1、材料物理（材料科學(xué)基礎(chǔ)）,物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李強(qiáng) 2007.1st Term,Xinjiang University,2020/8/12,材料物理,物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 教師：李強(qiáng),辦公室：3123室 電話E-mail：,Xinjiang University,2020/8/12,考核方法,平時(shí)成績(jī)30 作業(yè) ( *：不要抄作業(yè)！) 課堂提問 期末成績(jī)70,Xinjiang University,2020/8/12,教材和參考書,教材: 材料科學(xué)基礎(chǔ) 胡賡祥主編 上海交通大學(xué)出版社 參考書： 材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生主編 清華大學(xué)出版社 資源網(wǎng)站： http:/202.1

2、20.6.136/fms/index.asp （上海交大材料科學(xué)基礎(chǔ)精品課程網(wǎng)） （北京科技大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)精品課程網(wǎng)） 94/clkx/ （山東大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)精品課程網(wǎng)） 國(guó)家精品課程網(wǎng): ,Xinjiang University,2020/8/12,緒論,什么是材料科學(xué)與工程? What is Materials Science and Engineering? 材料的分類 Classification of Materials 材料的應(yīng)用 Applications of Materials,Xinjiang University,2020/8/12,

3、1、什么是材料科學(xué)與工程？,21世紀(jì)新技術(shù)革命的四大支柱： 新材料技術(shù)，能源技術(shù)，信息技術(shù)，生物技術(shù) 1990年美國(guó)總統(tǒng)的科學(xué)顧問Allany.Bromley明確指出“材料科學(xué)在美國(guó)是最重要的學(xué)科”。 1991年日本為未來工業(yè)規(guī)劃技術(shù)列舉的11項(xiàng)主要項(xiàng)目中有7項(xiàng)是基于先進(jìn)材料之上。 1986年科學(xué)的美國(guó)人雜志指出“先進(jìn)材料對(duì)未來的宇航、電子設(shè)備、汽車以及其他工業(yè)的發(fā)展是必要的，材料科學(xué)的進(jìn)步?jīng)Q定了經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵部門增長(zhǎng)速率的極限范圍。” 可見，材料科學(xué)歷來是技術(shù)進(jìn)步的支柱。,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科學(xué)與工程？,什么是材料科學(xué)與工程？ 材料科學(xué)與工程

4、是以固體材料為研究對(duì)象，以固體物理，熱力學(xué)，量子力學(xué)，冶金，化學(xué)等為理論基礎(chǔ)的交叉、基礎(chǔ)、應(yīng)用學(xué)科。 材料物理與材料科學(xué)與工程學(xué)科的區(qū)別： 材料物理主要以材料的功能特性，如聲，光，電，磁等特性為研究?jī)?nèi)容，偏向于微觀機(jī)理的研究； 材料科學(xué)與工程的核心問題是材料的組織結(jié)構(gòu)(Structure)和性能(Property)以及它們之間的關(guān)系，是一門基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科。材料物理應(yīng)該是材料科學(xué)與工程的一個(gè)組成部分。,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科學(xué)與工程？,材料科學(xué)的目的: 闡明材料的性能和行為與材料成分及內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。 Make existing mater

5、ials better; Invent or discover new phenomena, materials, devices, and applications.,MSE四面體 Materials Science and Engineering Tetrahedron,Xinjiang University,2020/8/12,1、什么是材料科學(xué)與工程？,MSE四面體在汽車工業(yè)中的應(yīng)用,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,按成分（結(jié)合鍵）分類 金屬材料：黑色金屬(鋼鐵），有色金屬 無機(jī)非金屬材料：陶瓷，玻璃，礦物質(zhì)，半導(dǎo)體材料等 有機(jī)高分子材料：橡

6、膠，聚合物等 復(fù)合材料：是由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同的材料組合而成。,價(jià)鍵四面體,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,不同成分材料的應(yīng)用舉例：,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,不同材料的強(qiáng)度：,聚合物,陶瓷,復(fù)合材料,金屬和合金,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,按顯微結(jié)構(gòu)分類 晶體： 單晶體：性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，通常有規(guī)則的外形 如：天然的水晶，鉆石，寶石，人工拉制的硅單晶棒 多晶體：由許多取向各異的晶粒(單晶,尺寸10-5 m10-7 m ), 性質(zhì)表現(xiàn)

7、為各向同性，通常不具有規(guī)則的外形。 如：自然界中絕大部分材料，金屬，無機(jī)材料等 非晶體：原子排列沒有周期結(jié)構(gòu) 如：玻璃，高分子材料，聚合物等 準(zhǔn)晶體：原子排列具有五次對(duì)稱，通常只能在幾個(gè)納米的區(qū)域,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,多晶體中的晶粒,單晶硅棒,Xinjiang University,2020/8/12,2、材料的分類,按維數(shù)分類 0維：粉體 1維：線材，納米線 2維：薄膜 3維：塊體 按特性用途分類 結(jié)構(gòu)材料（structural materials）：力學(xué)性能 航天材料（aerospace materials） 生物材料（biomaterials） 電子材料（electronic materials） 磁性材料（magnetic materials） 光學(xué)材料（photonic and optical materials） 智能