本次课内容 00课程概述 0 0.1材料的结合键 ●0工程材料的分类 离子键 共价键 金属 分子 氢键 键 1材料的结构与性能 0.2工程材料的分类 1.1金属材料的结构与组织 1.1.1 纯金属的晶体结构 晶格、晶面、晶向等概念 三种常见的金属晶体结构 立方晶系晶面、晶向的求法 实际晶体中的三种晶体缺陷 晶体缺陷对晶体性能的影响
1.1.1 纯金属的晶体结构 晶格、晶面、晶向等概念 三种常见的金属晶体结构 立方晶系晶面、晶向的求法 实际晶体中的三种晶体缺陷 晶体缺陷对晶体性能的影响 00 课程概述 0 工程材料的分类 0.1 材料的结合键 0.2 工程材料的分类 本次课内容 1 材料的结构与性能 离 子 键 共 价 键 金 属 键 分 子 键 氢 键 1.1 金属材料的结构与组织
What is Materials Science and Engineering? Performance or Properties to Cost Ratio Synthesis and Composition Processing Macro-Seale Structure Engine Block ≡upto1 meter Performance Criteria ·Power generated Micrastructure .Efficiency Grains Cnit Cell Durability 兰1-10 millimeters 5m -Cost Properties affected Microstructure ·High cycle fatigue -Dendrites Phases ·Ductility =50-500 micrometers Nano-structure Properiies affected -Precipitates Essentials of Materials ·Yield strength 兰3-100 nanometers 50 Ultimate tensile strength Science and Engineering ·High cycle fatigue ·Low cyele fatigue Properties affected ·Thermal Growth ·Yield strength Atomie-seale structure DonaldR.Askeland Ductility Ultimate tensile strength =1-100 Angstroms ·Low cycle fatigue Property affected Pradeep P.Phule Ductility .Young's modulus .Thermal Growth A real-world example of important microstructural features at different length-scales,resulting from the sophisticated synthesis and processing used,and the properties they influence.The atomic,nano,micro,and macro-scale structures of cast aluminum alloys(for engine blocks)in relation to the properties affected and performance are shown.The materials science and engineering (MSE)tetrahedron that represents this approach is shown in the upper right corner. (Illustrations Courtesy of John Allison and William Donlon,Ford Motor Company)
Ⅰ— 工程材料 Ⅱ— 机械制造技术 Ⅲ— 公差与配合 从机械工程的应用角度出发，阐明机械工程材料的 基本理论，了解材料的成分、工艺、组织与性能之间的 关系，介绍常用机械工程材料及其应用等基础知识。 在掌握机械工程材料的基本理论及基础知识的基础 上，具备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零 件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步能力。 工程材料 课程任务(理论知识) 课程目的(应用能力) 00 课程概述 Essentials of Materials Science and Engineering Donald R. Askeland Pradeep P. Phulé
0绪论工程材料的分类 0.1材料的结合键 。化学键 结合键：在固体状态下， 当原子（离子或分子） 1、离子键 聚集为晶体时，原子 (离子或分子)间产生 2、共价键 较强的结合力称为结合 键。 3、金属键 物理键 化学键：由电子运动使 原子产生聚集的结合力。 4、分子键 物理键：聚集过程中不 发生电子运动的结合力。 5、氢键
结合键：在固体状态下， 当原子（离子或分子） 聚集为晶体时，原子 （离子或分子）间产生 较强的结合力称为结合 键。 化学键：由电子运动使 原子产生聚集的结合力。 物理键：聚集过程中不 发生电子运动的结合力。 0.1 材料的结合键 化学键 物理键 2、共价键 1、离子键 3、金属键 4、分子键 5、氢键 0 绪论 工程材料的分类
0.1材料的结合键 1离子键(ionic bond) 。正电性强的原子和负电性强 因电子交换而出现正、负离 相互吸引，直到被斥力所平《 离子键的特性：没有饱和性与方向性。力很大 由离子键结合而成的晶体为离子晶体。 ○离子晶体的特性：强度高、硬度高、脆性大、 导电性差、热膨胀系数小、无色透明。 典型的离子键晶体：NaCl
离子键的特性：没有饱和性与方向性。力很大 1 离子键 (ionic bond) 正电性强的原子和负电性强的原子接触时， 因电子交换而出现正、负离子，正、负离子 相互吸引，直到被斥力所平衡，形成离子键。 由离子键结合而成的晶体为离子晶体。 典型的离子键晶体：NaCl 离子晶体的特性：强度高、硬度高、脆性大、 导电性差、热膨胀系数小、无色透明。 0.1 材料的结合键
0.1材料的结合键 10928 2共价键(covalent bond) 5×101 元素周期表中三、四、五价 元素之间的原子形成晶体时 0 子被其周围的原子所共有， 子对产生的结合键，叫共价 ○共价键的特性：强烈的饱和性与方向性。 ○由共价键结合而成的晶体为共价晶体。 ○共价晶体的特性：强度高、硬度高、脆性大 、 导电性差、熔点高、沸点高、挥发性低。 典型的共价键晶体：金刚石
2 共价键 (covalent bond) 共价键的特性：强烈的饱和性与方向性。 由共价键结合而成的晶体为共价晶体。 典型的共价键晶体：金刚石。 共价晶体的特性：强度高、硬度高、脆性大 、导电性差、熔点高、沸点高、挥发性低。 元素周期表中三、四、五价元素本身或相邻 元素之间的原子形成晶体时，原子上的价电 子被其周围的原子所共有，这种由共用价电 子对产生的结合键，叫共价键。 0.1 材料的结合键