THEFIRSTLESSONOFTHESCHOOLYEAR《工程材料基礎》ppt課件目CONTENTS工程材料概述金屬材料無機非金屬材料有機高分子材料材料的選擇與加工工程材料的應用案例錄01工程材料概述工程材料是指用于制造各類結構件、零件和制成品的物質。金屬材料、非金屬材料、復合材料等。定義與分類分類定義密度、熔點、導熱性、導電性等。物理性質耐腐蝕性、抗氧化性、化學穩定性等。化學性質材料的物理與化學性質應用領域建筑、機械、電子、航空航天等。發展方向高性能化、輕量化、環保化等。材料的應用與發展01金屬材料晶體結構金屬的原子在三維空間中以一定的規律排列，形成晶體結構。常見的金屬晶體結構有體心立方、面心立方和密排六方結構。晶體缺陷金屬晶體中存在的原子排列不規整區域，如點缺陷、線缺陷和面缺陷等，對金屬的力學性能和物理性能產生影響。晶體取向金屬晶體的各個晶面在不同方向上的原子排列不同，晶體的各個方向具有不同的物理和機械性能，對金屬材料的加工和使用性能產生影響。金屬的晶體結構金屬在受力時表現出的彈性性質，是衡量材料抵抗彈性變形能力的指標。彈性模量金屬在受力達到一定程度時開始發生屈服現象，即應力不再增加而應變繼續增加，此時的應力稱為屈服強度。屈服強度金屬在受力達到斷裂前的最大應力值，稱為抗拉強度。抗拉強度金屬抵抗沖擊載荷的能力，通常用沖擊功或沖擊韌性值表示。韌性金屬的力學性能腐蝕類型金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類。化學腐蝕是指金屬與周圍介質直接發生化學反應而引起的腐蝕；電化學腐蝕則是金屬與電解質溶液發生原電池反應而引起的腐蝕。腐蝕速率衡量金屬腐蝕快慢的指標，通常用腐蝕深度或腐蝕失重來表示。防護措施針對金屬的腐蝕問題，可采取表面涂層、電鍍、陽極保護和陰極保護等措施來減緩或防止金屬的腐蝕。金屬的腐蝕與防護鋼鐵材料包括碳鋼、合金鋼、鑄鐵等，具有較高的強度、塑性和韌性，廣泛應用于建筑、機械、交通等領域。有色金屬材料如銅、鋁、鈦等，具有優良的導電性、導熱性和塑性，廣泛應用于電氣、輕工、航空等領域。常用金屬材料01無機非金屬材料陶瓷材料是以粘土、石英、長石等天然礦物為主要原料，經高溫燒制而成的無機非金屬材料。陶瓷材料概述具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐腐蝕等特性，廣泛用于工業、建筑、航空航天等領域。陶瓷材料的性能特點包括配料、成型、燒成等工序，不同的陶瓷材料制備工藝不同。陶瓷材料的制備工藝根據用途和性能，陶瓷材料可分為普通陶瓷、高溫陶瓷、工程陶瓷等。陶瓷材料的分類陶瓷材料玻璃是一種透明的無機非金屬材料，具有多種用途，如建筑玻璃、光學儀器、電子器件等。玻璃的概述玻璃的組成與性質水泥的概述水泥的組成與性質玻璃由硅酸鹽礦物熔化而成，具有硬度高、化學穩定性好、熱穩定性高等特點。水泥是一種重要的建筑材料，主要用于混凝土的制備。水泥主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣等礦物組成，具有水硬性，即遇水后能發生硬化的性質。玻璃與水泥復合材料的組成與性質復合材料可以由金屬、非金屬、高分子等材料組成，具有各組分所不具備的優異性能。復合材料的分類根據用途和性質，復合材料可分為結構復合材料和功能復合材料兩類。復合材料的制備工藝復合材料的制備工藝比較復雜，需要經過多個工序，如成型、固化等。復合材料的概述復合材料是由兩種或兩種以上材料組成的新材料，各組分之間具有協同作用。