材料科学与工程基础6

1、材料科学与工程基础Fundamentals of Materials Science and EngineeringMaterials Science and Engineering:An Introduction / William D. Callister, Jr.; 7th ed., John Wiley & Sons, Inc.,2007材料科学与工程基础，顾宜，化学工业出版社，2002 Materials Science and Engineering:An Introduction1.导论2.原子结构与化学键3.晶体结构4.界面5.扩散6.金属的力学性能7.位错及材料的增强

2、机制8.失效9.相图10. 相变11. 合金的加工工艺与性能12. 陶瓷的结构和性能13. 陶瓷的加工工艺和应用14.高分子的结构15.高分子的特征、加工工艺和应用16.复合材料17.材料的腐蚀和失效18.材料的电学性质19.热学性质20.磁学性质21.光学性质22.材料选择与设计23.材料科学与工程的经济、环境和社会问题腐蚀应力腐蚀金属的腐蚀阳极反应阴极反应铁的腐蚀金属的活泼性比较电位序：活泼金属置换非活泼金属标准电极电位，定义H+(1M)/Pt电极的电位为0V。标准电极电位序电化学腐蚀的本质是存在电位差。 电极电位还与浓度和温度有关（Nernst方程）。The Jominy End-Que

3、nch Test不同金属在海水中的电化学序F法拉第常数=96500C/molK常数，以mm/yr为单位时，K=87.6W腐蚀失去的重量密度A面积t腐蚀时间腐蚀速率极化电化学极化（活化极化）、浓差极化、欧姆极化i0交换电流密度iL极限电流。总极化极化与腐蚀速率金属电极的动力学行为钝化Schematic diagram showing strength and hardness as a functionof the logarithm of aging time at constant temperature during theprecipitation heat treatment.腐蚀的类

4、型电偶腐蚀（电偶腐蚀（Galvanic Corrosion）裂缝腐蚀（浓差腐蚀）点蚀304不锈钢粒间腐蚀（intergranular corrosion）常发生在不锈钢的焊接处，故又称焊接失效（weld decay）选择性溶出（选择性溶出（Selective leaching）浸蚀（浸蚀（erosionCorrosion）化学和力学的共同作用）化学和力学的共同作用应力腐蚀（应力腐蚀（Stress corrosion）氢脆氢脆弯管接头的浸浸蚀应力腐蚀裂纹腐蚀的防护：1. 阴极保护2. 牺牲阳极法3. 缓蚀剂牺牲阳极法欧姆定律电导率导电的两种形式：电子导电和离子导电固体中的能带结构0K时的能带结构

5、：a铜；b镁；带隙2eV；带隙2eV金属导电绝缘体或半导体导电电子的迁移电阻率电阻率随温度的变化合金电阻率随成分的变化半导体电导本征电导激发前激发后非本征载流子N型半导体P型半导体载流子浓度与温度的关系掺杂半导体与本征半导体载流子浓度与温度的关系影响载流子迁移速率的因素迁移速率与浓度的关系迁移速率与温度的关系：a电子；b空穴霍尔效应P-N结晶体管p-n-p结集成电路陶瓷和聚合物的导电性陶瓷材料导电聚合物电容电介质极化其他电学性质：铁电性钛酸钡的铁电效应压电性1250的氧化硅纤维材料可以用手拿，其导热系数很低。热容热：原子的振动热容取决于温度热膨胀热导晶格振动和电子热导热导随温度的变化反磁顺磁磁

6、通强度与磁场强度的关系铁磁性反铁磁性铁磁性MgOFe3O4温度与磁性的关系温度与磁性的关系磁畴与磁滞磁畴与磁滞磁性的各向异性磁性的各向异性单晶铁单晶铁单晶钴单晶钴软磁材料软磁材料Fe-Si硬磁材料硬磁材料cunife (CuNiFe) alloys, alnico (AlNiCo) alloys磁贮存磁贮存cobaltchromiumplatinum薄膜，5万倍超导超导电导率随温度的变化关系电导率随温度的变化关系Meissner effect光与固体的相互作用光与固体的相互作用光与金属的相互作用非金属材料对光的吸收透射透射颜色颜色绝缘体的不透明与半透性绝缘体的不透明与半透性发光发光激光激光红宝石激光器原理红宝石激光器原理受激发射和光放大受激发射和光放大光