【正文】 1 材料概述 一 緒 論 機(jī)械工程材料的定義和分類(lèi) 二 材料哲學(xué)史 三 1 材料概述 一 材料應(yīng)用 四 材料軼事 五 機(jī)械工程材料的定義和分類(lèi) 二 分類(lèi)（按化學(xué)成分分） 復(fù)合材料 工程材料 金屬材料 陶瓷材料 高分子材料 機(jī)械工程材料的定義和分類(lèi) 二 分類(lèi)（按化學(xué)成分分） 復(fù)合材料 —— 輕、高的比強(qiáng)度、比剛度，結(jié)合兩種材料的性能優(yōu)點(diǎn)，用于航空航天等領(lǐng)域 工程材料 金屬材料 —— 綜合性能好，用量最大、應(yīng)用范圍最廣 陶瓷材料 —— 高電強(qiáng)、高硬度、耐腐蝕、絕緣， 用于電器、化工、航空航天等等 高分子材料 —— 質(zhì)輕、 耐腐蝕，常用于化工、機(jī)械、航空航天等 機(jī)械工程材料的定義和分類(lèi) 二 定義 機(jī)械工程材料主要指用于 機(jī)械工程（機(jī)械裝備制造） 、電器工程、建筑工程（ 圖 01）、石油化工工程、航空航天工程、國(guó)防建設(shè)交通運(yùn)輸 等領(lǐng)域的材料。 ?在歐盟的 15個(gè)國(guó)家中，已有 12個(gè)禁止使用石棉，沙特阿拉伯也將它列在禁用之列，阿根廷、智利等國(guó)也隨之仿效。 出現(xiàn) 發(fā)展 成熟 衰退 新材料 傳統(tǒng)材料 材料生命周期 1 材料概述 一 ?石棉是含有鐵、鎂、鎳、鈣、鋁等元素的硅酸鹽，分為溫石棉和青石棉兩種，由于具有結(jié)實(shí)、抗彎、絕緣、隔熱、保溫、耐酸堿腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛用于建筑、造船、航天和交通機(jī)械中隔熱、保溫、防火等領(lǐng)域?？上б呀?jīng)灰飛煙滅了。 ? 將氧化鋁 (A12O3) 溶解在熔融的冰晶石 (Na3AlF6) 中進(jìn)行電解 (電解液溫度接近 1000℃ ) ? 在 上可以找到很多關(guān)于鋁以及鋁合金的信息 一個(gè)例子 1 材料概述 一 ?鋁的應(yīng)用市場(chǎng)的打開(kāi)是從 20 世紀(jì) 30 年代開(kāi)始的。因此在早期并未得到重視。 什么是材料？ 1 材料概述 一 什么是材料？ 1 材料概述 一 ? 鋼鐵、水泥等材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，人類(lèi)社會(huì)開(kāi)始從 農(nóng)業(yè)和手工業(yè)社會(huì) 進(jìn)入了 工業(yè)社會(huì) 。 師昌緒主編： 《 材料大辭典 》 材料是 “ 具有一定性能的物質(zhì) , 可以用來(lái)制成一些機(jī)器、器件、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品 ” 。 課 程 介 紹 學(xué)習(xí)本課程的目的 （ 1） 獲得常用的金屬材料、非金屬材料的 基本理論知識(shí) ，了解各種機(jī)械工程材料的 基本特性和應(yīng)用范圍 ； （ 2）在了解材料性能和設(shè)計(jì)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，可根據(jù)零件的工作條件和失效形式， 正確設(shè)計(jì)和合理選材 ； （ 3）能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)、工藝、外界條件（溫度、環(huán)境介質(zhì)）改變對(duì)材料性能的影響， 正確制定零件的冷、熱加工工藝路線(xiàn) 。 各種 工藝 方法本身的規(guī)律性及在機(jī)械制造中的應(yīng)用和相互聯(lián)系； 金屬零件的加工 工藝 過(guò)程； 金屬材料性能及其對(duì)加工 工藝 的影響； 工藝 方法的綜合比較等。 1 材料概述 一 什么是材料？ 1 材料概述 一 材料是可以用來(lái)制造有用的構(gòu)件、器件或物品的物質(zhì)。 什么是材料？ 1 材料概述 一 （ 3） ? 鐵器時(shí)代 被認(rèn)為是始于 2022多年前，由鐵制作的農(nóng)具、手工工具及各種兵器得以廣泛應(yīng)用，大大促進(jìn)了當(dāng)時(shí)社會(huì)的發(fā)展。純鋁的拉伸強(qiáng)度只有 48 MPa，只有鋼的 1/10 左右。這個(gè)年輕人組成了一個(gè)大公司，這就是今天美國(guó)美鋁公司 (Alcoa) 的前身。 一個(gè)例子 1 材料概述 一 美國(guó)紐約的世界貿(mào)易大廈是一個(gè)大量使用鋁合金貼面的雄偉建筑。 材料生命周期 1 材料概述 一 所謂的 “ 材料科學(xué) ” 的主要研究對(duì)象是新材料，或者是想方設(shè)法使傳統(tǒng)材料獲得新生。 