《材料化学导论》课程教学课件（讲稿）01 绪论（华北理工大学：杨金萍）

绪论第1章01.1材料化学的概念1.2材料科学的发展1.3材料科学分类及其特点1.4材料科学与工程四要素1.5当前材料科学的研究热点1.6材料化学的研究对象和主要内容材料科学与工程学院PDF案使用"pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

第1章 绪论 l1.1 材料化学的概念 l1.2 材料科学的发展 l1.3 材料科学分类及其特点 l1.4 材料科学与工程四要素 l1.5 当前材料科学的研究热点 l1.6 材料化学的研究对象和主要内容 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

S1.1材料的概念1.1 材料化学的概念材料化学：与材料相关的化学学科的一个分支材料科学与化学的对象都是物质（substances），前者注重宏观，后者关注原子一分子水平的相互作用。两者结合，则可以从分子水平到宏观尺度认识结构与性能的相互关系，从而调节改良材料的组成、结构和合成技术及相关的分析技术，并发展出新型的具有优异性质与性能的先进材料。材料化学正是这两者结合的产物，它是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。材料科学与工程学院PDF案使用“pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

1.1 材料化学的概念 材料化学：与材料相关的化学学科的一个分支。 材料科学与化学的对象都是物质（substances），前者注 重宏观，后者关注原子一分子水平的相互作用。两者结合，则 §1.1 材料的概念 可以从分子水平到宏观尺度认识结构与性能的相互关系，从而 调节改良材料的组成、结构和合成技术及相关的分析技术，并 发展出新型的具有优异性质与性能的先进材料。材料化学正是 这两者结合的产物，它是关于材料的结构、性能、制备和应用 的化学。 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

S1.1材料的概念材料化学的特点如下：（1）跨学科性：材料化学本身是学科交又的产物。（2）实践性：材料化学是理论与实践相结合的产物材料通过实验室的研究工作而得到深入的了解，从而指导材料的发展和合理使用。材料科学与工程学院PDF案使用"pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

材料化学的特点如下： （1）跨学科性：材料化学本身是学科交叉的产物。 §1.1 材料的概念 （2）实践性：材料化学是理论与实践相结合的产物， 材料通过实验室的研究工作而得到深入的了解，从而指 导材料的发展和合理使用。 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

S1.2材料科学的发展1.2 材料科学的发展能源、信息和材料被认为是现代国民经济的三大支柱。其中材料更是各行各业的基础。没有先进的材料，就没有先进的工业、农业和科学技术。历史学家将材料作为文明社会进化的标志，将历史划分为石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代等等。材料科学与工程学院PDF檔案使用“pdfFactory"試用版本建立www.pdffactory.com

1.2 材料科学的发展 能源、信息和材料被认为是现代国民经济的三大支柱。其 中材料更是各行各业的基础。没有先进的材料，就没有先进的 工业、农业和科学技术。历史学家将材料作为文明社会进化的 标志，将历史划分为石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器 §1.2 材料科学的发展 标志，将历史划分为石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器 时代等等。 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

S1.2材料科学的发展合成天然1000150018001900194019601980199010000BC5000BC0200020102020金铜青铜金属金属铁铸铁高分子材料钢木材皮革合金钢皮胶纤维1860轻合金高分子材料橡胶导电聚合物复合材料高温合金纸稻草泥巴高温聚合物钛合金石头高模量聚合物I胶木铂合金火石复合材料聚酯尼龙陶器陶瓷基复合材料环氧树脂聚酵玻璃金属基复合材料水泥丙烯酸芳纶增强树脂有机玻璃聚苯乙烯陶瓷陶瓷素丙烯纤维增强耐火材料1树脂韧性工程陶瓷先进功能陶瓷融熔硅酸盐水泥金属陶瓷耐火陶瓷(Al2O,,SisN)石英198019001940199010000BC5000BC19602000010001500180020102020年代（年代坐标非线性）图1-1材料发展分布图材料科学与工程学院PDF案使用“pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

§1.2 材料科学的发展 • 图1-1 材料发展分布图 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

81.2材料科学的发展第一代天然材料用树枝、泥巴盖起来的房子用石头建造的古罗马斗普场材料科学与工程学院PDF案使用“pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

用树枝、泥巴盖起来的房子 n 第一代 天然材料 用石头建造的古罗马斗兽场 §1.2 材料科学的发展 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

81.2材料科学的发展第二代烧炼材料用砖、石头等建的古代城墙材料科学与工程学院PDF案使用“pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

n 第二代 烧炼材料 §1.2 材料科学的发展 用砖、石头等建的古代城墙 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

81.2材料科学的发展把赤铁矿（Fe,O）与碳一起加热，发生如下反应：3Fe2O3+ 11C=2FeC+9C0Fe,O3+3C==2Fe+3C0Fe,C+FeO=4Fe+CO（锻打）巴黎埃菲尔铁塔材料科学与工程学院PDF案使用“pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

巴 黎 埃 菲 尔 把赤铁矿（Fe2O3）与碳一起加 热，发生如下反应： 3Fe2O3 + 11C = 2Fe3C+9CO Fe2O3 + 3C ==2Fe+3CO Fe3C+FeO=4Fe+CO（锻打） §1.2 材料科学的发展 巴 黎 埃 菲 尔 铁 塔 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

81.2材料科学的发展第三代合成材料化学对实用合成高分子材料发展的首次重要影响出现在1839年，美国人查尔斯·古德伊尔发现把天然橡胶与硫磺一起加热，可改善其弹性，减小粘性。第二次世界大战后各国对材料提出质量轻、强度高、价格低等一系列新的要求。因此，具有优异性能的工程塑料、合成纤维、合成橡胶应运而生，涂料和胶粘剂等合成材料都得到相应的发展和应用。材料科学与工程学院PDF檔案使用“pdfFactory"赋用版本建立www.pdffactory.com

n 第三代 合成材料 化学对实用合成高分子材料发展的首次重要影响出现 在1839年，美国人查尔斯·古德伊尔发现把天然橡胶与硫磺 一起加热，可改善其弹性，减小粘性。第二次世界大战后， §1.2 材料科学的发展 一起加热，可改善其弹性，减小粘性。第二次世界大战后， 各国对材料提出质量轻、强度高、价格低等一系列新的要 求。因此，具有优异性能的工程塑料、合成纤维、合成橡 胶应运而生，涂料和胶粘剂等合成材料都得到相应的发展 和应用。 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com

81.2材料科学的发展全塑料汽车材料科学与工程学院PDF檔案使用"pdfFactory"試用版本建立www.pdffactory.com

§1.2 材料科学的发展 全塑料汽车 材料科学与工程学院 PDF 檔案使用 "pdfFactory" 試用版本建立 www.pdffactory.com