材料与材料科学概述
?材料在国民经济中的地位
材料的发展与历史时代的划分
现代科学技术的三大支柱
在人类的发展史上，最先使用的工具是石器
中华民族的祖先用坚硬的容易纵裂成薄片的燧石和石英石等天然材料制成石刀、石斧、石锄
材料与材料科学概述
?石器的制造和使用
材料与材料科学概述
?陶器与瓷器的发明和使用
中华民族的先人们用粘土(主要成分为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。
东汉时期发明了瓷器
瓷器
陶器
?灿烂的青铜文化
材料与材料科学概述
夏朝(公元前2140年始)以前我国青铜的冶炼就开始。殷、西周时期已发展到很高的水平。
青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。
司母戊鼎重达8750N,外型尺寸为
1.33m×0.78m×1.10m
材料与材料科学概述
?灿烂的青铜文化
材料与材料科学概述
?灿烂的青铜文化
材料与材料科学概述
?灿烂的青铜文化
材料与材料科学概述
?灿烂的青铜文化
长信宫灯（西汉）
材料与材料科学概述
?铁器的生产及应用
铁人黄河镇河大铁牛(唐开元12年铸)
春秋战国时期开始大量使用铁器
材料与材料科学概述
?铁器的生产及应用
材料与材料科学概述
?铁器的生产及应用
燃料，比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中，发掘出20多座冶铁炉和锻炉。炉型庞大，结构复杂，并
有鼓风装置和铸造坑。生产规模壮观。
我国古代创造了三种炼钢方法:
1.从矿石中直接炼出自然钢。用这种钢做的剑在东方各国
享有盛誉，东汉时传入了欧洲；
2.西汉时期的经过“百次”冶炼锻打的百炼钢；
3.南北朝时期生产的灌钢。先炼铁后炼钢的两步炼钢技术
我国要比其它国家早1600多年。
?钢的热处理技术达到相当高的水平
西汉时期炼铁技术有很大的提高，采用煤作为炼铁的
材料与材料科学概述
西汉《史记·天官书》中有“水与火合为淬”一说，
正确地说出了钢铁加热、水冷的淬火热处理工艺要点。
《汉书·王褒传》中记载有“巧冶铸干将之朴，清水淬其锋”的制剑技术。
明代科学家宋应星在《天工开物》一书中对钢铁的退火、淬火、渗碳工艺作了详细的论述。
材料与材料科学概述
?钢的热处理技术达到相当高的水平
凡与工程有关的材料均谓之工程材料
如机器零件（轴承、弹簧等部件）、工模具、量具、工业加
热炉内的构件、飞机发动机涡轮叶片、高分子材料中的粘结剂、防宇宙射线的宇航服（芳香族聚酰胺纤维）、镍氢电池
中的储氢合金…………
工程材料的分类及应用
工程材料
什么是工程材料？印象中工程材料是哪类材料？
总之，工程材料包括了与工农业、国防尖端技术等各行各业有关的所有材料。
□结构材料
以力学性能为主,兼有一定的物理、化学性能。
□功能材料
工程材料的分类及应用
?按使用性能分类
以特殊的物理、化学性能为主,如那些要求有电、光、
声、磁、热等功能和效应的材料。
□聚合物材料：质轻、耐腐蚀，常用于化工、机械等
①塑料—主要指工程塑料。又分热塑性和热固性塑料
②合成纤维—由单体聚合而成再经过机械处理成纤维材料。
③橡胶—经硫化处理，弹性优良的聚合物。分通用和特种橡胶。④胶粘剂—分树脂型、橡胶型和混合型。
工程材料的分类及应用
①黑色金属—铁和以铁为基的合金(钢、铸铁等)②有色金属—黑色金属以外的所有金属及其合金。
□金属材料：综合性能好，用量最大、应用范围最广
?按化学成分分类
□化工、航空航天等
①普通陶瓷—主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料.
②特种陶瓷—高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等烧结材料。
③金属陶瓷—用生产陶瓷的工艺来制取的金属与碳化物或其它化合物的粉末制品。
□复合材料：轻、高的比强度、比刚度，结合两种材料的
□性能优点，用于航空航天等领域
①按基体相种类分：聚合物基、金属基、陶瓷基、石墨基等。
②按用途分：结构、功能、智能复合材料。
?按化学成分分类
□陶瓷材料：高强、高硬度、耐腐蚀、绝缘，用于电器、
工程材料的分类及应用
□结构材料的复合化
□低维材料应用扩大
□功能材料和非晶态材料迅速发展□新型材料实用化
□材料的设计及选用实行计算机化
工程材料的发展趋势
□高性能的新型金属结构材料
高性能结构材料