石棉 “夕陽(yáng)材料” 1 材料概述 一 ?專(zhuān)家估計(jì)，全世界每年約有 20萬(wàn)人死于與石棉有關(guān)的癌癥，其中約 25％死于肺癌， 10％死于惡性間皮瘤。從這兩座 100 多層的雙子大廈廢墟中回收的鋼材數(shù)量相當(dāng)可觀，估計(jì)多達(dá) 40 萬(wàn)噸。 材料應(yīng)用 四 材料科學(xué) ? 超音速飛機(jī) (鎳基超級(jí)合金 ) ? 計(jì) 算 機(jī) (晶體管、半導(dǎo)體 ) ? 航天飛機(jī) (高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 ) 20 世紀(jì)中葉的幾項(xiàng)成果 材料應(yīng)用 四 材料科學(xué) 1947 年，在美國(guó)新墨西哥州哥西維爾地方，有一艘外星來(lái)的宇宙飛船墜毀了。 ?同年，美國(guó)白宮發(fā)布美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目共 6領(lǐng)域22項(xiàng)關(guān)鍵，材料為 6領(lǐng)域之一。所以材料的科學(xué)研究、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、工業(yè)大生產(chǎn)與合理應(yīng)用都關(guān)系到社會(huì)進(jìn)步、國(guó)家安全，因此人們把材料譽(yù)為現(xiàn)代文明的三大支柱之一。 材料應(yīng)用 四 材料科學(xué)與綜合國(guó)力 700170027552082969025000202240006000800010000年產(chǎn)量 (萬(wàn)噸)1952年 1962年 1972年日本英國(guó)? 二戰(zhàn)結(jié)束的時(shí)候，鋼鐵仍然是整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)的支柱。巨大的殼體是建筑不結(jié)構(gòu)的融合體、墻面不頂面渾然一體沒(méi)有界限。主要構(gòu)造為 主鋼梁上的調(diào)節(jié)牛腿固定檁條及次檁一條，在次檁條上固定 2mm鋼襯板及 T型碼，在2mm襯板上粘貼固定長(zhǎng)玱璃纖維保溫層，其上為固定在 T型碼上防水板的， T型碼上再固定三次檁條，最外層的鈦板固定在三次檁條上， 2mm襯板內(nèi)層噴K13的吸音材料，在主鋼梁內(nèi)側(cè)固定鋼龍骨安裝紅木吊頂。 S使金屬晶粒粗大變脆， P、As、 Al在鋼中生成低熔點(diǎn)共晶物增加鋼的熱脆性；或從熔體析出，使材料在焊接中開(kāi)裂。但從打撈起來(lái)的船釘來(lái)看，其長(zhǎng) 10cm，端口有平行黑色條紋，呈玻璃顆粒狀?yuàn)A雜，其雜質(zhì)含量超過(guò) 9%。劍首六個(gè)同心圓狀的花紋，細(xì)如發(fā)絲、十分完好 。 材料應(yīng)用 四 春秋名劍 越王勾踐劍 這口 2500年前的古劍至今依舊鋒光奪目、寒氣逼人，毫無(wú)透蝕。編鐘出土?xí)r排列整齊，可看出當(dāng)時(shí)是掛在架子上埋進(jìn)去的。 ?美國(guó)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的隱身戰(zhàn)斗機(jī)所以能隱身，就是使用了一種吸波材料和吸波涂層 。 《 揚(yáng)子晚報(bào) 》 2022年 6月 12日?qǐng)?bào)道：西門(mén)子公司近日發(fā)布消息說(shuō)，該公司所屬的一家研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)出了利用移動(dòng)電話(huà)發(fā)射站對(duì)付隱形飛機(jī)的技術(shù)。 升空時(shí)，從燃料箱腳架處掉下的一塊隔熱泡沫砸到左翼碳／碳復(fù)合材料面板下半部附近造成裂縫。 工 程 科 學(xué)力 學(xué)熱 力 學(xué)流 體 的 流 動(dòng)建 模 技 術(shù)數(shù) 值 方 法等 等設(shè) 計(jì) 工 具可 行 性 分 析近 似 分 析優(yōu) 化 方 法詳 細(xì) 的 分 析 ，例 如 有 限 元 方法 等材 料 科 學(xué)結(jié) 構(gòu)制 備 過(guò) 程表 面 工 程顯 微 結(jié) 構(gòu) 分 析表 征 技 術(shù)等 等材 料 選 擇所 有 材 料( 低 精 度 )某 一 類(lèi) 別 材 料( 中 等 精 度 )一 種 材 料( 最 佳 精 度 )概 念細(xì) 節(jié)具 體 化市 場(chǎng) 需 求產(chǎn) 品材料科學(xué)研究的一般流程 新材料的發(fā)展方向 ? 結(jié)構(gòu)功能的復(fù)合化 ? 功能材料的智能化 ? 材料與器件的集成化 ? 制備和使用工程的綠色化