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材料科学概论结课论文姓名：赵伟 学号：B11060630 日期：2011/12/26材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用的器件（或物品）的固体物质。人类社会的历史就是一部利用材料和制造材料的材料，正是形形色色的材料构成了世间万物，人类的发明创造丰富了材料世界，而材料的不断更新与发展推动了人类社会的进步。生活中材料不外乎金属材料，无机非金属材料，有机高分子材料这三大材料以及复合材料和先进材料。一 金属材料金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。生活中易见的有不锈钢。不锈钢，顾名思义是在大气、水蒸汽、淡水等弱腐蚀介质中耐腐蚀或具有不锈性的钢种。通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到 12左右时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。从不锈钢应用行业分析，当前发展最快的不锈钢应用领域是汽车工业。近十年来，日本汽车用不锈钢的消费量已从平均10公斤增至30公斤，美国已超过40公斤。大客车、地铁、高速铁路用车等公共交通运输工具也广泛采用了不锈钢。中国家电行业是不锈钢应用潜在的大市场。另外，不锈钢在水工业、建筑与结构业、环保工业、工业设施中的需求也将逐年上升。采用高强度不锈钢制造车体结构可大大降低车辆自重，增强车体结构的强度，用不锈钢做车辆的面板与装饰部件可减少维护成本。此外，不锈钢还因具有抗氯离子腐蚀和耐热的优点而被由于汽车的排气系统。 同时部分不锈钢也具有一下弊端固溶处理后的抗拉强度偏高，一般为8001100Mpa，而且无法将抗拉强度降下来。 冷加工硬化率急剧上升，冷加工强化系数K15，加工难度大，过程成本增加。弯曲成形、冷镦和冲压性能较差。 对晶间腐蚀很敏感，而且加稳定化元素也无法改变其敏感性。但是，这次弊端可以通过添加不同量的镍等元素来改善因此在日常生活中，我们要选取适当的不锈钢来满足自己的需要。二 无机非金属材料无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。同时从用途上，无机非金属材料也可分为普通无机非金属材料和特种无机非金属材料。生活中易见的无机非金属材料有陶瓷，陶瓷在我国有悠久的历史，是中华民族古老文明的象征。传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐，自然界存在大量天然的硅酸盐，如岩石、土壤等，还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。此外，人们为了满足生产和生活的需要，生产了大量人造硅酸盐，主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。但是，经过特殊加工的特种无机非金属材料的特点是：各具特色。例如：高温氧化物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质；金刚石、立方氮化硼的超硬性质；导体材料的导电性质；快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。各种物理效应和微观现象。例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热电、压电材料的力电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。不同性质的材料经复合而构成复合材料。例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。三 有机高分子材料有机高分子材料简称高分子化合物或高分子，又称高聚物。它们的组成元素不多，主要是碳、氢、氧、氮等，但是相对分子质量很大，一般在10 000以上，可高达几百万。因此才叫做高分子化合物。生活中常见的有机高分子材料有橡胶，做法是提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化合物。分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。合成橡胶的产量已大大超过天然橡胶，其中产量最大的是丁苯橡胶。天然橡胶耐磨损，加工方便，对环境污染少，但是产量有限，而且对使用温度要求比较高。合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子，在20世纪初开始生产，从40年代起得到了迅速的发展。合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。橡胶及其制品在加工，贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质（氧、臭氧、热、光、油）和机械性能（机械应力）的逐步变坏，最后丧失使用价值，这种变化叫做橡胶老化。 表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。四 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。目前生活中高性能复合材料有玻璃纤维。它有以下优点(1)拉伸强度高，伸长小(3%)。(2)弹性系数高，刚性佳。(3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大。(4)为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳。(5)吸水性小。(6)尺度安定性，耐热性均佳。(7)加工性佳，可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。(8)透明可透过光线。(9)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。(10)价格便宜。(11)不易燃烧，高温下可熔成玻璃状小珠等优点。因此被广泛用在电绝缘材料、军事防御、电池隔离板、化学滤毒器等领域。但缺点是性脆，耐磨性较差。因此对于不同的用途，使用的时候应该选择不同的级别。五 先进材料新材料目前还没有公认的确认定义，有人认为新材料是指“最近将达到实用化的材料”。就目前而言，大家所熟知的当属纳米材料。纳米材料是指块体中的颗粒、粉体粒度在10100nm之间，使其某些性能发生突变的材料。因其非常独特的力学性能、结构性能，热学性能以及磁学性能