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1、材料物理（材料科學基礎）,物理科學與技術學院 李強 2007.1st Term,Xinjiang University,2020/8/12,材料物理,物理科學與技術學院 教師：李強,辦公室：3123室 電話E-mail：,Xinjiang University,2020/8/12,考核方法,平時成績30 作業(yè) ( *：不要抄作業(yè)！) 課堂提問 期末成績70,Xinjiang University,2020/8/12,教材和參考書,教材: 材料科學基礎 胡賡祥主編 上海交通大學出版社 參考書： 材料科學基礎 潘金生主編 清華大學出版社 資源網(wǎng)站： http:/202.1

2、20.6.136/fms/index.asp （上海交大材料科學基礎精品課程網(wǎng)） （北京科技大學材料科學基礎精品課程網(wǎng)） 94/clkx/ （山東大學材料科學基礎精品課程網(wǎng)） 國家精品課程網(wǎng): ,Xinjiang University,2020/8/12,緒論,什么是材料科學與工程? What is Materials Science and Engineering? 材料的分類 Classification of Materials 材料的應用 Applications of Materials,Xinjiang University,2020/8/12,

3、1、什么是材料科學與工程？,21世紀新技術革命的四大支柱： 新材料技術，能源技術，信息技術，生物技術 1990年美國總統(tǒng)的科學顧問Allany.Bromley明確指出“材料科學在美國是最重要的學科”。 1991年日本為未來工業(yè)規(guī)劃技術列舉的11項主要項目中有7項是基于先進材料之上。 1986年科學的美國人雜志指出“先進材料對未來的宇航、電子設備、汽車以及其他工業(yè)的發(fā)展是必要的，材料科學的進步?jīng)Q定了經(jīng)濟關鍵部門增長速率的極限范圍。” 可見，材料科學歷來是技術進步的支柱。,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科學與工程？,什么是材料科學與工程？ 材料科學與工程

4、是以固體材料為研究對象，以固體物理，熱力學，量子力學，冶金，化學等為理論基礎的交叉、基礎、應用學科。 材料物理與材料科學與工程學科的區(qū)別： 材料物理主要以材料的功能特性，如聲，光，電，磁等特性為研究內(nèi)容，偏向于微觀機理的研究； 材料科學與工程的核心問題是材料的組織結構(Structure)和性能(Property)以及它們之間的關系，是一門基礎應用學科。材料物理應該是材料科學與工程的一個組成部分。,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科學與工程？,材料科學的目的: 闡明材料的性能和行為與材料成分及內(nèi)部結構之間的關系。 Make existing mater

5、ials better; Invent or discover new phenomena, materials, devices, and applications.,MSE四面體 Materials Science and Engineering Tetrahedron,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科學與工程？,MSE四面體在汽車工業(yè)中的應用,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,按成分（結合鍵）分類 金屬材料：黑色金屬(鋼鐵），有色金屬 無機非金屬材料：陶瓷，玻璃，礦物質，半導體材料等 有機高分子材料：橡

6、膠，聚合物等 復合材料：是由兩種或兩種以上化學性質或組織結構不同的材料組合而成。,價鍵四面體,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,不同成分材料的應用舉例：,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,不同材料的強度：,聚合物,陶瓷,復合材料,金屬和合金,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,按顯微結構分類 晶體： 單晶體：性質表現(xiàn)為各向異性，通常有規(guī)則的外形 如：天然的水晶，鉆石，寶石，人工拉制的硅單晶棒 多晶體：由許多取向各異的晶粒(單晶,尺寸10-5 m10-7 m ), 性質表現(xiàn)

7、為各向同性，通常不具有規(guī)則的外形。 如：自然界中絕大部分材料，金屬，無機材料等 非晶體：原子排列沒有周期結構 如：玻璃，高分子材料，聚合物等 準晶體：原子排列具有五次對稱，通常只能在幾個納米的區(qū)域,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,多晶體中的晶粒,單晶硅棒,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,按維數(shù)分類 0維：粉體 1維：線材，納米線 2維：薄膜 3維：塊體 按特性用途分類 結構材料（structural materials）：力學性能 航天材料（aerospace materials） 生物材料（biomaterials） 電子材料（electronic materials） 磁性材料（magnetic materials） 光學材料（photonic and optical materials） 智能