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1、材料物理（材料科学基础）,物理科学与技术学院 李强 2007.1st Term,Xinjiang University,2020/8/12,材料物理,物理科学与技术学院 教师：李强,办公室：3123室 电话E-mail：,Xinjiang University,2020/8/12,考核方法,平时成绩30 作业 ( *：不要抄作业！) 课堂提问 期末成绩70,Xinjiang University,2020/8/12,教材和参考书,教材: 材料科学基础 胡赓祥主编 上海交通大学出版社 参考书： 材料科学基础 潘金生主编 清华大学出版社 资源网站： http:/202.1

2、20.6.136/fms/index.asp （上海交大材料科学基础精品课程网） （北京科技大学材料科学基础精品课程网） 94/clkx/ （山东大学材料科学基础精品课程网） 国家精品课程网: ,Xinjiang University,2020/8/12,绪论,什么是材料科学与工程? What is Materials Science and Engineering? 材料的分类 Classification of Materials 材料的应用 Applications of Materials,Xinjiang University,2020/8/12,

3、1、什么是材料科学与工程？,21世纪新技术革命的四大支柱： 新材料技术，能源技术，信息技术，生物技术 1990年美国总统的科学顾问Allany.Bromley明确指出“材料科学在美国是最重要的学科”。 1991年日本为未来工业规划技术列举的11项主要项目中有7项是基于先进材料之上。 1986年科学的美国人杂志指出“先进材料对未来的宇航、电子设备、汽车以及其他工业的发展是必要的，材料科学的进步决定了经济关键部门增长速率的极限范围。” 可见，材料科学历来是技术进步的支柱。,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科学与工程？,什么是材料科学与工程？ 材料科学与工程

4、是以固体材料为研究对象，以固体物理，热力学，量子力学，冶金，化学等为理论基础的交叉、基础、应用学科。 材料物理与材料科学与工程学科的区别： 材料物理主要以材料的功能特性，如声，光，电，磁等特性为研究内容，偏向于微观机理的研究； 材料科学与工程的核心问题是材料的组织结构(Structure)和性能(Property)以及它们之间的关系，是一门基础应用学科。材料物理应该是材料科学与工程的一个组成部分。,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科学与工程？,材料科学的目的: 阐明材料的性能和行为与材料成分及内部结构之间的关系。 Make existing mater

5、ials better; Invent or discover new phenomena, materials, devices, and applications.,MSE四面体 Materials Science and Engineering Tetrahedron,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科学与工程？,MSE四面体在汽车工业中的应用,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分类,按成分（结合键）分类 金属材料：黑色金属(钢铁），有色金属 无机非金属材料：陶瓷，玻璃，矿物质，半导体材料等 有机高分子材料：橡

6、胶，聚合物等 复合材料：是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成。,价键四面体,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分类,不同成分材料的应用举例：,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分类,不同材料的强度：,聚合物,陶瓷,复合材料,金属和合金,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分类,按显微结构分类 晶体： 单晶体：性质表现为各向异性，通常有规则的外形 如：天然的水晶，钻石，宝石，人工拉制的硅单晶棒 多晶体：由许多取向各异的晶粒(单晶,尺寸10-5 m10-7 m ), 性质表现

7、为各向同性，通常不具有规则的外形。 如：自然界中绝大部分材料，金属，无机材料等 非晶体：原子排列没有周期结构 如：玻璃，高分子材料，聚合物等 准晶体：原子排列具有五次对称，通常只能在几个纳米的区域,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分类,多晶体中的晶粒,单晶硅棒,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分类,按维数分类 0维：粉体 1维：线材，纳米线 2维：薄膜 3维：块体 按特性用途分类 结构材料（structural materials）：力学性能 航天材料（aerospace materials） 生物材料（biomaterials） 电子材料（electronic materials） 磁性材料（magnetic materials） 光学材料（photonic and optical materials） 智能