復合材料新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料的概述新型無機非金屬材料是以先進陶瓷、玻璃、晶體等無機非金屬材料為主要成分的新型材料。新型無機非金屬材料的性能特點具有高強度、高韌性、高耐磨性、耐高溫、耐腐蝕等特點，可廣泛應用于能源、環保、航空航天等領域。新型無機非金屬材料的制備工藝新型無機非金屬材料的制備工藝比較復雜，需要精確控制原料的配比和燒成制度等參數。新型無機非金屬材料的分類根據用途和性能，新型無機非金屬材料可分為先進陶瓷、特種玻璃、人工晶體等。01有機高分子材料總結詞結構決定性質詳細描述高分子化合物由長鏈分子組成，其分子量通常很高，可達數萬至數百萬。其結構決定了高分子化合物的性質，如力學、熱學、電學和化學等性質。高分子化合物的結構與性質高分子材料的合成與加工總結詞合成與加工的重要性詳細描述高分子材料的合成通常采用聚合反應，如加聚反應和縮聚反應。加工則是將合成的高分子材料轉化為所需形狀和性能的過程，如注塑、擠出、壓延等。廣泛應用的高分子材料總結詞高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料如纖維素、蛋白質等，合成高分子材料如合成橡膠、合成纖維和塑料等。這些材料廣泛應用于工業、農業、國防等領域。詳細描述高分子材料的分類與應用01材料的選擇與加工ABCD材料的選擇原則適用性原則材料應滿足工程要求，具有所需的物理、化學和機械性能。可持續性原則優先選擇可再生、可回收或低環境影響材料，減少對地球資源的消耗。經濟性原則在滿足性能要求的前提下，應選擇成本較低的材料，同時考慮材料的可獲得性和加工成本。安全性原則材料應無毒、無害，不會對操作人員和環境造成危害。鑄造工藝鍛造工藝焊接工藝復合材料加工工藝材料的加工工藝01020304通過熔煉金屬或非金屬材料，注入模具中冷卻凝固成型的工藝。通過施加外力使金屬坯料變形，達到所需形狀和性能的加工方法。通過熔融連接金屬或塑料材料，實現部件的連接和修復。利用兩種或多種材料組合，通過特定工藝制備成具有優異性能的新型材料的加工方法。評估材料從原料提取到生產、使用、回收或處置整個生命周期的環境影響。生命周期評估（LCA）評估材料中是否含有有毒有害物質，以及這些物質對環境和人體健康的影響。有毒有害物質評估評估材料在生產和使用過程中對環境的友好程度，如碳排放、能源消耗和廢棄物產生等。環境友好性評價評估材料是否可再生、可回收及其再利用的價值和可能性。可再生性和可回收性評估材料的環境影響評價01工程材料的應用案例鋼鐵用于制造汽車車身面板、發動機罩和車門等部件，具有輕質、美觀和耐腐蝕等優點。鋁合金工程塑料橡膠用于制造汽車的車身、底盤和發動機等主要部件，具有高強度和良好的塑性。用于制造汽車輪胎、密封件和減震件等部件，具有優良的彈性和耐腐蝕性。用于制造汽車內部裝飾件、座椅和車燈等部件，具有輕質、美觀和低成本等優點。汽車制造中的材料應用航空航天領域的材料應用用于制造飛機機身和機翼等部件，具有輕質、高強度和耐腐蝕等優點。用于制造飛機起落架、發動機部件和緊固件等高強度和高耐蝕性要求的部件。用于制造飛機機翼、機身和尾翼等部件，具有高強度、輕質和抗疲勞等優點。用于制造航空器的透明件和裝飾件等部件，具有美觀和耐候等優點。鋁合金鈦合金復合材料玻璃纖維用于建筑物的地基、墻體和樓板等結構件，具有抗壓強度高、耐久性好和成本低等優點。混凝土用于建筑物的窗戶、幕墻和裝飾件等部件，具有采光好、美觀和節能等優點。玻璃