1. 人类文明的标志
不断的开发和使用材料的能力是任何一个社会发展的基础之一。
石器时代，燧石，打火石、金属器时代、Si时代 ?
2、 现代技术的基础
材料是所有科技进步的核心；先进材料是先进技术的基石。
飞机-喷气式发动机材料、计算机-固体微电子电路-晶体管-Si材料、光导纤维
3、 现代社会发展的基础
从半导体集成电路到混凝土摩天大楼；从塑料袋到航天飞机
a.半导体材料--集成电路-计算机、通讯等、b.航天飞机、c.光导纤维
二、材料的分类
金属材料：Fe、Al等
无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥等
高分子材料：塑料、橡胶等
3、材料科学与工程
研究材料的组成 、结构{《晶体结构：原子（分子、离子）在空间如何排列 》，晶体分为晶态【晶态：原子（分子、离子）在空间周期性有序排列长程有序】、非晶态【非晶态：原子（分子、离子）在空间周期性无序排列,短程有序、长程无序】 、多晶【多晶：晶粒和晶界， 晶粒：晶态，晶界：非晶态】} 性能（组成-性能：不同的组成不同的性能，结构-性能：不同的结构不同的性能）与 应用
思考题
1、石器时代和金属器时代作为人类文明重要标志，请简要讨论石器时代和金属器时代特点？
石器时代：2.5亿年前，主要使用燧石，打火石
金属时代：主要使用铜、铁
2、为什么说材料是现代技术的基础？
材料是所有科技进步的核心；先进材料是先进技术的基石。
3、材料分哪几类？简要说明各类的主要特点。 三类
金属材料：Fe、Al等。具有延展性，导电性等特性
无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥等。
高分子材料：塑料、橡胶等。各种聚合物
4、什么是晶态（体）、非晶态和多晶态？各举一例。
晶态：原子（分子、离子）在空间周期性有序排列， 长程有序。NaCl，CdS
非晶态：原子（分子、离子）在空间周期性无序排列 ，短程有序、长程无序。（二氧化硅）
多晶态：晶粒和晶界。晶粒：晶态 ， 晶界：非晶态 （聚乙烯硅）
无机非金属材料（陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料，半导体材料，功能材料）
1、陶瓷材料：经过高温处理的无机非金属材料
釉：低熔点玻璃质。铅釉，锡釉
思考题
1.无机非金属材料分为哪几类？
六类：陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料，半导体材料，功能材料
2.陶瓷的发展分为那几个阶段？
陶器（土器, 陶器），瓷器，精瓷器
3.陶瓷材料的主要成分为那些？
粘土
4.陶瓷为什么要进行高温烧结？
粘土中的元素对应的氧化物化学键强度大，高温烧结才能破坏其化学键
5.精瓷和土器相比区别有哪些？
土器煅烧温度低，粗糙不美观。精瓷煅烧温度高，细腻美观
6.釉有何特点？主要釉料是什么？
特点：低熔点玻璃质。主要釉料：铅釉，锡釉
2、玻璃
1. 从熔体冷却，在室温下还保持熔体结构的固体物质状态。
过冷液体---非晶态结构
3. 制造（硅酸盐英玻璃），原料：SiO2 、Na2CO3 、CaO
工艺过程：配料，熔制：（典型温度1500度），成型：
3、水泥，主要成分：CaO-Al2O3，CaO-SiO2，CaO-Al2O3-Fe2O3
3.混泥土：水泥、沙子、碎石块
四、先进无机非金属材料简介
半导体材料、结构陶瓷、功能陶瓷
思考题
1.玻璃的结构有何特点？
从熔体冷却，在室温下还保持熔体结构的固体物质状态。
过冷液体---非晶态结构 制造（硅酸盐英玻璃 原料：SiO2 、Na2CO3 、CaO
工艺过程：配料、熔制：（典型温度1500度）、成型：
2.早期如何发现的玻璃形成？主要成分？
最早是由水手在沙滩上做饭，沙中含二氧化硅与贝克中的碳酸钙，海水中的过氧化钠，氯化钠等在火种烧制，形成了透明的玻璃。主要成分：二氧化硅，碳酸钙，过氧化钠。
3.简述玻璃的工艺？
熔制，温度1500度
4.混泥土如何构成？
水泥、沙子、碎石块
5.举一例说明现代无机非金属材料的特点和应用。
陶瓷（Ceramics)：经过高温处理的无机非金属材料。粘土。陶器-土器, 陶器，950 and 1050°C ----瓷器，1200–1300°C----精瓷器，1250–1300°C
玻璃（Glass）
水泥（Cements)：主要成分CaO-Al2O3、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-Fe2O3
耐火材料（Refractory)
半导体材料（Semiconductors)
功能材料（Functional Materials）
复习思考题
1、金属材料有什么特点？它们的基本用途是什么？主要应用在哪些领域？
特点：具有良好的塑性、较高的强度和硬度，即具有良好的综合力学性能。
基本用途：适合作为受力的结构材料。金属材料绝大部分都是结构材料，但近来也出现一些功能材料，如形状记忆合金、储氢合金、金属超导材料等。 结构材料主要应用于机械制造、航空、航天、化工、建筑和交通运输等部门。在机械设备中约占所用材料的百分之九十以上，其中又以钢铁材料占绝大多数。
2、请叙述一个典型机器零件的生产工艺流程。
20CrMnTi制作汽车变速齿轮工艺流程：
锻造→正火→加工齿形→非渗碳部位镀铜保护→渗碳→预冷直接淬火+低温回火→喷丸→磨齿（精磨）
