《材料物理性能》课程教学资源（PPT课件）绪论

材料物理性能 绪论篇

材料物理性能 绪论篇

材料 >含义：是人类用来制造物品、器件、构件、机器或其 它产品的物质。 > 作用：是人类赖以生存和发展的物质基础。 金属 材料 合 材 无机 有机 非金属 料 高分子 材料 材料

➢ 含义：是人类用来制造物品、器件、构件、机器或其 它产品的物质。 ➢ 作用：是人类赖以生存和发展的物质基础。 无机 非金属 材料 有机 高分子 材料 金属 材料 复 合 材 料

材料性能 材料性能是一种用于表征材料在给定的外界 条件下的行为的参量 有多少行为，就对应地有多少性能。 外界条件不同，相同的材料也会有不同的性能。 性能必须量化，多数的性能都有量纲

材料性能 材料性能是一种用于表征材料在给定的外界 条件下的行为的参量 ⚫ 有多少行为，就对应地有多少性能。 ⚫ 外界条件不同，相同的材料也会有不同的性能。 ⚫ 性能必须量化，多数的性能都有量纲

材料性能的划分 其它性能 化学性能 ■力学性能 物理性能 ② ① ④③②① ⑥ ⑤④ ③ ② ① ③使用性 ②工艺性 ①复合性 耐 辐磁 热 氧 刚韧延强 声 照 学 学 学 学 入蚀 性性性度 性性性性性 能 能 性性性 能能能能能能

◼ 物 理 性 能 ◼ 力 学 性 能 ◼ 化 学 性 能 ◼ 其 它 性 能 材料性能的划分 ① 复 合 性 能 ② 工 艺 性 能 ③ 使 用 性 能 ① 抗 氧 化 性 ② 耐 腐 蚀 性 ③ 抗 渗 入 性 ① 强 度 ② 延 性 ③ 韧 性 ④ 刚 性 ① 热 学 性 能 ② 声 学 性 能 ③ 光 学 性 能 ④ 电 学 性 能 ⑤ 磁 学 性 能 ⑥ 辐 照 性 能

举例： 机械性能： 高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性 材料、摩擦材料等 热学性能：耐火材料、 绝热材料（保温材料)、传 热材料、防火材料等 化学性能：耐腐蚀材料、「 防水材料、吸附材料、离 子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等 光学性能：电光材料、导光材料、透光材料、荧光 材料、发光材料、感光材料、分光材料等

 举例：  机械性能： 高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性 材料、摩擦材料等  热学性能： 耐火材料、绝热材料（保温材料）、传 热材料、防火材料等  化学性能： 耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离 子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等  光学性能： 电光材料、导光材料、透光材料、荧光 材料、发光材料、感光材料、分光材料等

按材料性能（功能）分类 电学性能： 绝缘材料、介电材料、压电材料、铁 电材料、超导材料、半导体材料等 磁学性能：磁性材料 声学性能：隔声材料、吸音材料等 核物理性能：放射性材料、反应材料等 生物性能： 骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等 复合性能： 智能材料、梯度功能材料等

 电学性能： 绝缘材料、介电材料、压电材料、铁 电材料、超导材料、半导体材料等  磁学性能： 磁性材料  声学性能： 隔声材料、吸音材料等  核物理性能： 放射性材料、反应材料等  生物性能： 骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等  复合性能： 智能材料、梯度功能材料等

材料性能研究的重要性 1.材料性能的研究，贯穿于整个人类的文明史 此图片说明人类使用的材料，决定了人类的 文明程序，实质上，这里谈的主要是材料的性能

材料性能研究的重要性 1.材料性能的研究，贯穿于整个人类的文明史 此图片说明人类使用的材料，决定了人类的 文明程序，实质上，这里谈的主要是材料的性能

2.材料性能决定了材料用途 如：绝缘基板材料： 首先，必须要具有一定的强度，以便能够承载起安装在其上的 集成电路元件及布在其上的电路线； 其次，要有均匀而平滑的表面，以便进行穿孔、开槽等精密加 工，从而能够构成细微而精密的图形； 再次，应有优良的绝缘性能（尤其是在高频下），而且要有充分 的导热性，以迅速散发电路上因电流产生的热； 最后，硅与基片的热膨胀系数之差应较小，从而保证基片与电 路间良保的匹配性，电路与基片就不会剥离

2.材料性能决定了材料用途 如：绝缘基板材料： 首先，必须要具有一定的强度，以便能够承载起安装在其上的 集成电路元件及布在其上的电路线； 其次，要有均匀而平滑的表面，以便进行穿孔、开槽等精密加 工，从而能够构成细微而精密的图形； 再次，应有优良的绝缘性能(尤其是在高频下)，而且要有充分 的导热性，以迅速散发电路上因电流产生的热； 最后，硅与基片的热膨胀系数之差应较小，从而保证基片与电 路间良好的匹配性，电路与基片就不会剥离

3. 对材料性能的研究，有助于研究材料的内部结构 如：根据布拉格公式nλ=2dsin日(X射线在晶体中的衍 射现象必须满足布拉格(Bragg)公式)，利用晶体对 X-ray的衍射图象，就可以推知晶体中面网间距d, 进而就可以分析晶体的结构。 材料结构影响性能，性能是材料内部结构谋些方面的体现。 Diffraction Process Diffraction Pattern from NSLS

3. 对材料性能的研究，有助于研究材料的内部结构 如：根据布拉格公式nλ=2dsinθ（X射线在晶体中的衍 射现象必须满足布拉格(Bragg)公式)，利用晶体对 X-ray的衍射图象，就可以推知晶体中面网间距d， 进而就可以分析晶体的结构。 材料结构影响性能，性能是材料内部结构某些方面的体现