其是机械工业中不可缺少的基础材料

金属颗粒分散压电陶瓷复合材料是一种新型的3-0型压电复合材料,其有效压电性能受金属相体积分数的影响.利用基于格林函数的有效介质理论,结合由于金属相的弥散导致压电陶瓷内电畴的取向分布变化,对金属相体积分数对复合材料有效压电性能的影响进行理论计算.结果表明,复合材料的有效压电性能随金属相体积分数的增加呈下降趋势,理论计算和文献报道的实测结果基本吻合,表明该方法能够预测压电陶瓷/金属复合材料体系显微结构与压电性能之间的关系

根据硬硅钙石-气凝胶复合绝热材料的微观结构特点,建立了描述材料内气固耦合导热的三维单元体传热模型.通过模型计算对硬硅钙石型硅酸钙、气凝胶及硬硅钙石-气凝胶复合绝热材料的导热系数进行了对比研究.结果表明:硬硅钙石型硅酸钙密度是影响复合绝热材料有效导热系数的关键因素,而气凝胶密度的影响不大;在高温下,复合绝热材料的导热系数要明显低于硬硅钙石型硅酸钙及二氧化硅气凝胶的导热系数

材料科学的发展需要有现代分析方法作 为基础和支撑 确定材料的成分和体系(金属、陶瓷、高分子、复合材料 ;结构、功能材料)后,再结合制造加工工艺的优化,改变 和控制晶体结构及显微组织,这样,才能使材料的使用性能 提高到一个新的水平