《材料研究方法》课程教学课件（PPT讲稿）绪论（石河子大学：杜广芬）

材料研究方法 杜广芬 duguangfen@163.com

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材料是当代文明的三大支柱之一 材料、能源、信息是当代社会文明和国 民经济的三大支柱，是人类社会进步和科 学技术发展的物质基础和技术先导。 材料是全球新技术革命的四大标志之一 (新材料技术、新能源技术、信息技术、 生物技术)

◼ 材料是当代文明的三大支柱之一 材料、能源、信息是当代社会文明和国 民经济的三大支柱，是人类社会进步和科 学技术发展的物质基础和技术先导。 ◼ 材料是全球新技术革命的四大标志之一 （新材料技术、新能源技术、信息技术、 生物技术）

什么是材料？ 世界万物，凡于我有用者，皆谓之材料。 材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构 件或其它物品的物质。 亚历山大灯塔建立时间：公元前280年 地点：亚历山大城附近法罗斯岛防波堤南端 灯塔高达120米，分4层。第一层是方形，高69米：第 二层为八角形墙，高38米；第三层是圆塔，像个堡垒： 第四层塔顶，放有一只大火盆，熊熊火焰日夜不熄， 后面有一块磨得光光的花岗石做的反光镜，使在远处 航行的船只也能看到。塔内共有房间近300间。塔身 用白色大理石砌筑，石缝之间用熔化的铝弥合。塔基 则用能耐海水腐蚀的玻璃块填实

什么是材料? 世界万物，凡于我有用者，皆谓之材料。 材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构 件或其它物品的物质。 亚历山大灯塔 建立时间：公元前280年 地点：亚历山大城附近法罗斯岛防波堤南端 灯塔高达120米，分4层。第一层是方形，高69米；第 二层为八角形墙，高38米；第三层是圆塔，像个堡垒； 第四层塔顶，放有一只大火盆，熊熊火焰日夜不熄， 后面有一块磨得光光的花岗石做的反光镜，使在远处 航行的船只也能看到。塔内共有房间近300间。塔身 用白色大理石砌筑，石缝之间用熔化的铝弥合。塔基 则用能耐海水腐蚀的玻璃块填实

材料的分类 按化学组成（或基本组成)分类 1.金属材料 2.无机非金属材料 3.高分子材料（聚合物） 4.复合材料 COM

材料的分类 按化学组成（或基本组成）分类. 1.金属材料 2. 无机非金属材料 3. 高分子材料（聚合物） 4. 复合材料

材料按结晶状态分类 单晶材料是由一个比较完整的晶粒构成的材料，如单晶纤维、 单晶硅； 多晶材料是由许多晶粒组成的材料，其性能与晶粒大小、晶界 的性质有密切的关系。 口非晶态材料是由原子或分子排列无明显规律的固体材料，如玻 璃、高分子材料

材料按结晶状态分类  单晶材料是由一个比较完整的晶粒构成的材料，如单晶纤维、 单晶硅；  多晶材料是由许多晶粒组成的材料，其性能与晶粒大小、晶界 的性质有密切的关系。  非晶态材料是由原子或分子排列无明显规律的固体材料，如玻 璃、高分子材料

按材料的尺寸分类 材料按材料的尺寸可分为零维材料、 一维材料、二维材料、三维材料

按材料的尺寸分类 材料按材料的尺寸可分为零维材料、 一维材料、二维材料、三维材料

材料的组成与结构 组成—指构成材料物质的原子、分子及其分布；除 主要组成以外，杂质及对无机非金属材料结构与性能有 重要影响的微量添加物亦不能忽略。 结构一 则指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的 形式、状态和空间分布，包括原子与电子结构、分子结 构、晶体结构、相结构、晶粒结构、表面与晶界结构、 缺陷结构等；在尺度上则包括纳米以下、纳米、微米、 毫米及更宏观的结构层次

材料的组成与结构 组成 ——指构成材料物质的原子、分子及其分布；除 主要组成以外，杂质及对无机非金属材料结构与性能有 重要影响的微量添加物亦不能忽略。 结构——则指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的 形式、状态和空间分布，包括原子与电子结构、分子结 构、晶体结构、相结构、晶粒结构、表面与晶界结构、 缺陷结构等；在尺度上则包括纳米以下、纳米、微米、 毫米及更宏观的结构层次

材料的相关知识： 材料的性质是指材料对电、磁、光、热、机械载荷 的反应，主要决定于材料的组成与结构。 应用性能是材料在使用状态下表现的行为，它与材料 设计、工程环境密切相关。实用性能包括可靠性、耐用性、 寿命预测及延寿措施等。 合成与制备过程包括传统的冶炼、铸锭、制粉、压力 加工、焊接等，也包括新发展的真空溅射、气相沉积等新 工艺，使人工合成材料如超晶格、薄膜材料成为可能

材料的性质是指材料对电、磁、光、热、机械载荷 的反应，主要决定于材料的组成与结构。 应用性能是材料在使用状态下表现的行为，它与材料 设计、工程环境密切相关。实用性能包括可靠性、耐用性、 寿命预测及延寿措施等。 合成与制备过程包括传统的冶炼、铸锭、制粉、压力 加工、焊接等，也包括新发展的真空溅射、气相沉积等新 工艺，使人工合成材料如超晶格、薄膜材料成为可能。 材料的相关知识：

组成-结构-性质-工艺过程之间的关系 应用 加工 组织结构 成份 性能 图组成-结构-性质-工艺过程之间关系示意 决定 决定 化学组成 结构 性能

图 组成-结构-性质-工艺过程之间关系示意 组成-结构-性质-工艺过程之间的关系 化学组成 结构 性能 决定 决定

材料分析方法简介 图像分析法和非图像分析法 295 290 285280 结合能/eV 图16-5三氟乙酸乙酯中C1s的 光电子谱图(A1K。作激发源) 疟疾破坏的两个红细胞 微观 纳米见 宏观 (Micro-) (Nano-) (Macro-)

微 观 (Micro-) 介 观 (Meso-) 宏 观 (Macro-) 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10 10-12 10-11 10-10 0 101 m 纳 米 (Nano- ) 材料分析方法简介 图像分析法和非图像分析法 疟疾破坏的两个红细胞