1、會計學1 土木專業建筑學緒論教學隨堂講義資料土木專業建筑學緒論教學隨堂講義資料 高等數學，普通物理， 電磁學 材料科學基礎，材料物 理化學 功能材 料 課程特點： 理 論 工程應用 1. 很強的理論性和應用 性 2. 涵蓋內容廣泛，課堂講 授有限，自學，主動學習 成績計算方法：平時成績（50%）+期末考試（50%） 國內外大學，研究所，公司 第1頁/共45頁 第2頁/共45頁 第3頁/共45頁 第4頁/共45頁 1. 什么是材料？ 材料的應用及發展是人類文明發展的里 程碑。人類文明的進程是按其使用的材 料來劃分的，比如石器時代，銅器時代， 鐵器時代等。 第5頁/共45頁 300，000年前，

2、燧石 4，000 BC 鍛 打銅 3，500 BC 冶 煉銅 1，400BC 煉 鐵 1886電化學方法 冶煉鋁-使鋁成為 一種常用金屬 尼龍的商業發展， 高分子材料發展的 關鍵時期 第6頁/共45頁 1960s 越來越小的硅芯 片 1980s 高溫超導 第7頁/共45頁 第8頁/共45頁 （年） 第9頁/共45頁 太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源也是清潔能源，不產生任何的環境污染。但是由于還沒有效率高，壽命長，價格低廉的光電轉換材料而使得太陽能在能源中的地位一直很低。目前的光電轉換材料主要有硅，硫化鎘，碲化鎘等。是新能源材料研究開發的熱點，IBM公司研制的多層復合太陽能電池，轉換率高

3、達40%。 氫是一種潔凈、無污染、發熱值高、取之不盡用之不竭的能源。氫能的利用涉及氫的儲存，運輸和使用。 如何高效的儲氫是目前人們研究的熱點問題。美國能源部在全部氫能研究經費中，大約有50%用于研究。 儲氫材料 第10頁/共45頁 第11頁/共45頁 環境問 題 2013年1月13 日 第12頁/共45頁 環境問 題 第13頁/共45頁 第14頁/共45頁 第15頁/共45頁 日本研發自我修復的新材料 第16頁/共45頁 第17頁/共45頁 第18頁/共45頁 第19頁/共45頁 涉及面較廣： 電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物等 特點： 相對于通常的而言，這類材料 一般除了具有機械特性外，

4、還具有其他的功能特性。 第20頁/共45頁 材料的與材料的是相聯系 的。 形狀記憶 熱彈性馬氏體 超導 超導電子對 第21頁/共45頁 1. 根據化學鍵和化學成分的不同 第22頁/共45頁 第23頁/共45頁 第24頁/共45頁 4. 按功能材料的應用領域分： 第25頁/共45頁 材料的是指向材料輸入某種能量，經過材 料的傳輸或轉換過程，再作為輸出而提供給外部的一種作用。 輸入 材料 輸出 下圖為材料功能顯示過程的示意圖 第26頁/共45頁 功能材料按其又 可分為和。 一次功能： 當向材料和從材料屬于 時，材料起到部件的作用。材料的這種 功能稱為一次功能。 二次功能 當向材料和從材料屬于 時，

5、材料起部件作用，材料的這種功能稱為二 次功能或高次功能。 第27頁/共45頁 功能：如高彈性、振動性和防震性。 功能： 如隔音性、吸音性。 功能： 如傳熱性、隔熱性、蓄熱性等。 功能： 如超導性、絕緣性和電阻等 功能： 如硬磁性、軟磁性等。 功能： 如折射光性、反射光性、偏振光性、分光性、聚光性等。 功能：如吸附作用、氣體吸收性、催化作用、酶反應等。 功能：如放射特性、電磁波特性等。 第28頁/共45頁 電： 壓電材料 熱： 電阻材料 力： 第29頁/共45頁 材料的功能設計 所謂，就是賦予材料以或 特性的科學方法。有人認為21世紀將逐 漸實現材料。 第30頁/共45頁 是一個，其最終應達 到

6、就可（不經試驗）、 并以至零件、器 件或構件。 第31頁/共45頁 是一個很復雜的過程： 如材料的制備與往往屬于； 有些結構敏感性質(材料的力學性質)的太多， 即使一個微小缺陷都會產生很大影響；結 構及性質的不一致性；復雜的等等。 第32頁/共45頁 結構/成 分 合成/制 備 性質 效能/功 能 材料科學與工程四 要素 第33頁/共45頁 ()尋找具有特定功能的金屬材料。 例如 ()利用各種金屬材料的特性，制備符合使用要求 的合金。 合金的迅速發展，給提供 了廣泛的空間。隨著各種合金的開發，各種各樣的金 屬功能材料被開發出來，如納米材料，大塊非晶材料、 真空快淬材料、形狀記憶合金等。 第34

7、頁/共45頁 (1)根據功能的要求。無機非金屬功能材料 決定了無機非金屬功能材料的 (2)根據功能的要求。 可以得到的無機非金屬功能材料。因此，控 制合適的加工工藝對無機非金屬功能材料的制造是非常重 要的。 第35頁/共45頁 三 、功能材料制備的新方法 第36頁/共45頁 是開發比較早的功能材料 ：在現代軍事、電子、汽車、能源、機械、 宇航、醫療等領域得到廣泛的應用。 具有的新型金屬功能材料：、 、 材料等 ：優異的物理、化學性能，是一種極有發展前 景的新型金屬材料 第37頁/共45頁 磁光玻璃（磁光轉換性能）、聲光玻璃（聲光性）、導 電玻璃（導電性）、記憶玻璃（記憶特性）、光存儲顯 示材料

8、及各種非線性光學玻璃 (1)微電子技術推動下的(薄片化)和； (2)在安全和環保工作的促進下，發展和； (3)重視技術； (4)加速。 第38頁/共45頁 用于功能材料制備的新方法很多。例如：、 、(極高（低）溫、高壓、 高真空、失重等)的方法、 及制備法等等。這些方法的發展與使用加快了新品 種的開發和質量的提高。 第39頁/共45頁 通過快淬快凝工藝可以得到在常規條件下的。 亞穩相可以是材料的，也可能是為得到好性能的 。 在自然界中，亞穩相是很常見的。從亞穩相到平衡態 的轉變不少情況下是非常緩慢的。因此，實際上可以把亞 穩狀態的材料看作是平衡態來使用。材料學家利用這種動 力學差別而設計并加工制造了許多非平衡材料，擴大了可 獲得有用材料的范圍。 第40頁/共45頁 我國非常重視功能材料的發展，取得了一定的成果， 但與國外發達國家相比尚有相當