食品工程材料定稿1

1、食品工程材料 主讲老师：王世清教授主讲老师：王世清教授15954845246 绪绪 论论 工程材料是指工程上使用的材料。它是人类生产工程材料是指工程上使用的材料。它是人类生产 和生活所必需的物质基础。从日常生活用的器具到高和生活所必需的物质基础。从日常生活用的器具到高 科技产品，从简单的手工工具到复杂的航天飞机、机科技产品，从简单的手工工具到复杂的航天飞机、机 器人，都是用各种材料制作而成或由其加工的零件组器人，都是用各种材料制作而成或由其加工的零件组 装而成。装而成。 纵观人类历史，每当一种材料出现和利用，都会纵观人类历史，每当一种材料出现和利用，都会 给社会生

2、产与人类生活带来巨大的变化。历史学家按给社会生产与人类生活带来巨大的变化。历史学家按 照人类所使用的材料将人类历史划分为石器时代、青照人类所使用的材料将人类历史划分为石器时代、青 铜器时代、铁器时代。材料的发展水平和利用程度已铜器时代、铁器时代。材料的发展水平和利用程度已 成为人类文明进步的标志。成为人类文明进步的标志。 中华民族在人类历史上为材料的发展和应用做出中华民族在人类历史上为材料的发展和应用做出 过重大贡献。过重大贡献。 早在公元前早在公元前60006000公元前公元前50005000年的新石器时代，年的新石器时代， 中华民族的先人就能使用粘土烧制陶器，到东汉时期中华民族的先人就能使

3、用粘土烧制陶器，到东汉时期 有出现了瓷器，并流传海外。有出现了瓷器，并流传海外。40004000年前的夏朝时期，年前的夏朝时期， 我们的祖先已经能够炼铜，到殷、商时期，我国的青我们的祖先已经能够炼铜，到殷、商时期，我国的青 铜冶炼和铸造技术已达到很高的水平。从河南安阳晚铜冶炼和铸造技术已达到很高的水平。从河南安阳晚 商遗址出土的司母戊鼎，质量达商遗址出土的司母戊鼎，质量达875Kg875Kg，且饰纹优美。，且饰纹优美。 从湖北江陵楚墓中发掘出的两把越王勾践的宝剑，长从湖北江陵楚墓中发掘出的两把越王勾践的宝剑，长 55.6cm55.6cm，至今锋利异常，是我国青铜器的杰作。，至今锋利异常，是我国

4、青铜器的杰作。 此外，我国在春秋战国时期此外，我国在春秋战国时期( (公元前公元前770221770221年年) ) 便开始大量使用铁器，明朝科学家宋应星在其所著的便开始大量使用铁器，明朝科学家宋应星在其所著的 天工开物天工开物一书中就记载了古代的渗碳热处理等工一书中就记载了古代的渗碳热处理等工 艺，这说明早在欧洲工业革命之前，我国的金属材料艺，这说明早在欧洲工业革命之前，我国的金属材料 及热处理方面就已经有了较高的成就。及热处理方面就已经有了较高的成就。 中华人民共和国成立后，我国先后建立了鞍山、中华人民共和国成立后，我国先后建立了鞍山、 攀枝花、宝钢等大型钢铁基地，成为世界上的产钢大攀枝花

5、、宝钢等大型钢铁基地，成为世界上的产钢大 国。原子弹、氢弹的成功爆炸，各种卫星、飞船的上国。原子弹、氢弹的成功爆炸，各种卫星、飞船的上 天等都说明了我国在材料的开发、研究及应用等方面天等都说明了我国在材料的开发、研究及应用等方面 有了飞跃性的发展，达到了一定的水平；但与西方发有了飞跃性的发展，达到了一定的水平；但与西方发 达国家相比，我们还有一定的差距，还需要我们的不达国家相比，我们还有一定的差距，还需要我们的不 断努力。断努力。 20世纪七十年代，人们把材料与能源、信息并世纪七十年代，人们把材料与能源、信息并 列，称为现代文明的三大支柱，而材料又是后两者列，称为现代文明的三大支柱，而材料又是

6、后两者 的基础。的基础。 现代材料学的飞速发展带给我们眼花缭乱的各现代材料学的飞速发展带给我们眼花缭乱的各 种材料，各种最新的材料总是出现在航空航天以及种材料，各种最新的材料总是出现在航空航天以及 各种军事装备上，如美国航天飞机上使用的隔热瓦、各种军事装备上，如美国航天飞机上使用的隔热瓦、 液氢隔离间、及燃料箱，军用飞机及潜艇上使用的液氢隔离间、及燃料箱，军用飞机及潜艇上使用的 钛合金，雷达波吸收材料，常温超导材料钛合金，雷达波吸收材料，常温超导材料 但新材料技术的成熟和大规模应用却是但新材料技术的成熟和大规模应用却是 在我们的日常生活中。比如：与航天飞机隔在我们的日常生活中。比如：与航天飞机

