金屬金屬學原材料科學與工程2007年2新材料與人類文活新材料與人類文活---標志著人類對環(huán)境問題的全社會需評價測加工成性能結(jié)制性電社會需評價測加工成性能結(jié)制性電氣性化學性材料金屬材有機材復合材基礎(chǔ)材料科學與相關(guān)領(lǐng)子情報天船學能源數(shù)學物理化學生物地質(zhì)人類對材料種類認識的發(fā)無機非金屬人類對材料種類認識的發(fā)無機非金屬石器、陶器金屬金、銅、青銅、鐵建筑材料水泥、陶瓷、玻冶金材料鋼鐵、合化工材料橡膠、人造功能材料物理性金屬,~,顆?！镌鯓訁^(qū)分各類材◎按物質(zhì)種類區(qū)★怎樣區(qū)分各類材◎按物質(zhì)種類區(qū)鎳基材鈦基材鋼鐵材鋁基材金屬材鎂基材氧化物材碳化物材硅化物材氮化物材砷化物材硼化物材無機非金屬材硅酸鹽材環(huán)氧樹聚高分子材氨基樹有機硅樹聚酰聚力學性能是基◎按性質(zhì)特征區(qū)高強度力學性能是基◎按性質(zhì)特征區(qū)高強度、超塑性硬材料，耐磨材結(jié)構(gòu)材力學性磁，永磁，磁，導電，超導物理學性功能材光，熱偶，膨脹材料，磁材料，，◎按用途區(qū)分（以鋼鐵材料為例建筑用鋼工◎按用途區(qū)分（以鋼鐵材料為例建筑用鋼工字鋼角鋼槽大型構(gòu)件用鋼橋梁球罐車工程結(jié)構(gòu)造船鋼軌用船艦輸油輸機重軌輕道用機器制造其他機器用工具切削工模具量耐耐耐生活裝硅純結(jié)構(gòu)材結(jié)構(gòu)材結(jié)構(gòu)材結(jié)構(gòu)材磁磁熱電功能材儀表、機器人（元件磁磁熱電功能材卵形卵形復合結(jié)構(gòu)粉在Science雜志(Vol.297(2002),pp.990-C.P.WangI.Ohnuma在Science雜志(Vol.297(2002),pp.990-C.P.WangI.Ohnuma,）,umaandChemical&Engineering的Chemical&Engineering的環(huán)Science雜志審Science雜志審稿人的評應(yīng)用領(lǐng)應(yīng)用領(lǐng)原始原始地球?qū)訝钚纬蓹C理擬開展工擬開展工作2.地球?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)機理的材料學研研究發(fā)地球的形成過程實際上是凝固過程擬開展工作擬開展工作機地球物理學2005年國家自然科學基金的小額資助（地學部擬開展工作地球的擬開展工作地球的平均成鐵（Fe）：34.6%；氧硅（Si）：15.2%；鎂鎳（Ni）鋁（Al）硫擬開展擬開展工作地球成分在Fe-Si-O三元系的位坩多與多與材料的微材料的微觀結(jié)（Microstructureof決定材料性質(zhì)最為本質(zhì)的內(nèi)組成材料各元素原子結(jié)構(gòu)，原子間相互作用，相互結(jié)合，原子或分子在空間的排列，運動規(guī)律，以及原子集合體的形貌特征第一原子結(jié)構(gòu)和鍵第一原子結(jié)構(gòu)和鍵物質(zhì)是由原子組成的。在材料科學中，最為關(guān)心原子結(jié)構(gòu)中的電子結(jié)構(gòu)原子間鍵合本質(zhì)決定材料分類：金陶高分一.原子1.物質(zhì)的組分子：單獨存在、保存物質(zhì)化學特性而成的原子：化學變化中最小微粒。但在量子力學中，原子不是物的最小微粒電子結(jié)構(gòu)的三巨1879J.JThomson電子結(jié)構(gòu)的三巨1879J.JThomson發(fā)現(xiàn)了電子,揭示了原。1906年獲獎（物理學1911E.Rutherford提出原子結(jié)構(gòu)有核模1908年獲獎（化學1913N.Bohr提出了原子結(jié)構(gòu)的量子理1922年獲獎（物理學原子的結(jié)Bohratomic原子的結(jié)Bohratomic原子中一個電子原子中一個電子的空間和能量的描主量子數(shù)ni：決定原子中電子能量和核間平均距離，即量子殼層，軌道動量量子數(shù)li：給出電子在同一量子殼層內(nèi)所處的能級（電子磁量子數(shù)mi：給出每個軌道角動量數(shù)或軌道數(shù)，決定原子軌道或自旋角動量量子數(shù)si：表示電子自旋的方向，取值為+1/2或-核外電子的排布規(guī)能量最低原理：電子總是占據(jù)能量最低的殼層，使體系的能量最低。而在同一電子層，電子依次按f的次序排列。Pauli不相容原理：在一個原子中不可能有運動狀態(tài)完全一樣的兩個電子。因此，主量子數(shù)為n的殼層，最多容納2n電子。d原則：在同一個亞能級中的各個能級中，電的排布盡可能分占不同的能級，而且自旋方向相同元素周元素周期原子序數(shù)＝核電荷周期序原子序數(shù)＝核電荷周期序數(shù)＝電子殼層零族元素最外層電子數(shù)為8（氦為原子間的原子間的（1）金屬典型金屬原（1）金屬典型金屬原子結(jié)構(gòu)：最外層電子數(shù)很少，即價電子極掙脫原子核而成電子，形成金屬電子與金屬正離子之鍵合稱為金屬鍵金屬鍵示意（2）離子鍵（大多數(shù)（2）離子鍵（大多數(shù)鹽類、堿類和金屬氧化物離子鍵的實質(zhì)金屬原非金屬原帶正電的正離帶負電的負離形成靜電引力NaCl離子鍵示意 （3）共價（3）共價鍵（亞金屬、聚合物和無機非金屬材料共價鍵的實質(zhì)：由二個或多個電負性差不大原子間通過共用電子對而成SiO2中硅和氧原子特點：飽和性配位數(shù)較小， 力近鄰原子相互作用→電力近鄰原子相互作用→電荷位移→偶極子(dipoles）偶應(yīng)華