材料科学与工程导论 第3章 材料工艺概述(1)课件

1、 第三章 材料工艺概述 3.1 绪 论(性质） 在材料科学与工程所涉及的四个要素之间，材料的工艺是一个至关重要的要素。材料本身的制造过程，以及使材料成为人类所能利用的产品的过程，都必须通过一定的工艺才能实现。1 材料的合成与加工过程实质上是一个建立原子、分子的新排列，从原子尺度到宏观尺度上对材料结构进行控制的过程。合成通常是指把原子和分子组合在一起来制造新材料时所采用的物理和化学方法。Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O 加工除了为生产有用材料而对原子、分子进行控制外，还包括材料形状在较大尺度上的改变。3.1.1 材料的合成与加工2在材料科学与工程中，合成和加工之间的区别变得越来越模糊。合成（

2、制备）是新技术开发和现有技术改进的关键性要素。现代材料制备技术是人造材料的唯一实现途径。需要说明的问题 研究表明，材料的性质和使用性能取决于材料的组成及结构，后者又取决于合成与加工工艺。(性质）3.1.1 材料的合成与加工3材料的合成（制备）与加工的主要内容：3.1.1 材料的合成与加工材料制备（合成）材料加工表面工程材料复合43.1.1 材料的合成与加工1.51) 冶金过程目的： 从原料中提取出金属内容:3.1.1 材料的合成与加工 冶金是基于矿产资源的开发利用和金属材料生产加工过程的工程技术。火法冶金湿法冶金电冶金有色金属熔炼钢铁冶炼金属材料的制备62) 熔炼与凝固提拉法制取单晶硅3.1.

3、1 材料的合成与加工73.1.1 材料的合成与加工2.10 三大类材料的成型技术在材料工程中是内容最为丰富的一部分。如果按材料的流变特性来分析，则材料的成型方法可分为三种：材料的（成形）成型3.1.1 材料的合成与加工11材料的改性目的：通过改变材料的成分、组织与结构来改变材料的性能。材料的改性内容: 1. 材料的“合金化” 2. 材料的热处理材料的“合金化”：通过改变材料的成分，达到改变材料性能的方法。这种方法在金属材料和现代高分子材料的改性方面有广泛的应用。材料的热处理：通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况，达到改变材料性能的方法。这种方法在金属材料和现代陶瓷材料的改

4、性方面有广泛的应用。典型热处理工艺：淬火、退火、回火、正火3.1.1 材料的合成与加工12表面改性-三束表面改性3.1.1 材料的合成与加工16表面改性-化学表面改性改变材料表面的化学成分- 化学渗入3.1.1 材料的合成与加工17表面改性-表面淬火3.1.1 材料的合成与加工183.1.1 材料的合成与加工193.1.1 材料的合成与加工23 现代材料的制备与加工不仅涉及到微观和宏观范围内的内容，同时也涉及到更微细化，甚至达到了原子尺度范围上的问题。 我国与工业发达国家材料加工存在很大差距。因此提高材料合成与加工的技术水平是我们最重要的课题。3.1.1 材料的合成与加工24 材料的成形工艺:

5、 把原料经过物理和化学变化而变成工程上有用的原材料的工艺技术。 材料成形工艺是现代化工业生产的技术基础。其生产能力及其工艺水平对国家的工、农、国防和科学技术的发展有重大影响。材料成形工艺由液态金属的铸造成形、固态金属的塑性成形、金属材料的焊接成形和高分子材料成形组成。3.1.2 材料的成形工艺定义25战国曾乙侯墓编钟3.1.3 我国材料成形工艺的发展概况26铸锻历史悠久，但是长期处于手工和作坊状态！3.1.3 我国材料成形工艺的发展概况27 改革开放后，成形工艺发展迅猛。铸锻焊大国，但不是强国发展前途非常广阔良好的发展机遇！3.1.3 我国材料成形工艺的发展概况28 它是实现这些行业中的铸件、

6、锻件、钣金件、焊接件、塑料件和橡胶件等生产的主要方式和方法。 材料成形工艺在汽车、拖拉机与农用机械、工程机械、动力机械、起重机械、石油化工机械、桥梁、冶金、机床、航空航天、兵器、仪器仪表、轻工和家用电器等制造业中，起着极为重要的作用。3.1.4 材料成形工艺的作用和地位 29金属材料无机非金属高分子材料膜水立方瓷砖镁合金散热器水泥铝合金门窗钢结构鸟巢建 筑3.1.4 材料成形工艺的作用和地位 30基础设施各种交通工具交 通3.1.4 材料成形工艺的作用和地位 31镍镉电池镍氢电池锂离子电池燃料电池太阳能电池铅酸电池锂电池太阳能电池燃料电池能 源3.1.4 材料成形工艺的作用和地位 34过滤材料多孔陶瓷隔音材料泡沫铝空气净化材料环保材料材料与环境的交互作用原料开采生产与制造使用废弃运输再生循环材料的全生命周期示意图环 境3.1.4 材料成形工艺的作用和地位 353.1.5 材料成形工艺的特点 材料一般在热态（液态或固态）下模压成型。 材料利用率高。 产品性能好。 产品尺寸规格一致，特别是