材料科学的产生与课件

材料科学导论材料科学研究所尹洪峰材料科学导论材料科学研究所尹洪峰1课程内容与教学过程材料科学的材料科学的产生与生与发展展4材料中的界面及其控制材料中的界面及其控制6相相变及其控制及其控制6科学指科学指导下的材料（同学下的材料（同学报告）告）4陶瓷材料增陶瓷材料增韧4金属材料金属材料强化化4金属玻璃金属玻璃4形形色色的功能材料（同学形形色色的功能材料（同学报告）告）4材料的复合化材料的复合化4课程内容与教学过程材料科学的产生与发展 42材料科学的产生与发展材料科学的产生与发展3材料科学的产生与课件4材料科学的产生与课件5按化学组成金属材料无机非金属材料有机高分子材料复合材料按化学组成金属材料6按功能分类结构材料功能材料按功能分类结构材料7根据服役领域信息材料航空航天材料能源材料生物医用材料建筑材料机械工程材料纺织材料 根据服役领域信息材料8材料服役领域所占比例材料服役领域所占比例9根据结晶状态单晶材料多晶材料非晶态材料准晶材料根据结晶状态单晶材料10按材料尺度零维材料一维材料二维材料三维材料按材料尺度零维材料11材料的发展史，就是人类社会的发展史 从古代到现代人类使用材料的历从古代到现代人类使用材料的历史共经历史共经历7个时代：个时代：石器时代（公元前石器时代（公元前10万年）万年）青铜器时代（公元前青铜器时代（公元前3000年）年）铁器时代（公元前铁器时代（公元前1000年）年）水泥时代（公元水泥时代（公元0年）年）钢时代（钢时代（1800年）年）硅时代（硅时代（1950年）年）新材料时代（新材料时代（1990年）年）材料的发展史，就是人类社会的发展史 从古代到现代人12材料科学的产生与课件13材料科学的产生与课件14材料科学的产生与课件15材料科学的产生与课件16材料科学的产生与课件17材料科学的产生与课件18材料科学发展进程1669，N.Steno,晶面角守恒定律1885，A.Bravais,晶体空间点阵学说1912，M.Laue,晶体X-射线衍射1915,W.H.Bragg and W.L.Bragg X-射线晶体结构分析 电子显微技术 扫描隧道镜，原子力显微镜材料科学发展进程1669，N.Steno,晶面角守恒定律19材料科学的由来20世纪50年代产生于美国1958年美国伊利诺伊州(Illinois)西北大学招收材料科学研究生1957年Frankel教授开设材料性能原理(principles of the properties of materials)1964年美国已有11所大学有材料科学系20世纪60年代材料科学引入欧洲，1962年英国北威尔士大学1978年浙江大学成立材料科学与工程系1993年我校成立材料科学与工程系材料科学的由来20世纪50年代产生于美国20材料科学实验室1954年提交建立交叉学科实验室报告1957年10月前苏联发射人造卫星1957年美国政府批准建立12个交叉学科实验室，后更名为材料研究实验室，由空军研究署空军办公室负责1972年材料研究实验室由国家科学基金会管理材料科学实验室1954年提交建立交叉学科实验室报告21材料科学诞生的基础原子和晶体相平衡与亚稳态显微组织相变与同素异构现象晶体缺陷晶体化学与物理矿物学量子理论与固体电子理论统计力学材料科学诞生的基础原子和晶体22材料科学诞生的基础物理冶金学陶瓷导论高分子物理与化学位错理论体视金相学材料科学诞生的基础物理冶金学23材料科学产生基础材料表征金相学（metallography)-金相学课本19121865年Sorby发明光学显微镜1920s用光学显微镜研究相图19261927年发明电子显微镜（原理性）1937年西门子公司第一台透射电子显微镜1939年扫描电子显微镜样机出现1948年发明闪烁计数器1963年商品化生产1947年微探针分析仪材料科学产生基础材料表征金相学（metallograph24材料科学产生基础材料表征原子吸收光谱拉曼光谱仪质谱仪色谱仪热分析-差热分析（DTA）1887 -差热扫描量热分析（DSC）1965硬度计-1908年布氏硬度计雏形材料科学产生基础材料表征原子吸收光谱25材料科学产生基础聚合物球晶层状聚合物半结晶性串晶半结晶聚合物存在弹性变形和塑性变形以及应变硬化1935年美国杜邦公司生产尼龙，包括拉拔工艺聚合物中的扩散和蠕动聚合物共聚物聚合物合金聚合物相变材料科学产生基础聚合物球晶26从技术到科学揭示生长速度-冷却速度-成分过冷-液固界面以及结晶物结构之间的关系指导铸造冶金学原理陶瓷导论组成-结构-性能-制备工艺-使用性能之间关系从技术到科学揭示生长速度-冷却速度-成分过冷-液固界面以及结27材料科学三个重要属性多学科交叉与实际使用紧密结合正在发展中的科学材料科学三个重要属性多学科交叉28学科与学科的形成学科与学科的形成一门新学科或者是从一个现存的、宽泛的领域进一步的细化分离；一门新学科或者是从一个现存的、宽泛的领域进一步的细化分离；或者截然相反，从若干固有的、狭窄的领域中拓展组合而成。或者截然相反，从若干固有的、狭窄的领域中拓展组合而成。在在1919世纪物理化学从合成有机化学中分离出来便是前者的范例，而世纪物理化学从合成有机化学中分离出来便是前者的范例，而材料科学的出现由冶金学、固体物理学和物理化学等结合而成。材料科学的出现由冶金学、固体物理学和物理化学等结合而成。学科：相对独立的知识体系相对独立的知识体系。构成一门独立学科的三个基本要素：构成一门独立学科的三个基本要素：（1 1）研究的对象或研究的领域，即独特的、不可替代的研究对象。）研究的对象或研究的领域，即独特的、不可替代的研究对象。（2 2）理论体系，即特有的概念、原理、命题、规律等所构成的严密的逻辑化的知识系统。）理论体系，即特有的概念、原理、命题、规律等所构成的严密的逻辑化的知识系统。（3 3）方法论，即学科知识的生产方式。）方法论，即学科知识的生产方式。专业：一般指高校或中等专业学校根据社会分工需要而划分的学业门类。一般指高校或中等专业学校根据社会分工需要而划分的学业门类。高校的专业是社会分工、学科知识和教育结构三位一体的组织形态，其中，社会分工是是社会分工、学科知识和教育结构三位一体的组织形态，其中，社会分工是专业存在的基础，学科知识是专业的内核，教育结构是专业表现形式。专业存在的基础，学科知识是专业的内核，教育结构是专业表现形式。学科发展的目标是知识的发现和创新。专业的目标是为社会培养各级各类专门人才。专学科发展的目标是知识的发现和创新。专业的目标是为社会培养各级各类专门人才。专业是学科承担人才培养职能的基地；学科是专业发展的基础。一所高校的人才培养质量业是学科承担人才培养职能的基地；学科是专业发展的基础。一所高校的人才培养质量如何，取决于其学科、专业水平。如何，取决于其学科、专业水平。学科与学科的形成一门新学科或者是从一个现存的、宽泛的领域进一29学科形成标志大学设置相应专业学会期刊国际性学术会议学会学术著作自成体体系研究领域学科形成标志大学设置相应专业30 材料科学四要素组成：化学组成和矿物组成结构：微观结构、介观结构和宏观结构合成与加工（制备工艺）性能：材料本身所固有的性质使用性能：与使用性能相关联的性能 材料科学四要素组成：化学组成和矿物组成31材料科学技术发展的重点材料制备工艺与技术的开发材料应用研究与开发开发先进材料，发展高技术产业材料设计科学仪器与检测装置材料科学技术发展的重点材料制备工艺与技术的开发32材料科学的产生与课件33材料科学的产生与课件34先进材料开发信息功能材料先进结构材料能源材料有机高分子材料纳米材料生物材料环境友好材料仿生材料先进材料开发信息功能材料35信息功能材料信息储存材料数据传输材料信息功能材料信息储存材料36先进结构材料超高温合金材料与制备技术超高温复合材料结构功能一体化材料核反应堆用材料高性能纤维先进结构材料超高温合金材料与制备技术37能源材料超导材料电池材料储氢材料太阳能材料能源材料超导材料38纳米材料纳米材料的制备与合成纳米材料的结构表征纳米材料的奇异性能纳米材料的实用化纳米材料纳米材料的制备与合成39高分子材料通用高分子材料的高性能化新技术、新原理功能高分子材料的研究纳米复合新技术聚合物成型理论与技术废弃高分子材料回收与利用高分子材料通用高分子材料的高性能化新技术、新原理40参考文献材料科学导论 徐祖耀 科学出版社走进材料科学 罗伯特 W.康 化学工业出版社参考文献材料科学导论 徐祖耀 科学出版41