首页材料科学基础学科材料科学基础 01 第1章 金属的晶体结构.pptx

01 第1章 金属的晶体结构.pptx

页数:15页文件大小:3.09 MB来源: 材料科学基础ppt课件

本课件从材料的定义与四大类划分切入,说明金属材料的主导地位以及使用性能、加工工艺性能;进而沿金属键与金属特性、空间点阵与晶面晶向指数、典型金属晶体结构展开,最后讲解实际金属中的点缺陷、线缺陷与面缺陷。

《材料科学基础》课件封面页,标示教材书名与课程主题,为全套课件的起始页
教材前言页,说明材料科学是能源与信息之外的第三大技术支柱,并列出各章编者与致谢
绪论页,给出材料的定义与四大类划分,并说明金属材料在制造业中约90%的主导地位
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第1页:材料科学基础封面

材料科学基础

本页为《材料科学基础》全套课件的封面,标示教材名称与课程主题。

第2页:前言

前言

能源、信息和材料是现代科学技术进步的三大支柱产业,其中材料是科学技术发展的基础。材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能以及它们之间相互关系的科学。

本书由张代东、吴润主编,第1章由东北大学秦皇岛分校李明亚编写,第0章、2章、9章由太原科技大学张代东编写,第3章、4章由武汉科技大学吴志芳编写,第5章、8章由辽宁工程技术大学任鑫编写,第6章、7章由东北大学秦皇岛分校王晓强编写,第10章由武汉科技大学吴润编写,全书由张代东统稿。

本书在编写过程中得到了北京大学出版社及童君鑫编辑的大力支持和热情指导,得到了太原科技大学材料科学与工程学院的关怀与协助;书中缺点与不妥之处,恳请读者批评指正。

第3页:绪论:材料与金属材料

绪论

材料
一类物质,是人类用以制造生产和生活所需物品或产品的物质。
材料的分类
按物理化学性能分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料,被称为固体材料的四大家族。
  • 在所有应用材料中,金属材料尤其是钢铁在机械制造业中应用最为广泛,占主导地位(约90%以上)。
  • 自然界已存在的94种化学元素中金属元素占72种,铝、铁、钙、钠、钾、镁、铜等在地壳中含量较大。
  • 通过冶炼可获得纯金属(纯铜、纯铁、纯铝等)或以金属为主体的合金(青铜、合金钢、硬铝等)。
  • 金属材料兼具优良的使用性能与加工工艺性能,并蕴藏着性能、数量与质量方面的巨大潜力。

第4页:

第5页:金属材料的性能

金属材料的性能

1. 使用性能

  • 力学性能:强度、硬度、塑性、韧性等。
  • 物理化学性能:密度、导电性、导热性、膨胀系数、抗氧化性、耐腐蚀性等。

2. 加工工艺性能

  • 切削加工工艺性能、铸造加工工艺性能、锻造加工工艺性能、焊接加工工艺性能和热处理加工工艺性能。

第6页:第1章 金属的晶体结构 教学要点

第1章 金属的晶体结构

第1章 金属的晶体结构 教学要点
相关知识掌握程度知识要点
金属键元素及其原子结构,键合方式,原子结合特性,金属键与金属特性熟悉原子间结合键类型及特点,重点掌握金属键结合特点和金属特性
金属晶体学基础空间点阵、晶胞、晶格常数,14种布拉菲点阵,晶面指数、晶向指数,典型金属晶体结构、间隙熟悉布拉菲点阵模型,掌握典型金属晶体的表征方法
金属晶体缺陷单晶体、多晶体,点缺陷类型、平衡浓度,位错类型、密度、柏氏矢量,晶界、孪晶界、亚晶界、相界、表面、界面能了解实际金属晶体与理想晶体的区别,掌握三种缺陷类型和特征

原页「本章教学要点」为三列表格(相关知识/掌握程度/知识要点),源文件文字粘连,此处按三列结构还原为真表格,措辞与原文一致。

第7页:1.1 金属键与金属特性

1.1 金属键与金属特性

1. 键合方式

  • 金属键
  • 离子键
  • 共价键
  • 分子键
  • 氢键
  • 不同键合的结合特性

第8页:金属特性

2. 金属特性

  • 延展性
  • 导电性
  • 正的电阻温度系数
  • 导热性
  • 金属光泽

第9页:14种布拉菲点阵与七大晶系

1.2 金属晶体学基础

1. 空间点阵

  • 空间点阵和晶胞
  • 14种布拉菲点阵
14种布拉菲点阵所属的七大晶系
晶系名称点阵常数间的关系和特点实例
三斜晶系a≠b≠c,α≠β≠γ≠90°K2CrO7
单斜晶系a≠b≠c,α=γ=90°≠ββ-S、CaSO4·H2O
正交晶系a≠b≠c,α=β=γ=90°α-S、Fe3C
六方晶系a1=a2=a3≠c,α=β=90°,γ=120°Zn、Cd、Mg
菱方晶系a=b=c,α=β=γ≠90°As、Sb、Bi
四方晶系a=b≠c,α=β=γ=90°β-Sn、TiO2
立方晶系a=b=c,α=β=γ=90°Fe、Cr、Au、Ag、Cu

原表按「实例—点阵常数关系—晶系名称」顺序连排,此处按晶系分行重新排列,数值与实例均与原文一致。

第10页:晶向指数与晶面指数

2. 晶向指数与晶面指数

  • 晶向指数
  • 晶面指数
  • 六方晶系的晶向指数与晶面指数
  • 晶带与晶带定理
  • 晶面间距
  • 晶面夹角

第11页:典型金属晶体结构

3. 典型金属晶体结构

  • 三种典型的金属晶体结构
  • 晶体中原子的堆垛方式
  • 晶体结构中的间隙

第12页:单晶体与多晶体

1.3 实际金属晶体结构

1. 单晶体与多晶体

  • 单晶体
  • 多晶体
  • 晶体的各向异性

第13页:点缺陷

2. 点缺陷

  • 点缺陷的类型
  • 点缺陷的平衡浓度
  • 点缺陷对金属性能的影响

第14页:线缺陷

3. 线缺陷

  • 位错的类型
  • 位错密度
  • 柏氏矢量
  • 位错的易动性
  • 位错对材料性能的影响

第15页:面缺陷

4. 面缺陷

  • 晶界与亚晶界
  • 孪晶界
  • 相界
  • 表面
  • 共格孪晶面与非共格孪晶面
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