技术要求：渗碳层后(1.2~1.6)mm，表面碳质量分数1.0%；齿顶硬度(58~60)HRC，心部硬度(30~45)HRC。
40Cr钢制作拖拉机连杆螺栓工艺路线：
下料→锻造→退火(或正火)→粗加工→调质→精加工→装配
技术要求：调质处理后组织为回火S，硬度(30~38)HRC。
板簧制造工艺路线：
扁钢剪断→加热压弯成形→余热淬火+中温回火→喷丸→装配
3、人类使用的第一种金属是那种金属？举出几个例子。
人类使用的第一种金属：铜（Cu)——锡青铜，铜镜、铜鼎、铜剑
4、对人类生产生活最重要的金属是哪种金属？举出几个例子。
对人类生产、生活影响最大的金属：铁——钢及铸铁锄头、犁铧、钢筋、铁锅、火车、汽车、机床、大桥、、炮
5、钢按用途分为哪几类？
合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢
合金结构钢：工具结构用钢(桥梁、船舶、建筑等)、机器零件用钢｛调质钢、弹簧钢、渗
碳钢、滚动轴承钢 合金工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢
特殊性能钢：不锈钢。耐锈钢、耐磨钢
6、合金钢编号的一般原则是什么？
原则为：
平均碳含量+合金元素符号+合金元素平均含量
平均碳含量 ——数字。结构钢：两位，以 0.01%为一个单位；工具钢：一位，以0.1%为一个单位，≥1%，不标。 合金元素符号 —— 以汉字或化学元素符号表示。
合金元素平均含量 —— 数字，以1%为一个单位，含量≤1.5%，不标出。
高级优质钢，钢号尾部加 “A”。
特级优质钢，钢号尾部加 “E”。
7、低合金高强度结构钢的特点是什么？其用途有哪些？
特点：低碳、低合金、高强度。承载大、自重轻、综合性能好。
用途：广泛用于制造桥梁、车辆、船舶、石油化工容器、建筑钢筋等。
8、弹簧的主要作用是什么？弹簧钢的主要性能要求有哪些？
作用：利用弹性变形吸收、储存能量以驱动某些装置或减缓震动和冲击的作用。
性能要求：
较高的弹性极限σe，防止工作时产生塑性变形；
较高的疲劳强度σr和屈强比σs/σb ，以避免疲劳破坏
9、齿轮类零件对材料性能的要求是什么？渗碳钢主要用于哪些零件？
齿轮类零件对材料性能的要求是：
①高的接触疲劳强度，高的表面硬度和耐磨性，防止齿面受损；
②高的抗弯强度，适当的心部强度和韧性，防止疲劳、过载及冲击断裂；
③良好的切削性能以及小的淬火变形性能。
用途：制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，矿山机器中的轴承，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。
10、根据模具的使用性质，模具钢分为哪两大类？
根据模具的使用性质，可将模具钢分为两大类：
冷模具钢：是指使金属在冷状态下变形的模具用钢，其工作温度一般小于250℃。
热模具钢：是指使金属在加热状态或液态下成形的模具用钢，其模腔表面温度高于600℃。
11、按化学成分铜合金分为哪几类？
b、按化学成份分类：
（1）黄铜：以Zn为主要合金元素。
①普通黄铜：
H+铜含量；例：H62 ，平均Cu含量62%，余量为Zn。
②特殊黄铜：
H+主要合金元素符号+铜含量+－+添加元素含量。
例：HMn58-2 、含Cu量为58%，含Mn量2%， 余量为Zn。
（2）白铜：以Ni为主要合金元素。
① 普通白铜：
B+镍含量；例： B30，平均Ni含量30%，余量为Cu。
②特殊白铜：
B+主要添加合金元素符号+Ni含量+－+添加元素含量；
例：BMn40-1.5 Ni 40% Mn 1.5% 余量为Cu。
3）青铜：除Zn 、Ni以外的其它元素为主要合金元素的铜合金。
按所含主要合金元素的种类分：锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜、锆青铜、铬青铜等。
加工青铜的代号：
Q+主要合金元素符号+主要合金元素含量－+添加元素含量。
例：
QSn4-3：平均Sn含量为4%，Zn含量为3%，余量为Cu的加工锡青铜；
QAl9-2：Al含量为9%，含Mn量为2%，Cu为余量的加工铝青铜。
QBe2：Be含量为2%，余量为Cu的加工铍青铜。
思考题
1、什么叫高分子材料？常见的五烯有哪些？三大合成高分子材料分别是什么？她们的分子
量大小及分布顺序如何？
高分子：由许多结构相同的、简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物 一种由许多结构相同的、简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的
化合物
常见五烯：塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂。三大合成高分子材料分别：塑料、橡胶、纤维（产量最大，与国民经济、人民生活关系密切故称为“三大合成材料”）
2、高分子材料的结构特点有哪些？何谓高分子分子量的多分散性？
结构特点：一、分子量大（A、相对分子质量很大：一般在104~106）、B、共价键连接， 分子量具有多分散性：C、由相同的化学结构重复多次而成， 高分子的结构复杂
什么是分子量的多分散性（Polydispersity） ？
