北京工业大学：《材料科学与工程导论》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 材料科学与工程的四个基本要素

第二章材料科学与工程的四个基本要素 MSE四要素 两个重要内容 使用性能 仪器与设备 材料的性质 分析与建模 结构与成分 合成与加工

1 第二章 材料科学与工程的四个基本要素 • MSE四要素 –使用性能 –材料的性质 –结构与成分 –合成与加工 • 两个重要内容 –仪器与设备 –分析与建模

82.1性质与使用性能 1.基础概念 2.性质与性能的区别与关系 3.材料的失效分析 4.材料(产品)使用性能的设计 5.材料性能数据库 6.其它问题

2 §2.1 性质与使用性能 1. 基础概念 2. 性质与性能的区别与关系 3. 材料的失效分析 4. 材料（产品）使用性能的设计 5. 材料性能数据库 6. 其它问题

2.1.1基础内容 材料性质:是功能特性和效用的描述符,是材料 对电磁光热机械载荷的反应 材料性质描述 力学性质 物理性质 化学性质 强度 电学性质 硬度 磁学性质 催化性质 刚度 塑性 光学性质 防化性质 韧性 热学性质

3 材料性质：是功能特性和效用的描述符，是材料 对电.磁.光.热.机械载荷的反应。 材料性质描述 力学性质 物理性质 化学性质 •强度 •硬度 •刚度 •塑性 •韧性 •电学性质 •磁学性质 •光学性质 •热学性质 •催化性质 •防化性质 2.1.1基础内容

21.1基础内容 结构材料性质的表征材料力学性质 强度:材料抵抗外应力的能力。 塑性:外力作用下,材料发生不可逆的永久 性变形而不破坏的能力。 硬度:材料在表面上的小体积內抵抗变形或 破裂的能力。 刚度:外应力作用下材料抵抗弹性变形能力

4 结构材料性质的表征----材料力学性质 强度：材料抵抗外应力的能力。 塑性：外力作用下，材料发生不可逆的永久 性变形而不破坏的能力。 硬度：材料在表面上的小体积内抵抗变形或 破裂的能力。 刚度：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。 21.1基础内容

2.1.1基础内容 结构材料性质的表征一材料力学性质 疲劳强度:材料抵抗交变应力作用下断 裂破坏的能力。 抗蠕变性:材料在恒定应力(或恒定载 荷)作用下抵抗变形的能力。 韧性:材料从塑性变形到断裂全过程中 吸收能量的能力

5 结构材料性质的表征----材料力学性质 疲劳强度：材料抵抗交变应力作用下断 裂破坏的能力。 抗蠕变性：材料在恒定应力（或恒定载 荷）作用下抵抗变形的能力。 韧性：材料从塑性变形到断裂全过程中 吸收能量的能力。 2.1.1基础内容

2.1.1基础内容 强度范畴 韧性范畴 刚度畴 力 塑性范畴 应变

6 强度范畴 刚度范畴 塑性范畴 应 韧性范畴 力 应 变 2.1.1基础内容

2.1.1基础内容 材料的物理性质 电学性质磁学性质光学性质热学性质 导电性 抗磁性 光反射 导热性 光折射 热膨胀 绝缘性 顺磁性 光学损耗 热容 。介电性 铁磁性光透性 熔化 注:上面只列出了材料的主要物理性质

7 材料的物理性质 电学性质 磁学性质 光学性质 •导电性 •绝缘性 •介电性 •抗磁性 •顺磁性 •铁磁性 • 光反射 • 光折射 • 光学损耗 • 光透性 热学性质 • 导热性 • 热膨胀 • 热容 • 熔化 注：上面只列出了材料的主要物理性质 2.1.1基础内容

2.1.1基础内容 物理性质的交互性—材料应用的关键点 现代功能材料不仅仅表现出单一的物 理性质,更重要的是具备了特殊的物 理交互性。例如: 电学--机械 电致伸缩 机械-一电学 压电特性 磁学-机械 磁致伸缩 电学-磁学 巨磁阻效应 电学光学 电致发光

8 物理性质的交互性----材料应用的关键点 现代功能材料不仅仅表现出单一的物 理性质，更重要的是具备了特殊的物 理交互性。例如： 电学----机械 电致伸缩 机械----电学 压电特性 磁学----机械 磁致伸缩 电学----磁学 巨磁阻效应 电学----光学 电致发光 ------ 2.1.1基础内容

2.1.1基础内容 使用性能:是指材料在最终使用状态(产品、元 件)下表现出的行为。 使用性能描述符 可靠性耐用度、寿命、性能价格比、安 全性,材料固化为产品后,表征产品优 良程度的各神性能指标,如飞行速度使用 温度等

9 使用性能：是指材料在最终使用状态（产品、元 件）下表现出的行为。 可靠性、耐用度、寿命、性能价格比、安 全性，及材料固化为产品后，表征产品优 良程度的各种性能指标，如飞行速度.使用 温度等。 使用性能描述符 2.1.1基础内容

2.1.1基础内容 性能定义 在某种环境或条件作用下, 为描述材料的行为或结果, 按照特定的规范所获得的 表征参量

10 在某种环境或条件作用下， 为描述材料的行为或结果， 按照特定的规范所获得的 表征参量。 性能定义 2.1.1基础内容