7、隔 热瓦和燃料箱同样距离有保温功能的新型纺热瓦和燃料箱同样距离有保温功能的新型纺 织材料和保暖冬装、电脑屏幕防辐射屏、铂织材料和保暖冬装、电脑屏幕防辐射屏、铂 金戒指、人工合成钻石、美容面膜。金戒指、人工合成钻石、美容面膜。 教材与参考书教材与参考书 教材： 武建军主编 机械工程材料，国防工业出 版社，2009 参考书： 王特典主编 工程材料，东南大学出版社， 1996 航天飞机的表面覆盖有航天飞机的表面覆盖有2万块隔热瓦和万块隔热瓦和2300块隔热衬垫。块隔热衬垫。 由于隔热瓦的技术要求有相当精确的工艺，因此每块隔热瓦造由于隔热瓦的技术要求有相当精确的工艺，因此每块隔热瓦造 价达价达2000

8、美元，最高可耐受美元，最高可耐受1700摄氏度的高温摄氏度的高温 返回返回 液氢隔离间可装载液氢隔离间可装载390,139加仑液态氢气，重量约为加仑液态氢气，重量约为230,000磅，通常液态磅，通常液态 氢气的温度大约为氢气的温度大约为-423华氏度，是已知液态气体中温度第二低的。华氏度，是已知液态气体中温度第二低的。 返回返回 航天飞机的中央主推进器燃料箱贮存了大约航天飞机的中央主推进器燃料箱贮存了大约190万升超低温液万升超低温液 氧液氢燃料，必须用耐低温且有一定强度的材料氧液氢燃料，必须用耐低温且有一定强度的材料 返回返回 上图是美国的上图是美国的SR71SR71侦察机，其最大平飞速度

9、侦察机，其最大平飞速度M3.2(3392M3.2(3392千米千米/ / 小时，高度小时，高度2400024000米米) )，巡航速度，巡航速度M3.0(3180M3.0(3180千米千米/ /小时，高度小时，高度2100021000米米) )，由，由 于高速飞行时机体与空气的摩擦，以及发动机燃起的高温，只有使用钛合于高速飞行时机体与空气的摩擦，以及发动机燃起的高温，只有使用钛合 金才能保证其飞行安全。金才能保证其飞行安全。 返回返回 这是俄罗斯的这是俄罗斯的“塞拉塞拉”级核潜艇，其艇壳体是用钛合金材料制造的，级核潜艇，其艇壳体是用钛合金材料制造的， 所以所以“塞拉塞拉”级正常的最大工作深度可

10、达级正常的最大工作深度可达10001000米，是目前世界现役军用潜米，是目前世界现役军用潜 艇中下潜深度最大的潜艇之一。艇中下潜深度最大的潜艇之一。 返回返回 图中的图中的F117隐形战斗轰炸机和隐形战斗轰炸机和B2隐身轰炸机，因表层涂有雷达波隐身轰炸机，因表层涂有雷达波 吸收材料，可躲避敌人雷达的探测。有良好的电磁隐身能力，不易被发现。吸收材料，可躲避敌人雷达的探测。有良好的电磁隐身能力，不易被发现。 返回返回 中高温超导材料的中高温超导材料的 应用，促进了高速列车应用，促进了高速列车 的发展。由于磁悬浮了的发展。由于磁悬浮了 车运行时在车体与轨道车运行时在车体与轨道 间有空气润滑层，所以间

11、有空气润滑层，所以 阻力很小，最高速度可阻力很小，最高速度可 达达450450千米千米/ /小时，而传小时，而传 统的火车最高仅能达到统的火车最高仅能达到 接近接近150150千米千米/ /小时小时 返回返回 从厨具到日常家居用从厨具到日常家居用 品，新型材料无处不在品，新型材料无处不在返回返回 日渐先日渐先 进的私家车进的私家车 也大量使用也大量使用 了各种新型了各种新型 材料材料 返回返回 返回返回 返回返回 人形机器人已不再只是出人形机器人已不再只是出 现在动画片里的玩偶，大量工现在动画片里的玩偶，大量工 业机器人已投入应用，日本在业机器人已投入应用，日本在 机器人研究中一直走在世界前机

12、器人研究中一直走在世界前 列列 返回返回 返回返回 这是从古代遗址中发掘出这是从古代遗址中发掘出 的简单石器的简单石器 返回返回 返回返回 返回返回 返回返回 返返 回回 返回返回 返回返回 返回返回 返回返回 拥有现代的保暖材料，你也可以到南拥有现代的保暖材料，你也可以到南 极去探险。极去探险。 返回返回 电脑辐射防护屏电脑辐射防护屏 采用隐行飞机吸波技采用隐行飞机吸波技 术，能有效吸收电脑术，能有效吸收电脑 显示器发出的对人体显示器发出的对人体 有害的电磁辐射和静有害的电磁辐射和静 电，尤其是电磁辐射电，尤其是电磁辐射 对面部皮肤的伤害，对面部皮肤的伤害， 并且使电脑光线更加并且使电脑光线更加 柔和，防止眼睛疲劳，柔和，防止眼睛疲劳， 同时保证非常高的透同时保证非常高的透 光率光率 返回返回 铂金早期引其化学性质稳定，用于制作重要化学铂金早期引其化学性质稳定，用于制作重要化学 反应容器。现在，铂金饰品备受人们青睐，颇有取代反应容器。现在，铂金饰品备受人们青睐，颇有取代 产同黄金饰品的势头。产同黄金饰品的势头。 返回返回 天然钻石较稀少，经常天然