人类使用材料的发展史 大然 合成 10000BC500°BC010001500180019001940196019801990 2000 20102020 金属 金属 铁 铸铁 高分子材料 钢 木材 皮革 纤维 皮胶 1860 合金钢 轻合金 高分子材料 复合材料 橡胶 导电聚合物 稻草泥巴 纸 高温合金 高温聚合物 钛合金 胶木 高模量聚合物 火石 锥合金 乘酯复合材料 陶器 尼龙 聚醚 环氧树脂 陶瓷基复合材料 玻璃水泥 匚陶 耐火材料 个、有机丙烯酸金属基复合材粗 芳纶增强树脂 这6两能纤维增强 陶瓷 树脂 韧性工程陶瓷先进功能陶瓷 硅酸盐水泥石英金属陶瓷耐火陶瓷(Al4O)、SiN 10000BC5000BC010001500180019001940196019801990200020102020 年代(年代坐标非线性
人类使用材料的发展史
材料的分类 目前世界上传统材料已有十万种,而新材料品种正以每 年大约5%的速度在增长。2从1950年到现在,已知的化合 物已从200万种增至1000万种,而且还在以每年25万种速 度递增,其中相当一部分有发展成为新材料的潜力。 材料就大的类别来说,可以分为金属材料、非金属材料 合成材料、复合材料和功能材料等五类,其中前四类为结 构材料,以其所具有的强度为特征被广泛应用;最后一类 功能材料,则主要以其所具有的电、光、声、磁、热等效 应和功能为特征被应用
材料的分类 目前世界上传统材料已有十万种,而新材料品种正以每 年大约5%的速度在增长。2从1950年到现在,已知的化合 物已从200万种增至1000万种,而且还在以每年25万种速 度递增,其中相当一部分有发展成为新材料的潜力。 材料就大的类别来说,可以分为金属材料、非金属材料、 合成材料、复合材料和功能材料等五类,其中前四类为结 构材料,以其所具有的强度为特征被广泛应用;最后一类 功能材料,则主要以其所具有的电、光、声、磁、热等效 应和功能为特征被应用
▲金属材料金属材料是最重要的工程材料(包括金属和以金属 为基的合金),最简单的金属材料是纯金属,周期表中金属元 素分为简单金属和过渡金属。简单金属结合键完全为金属键; 过渡金属结合键为金属键和共价键的混合键,以金属为主的金 属材料均为金属晶体材料。一般金属及其合金可分为两大类, 黑色金属:以Fe和Fe为基的合金(钢、铸铁、铁合金);有色 金属:黑色金属以外的所有金属及其合金,包括轻金属、易熔 金属、难溶金属、贵金属、铀金属、稀土金属、碱土金属。 近30年来,相继出现了金属玻璃、准晶、定向共晶合金、微 晶、低维合金、以及纳米晶体等一系列从结构到物理力学性能 均特色的新金属材料
金属材料 金属材料是最重要的工程材料(包括金属和以金属 为基的合金),最简单的金属材料是纯金属,周期表中金属元 素分为简单金属和过渡金属。简单金属结合键完全为金属键; 过渡金属结合键为金属键和共价键的混合键,以金属为主的金 属材料均为金属晶体材料。一般金属及其合金可分为两大类, 黑色金属:以Fe和Fe为基的合金(钢、铸铁、铁合金);有色 金属:黑色金属以外的所有金属及其合金,包括轻金属、易熔 金属、难溶金属、贵金属、铀金属、稀土金属、碱土金属。 近30年来,相继出现了金属玻璃、准晶、定向共晶合金、微 晶、低维合金、以及纳米晶体等一系列从结构到物理力学性能 均特色的新金属材料
▲非金属材料一般无机非金属材料含有Si及其它元素化合物, 又称硅酸盐材料,包括无杋玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷三大类,工 业上应用最广泛的陶瓷又可分为 普通陶瓷:含SO2、Al2O3的硅酸盐材料;新型陶瓷:为高 熔点氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等烧结材料;金属陶 瓷:陶瓷生产方法制取金属与碳化物或其它化合物的粉沫制 陶瓷材料坚硬、稳定,但脆性大,用于制造工具、用具。 该材料内部键型是氧原子与金属原子形成离子键,且尺寸大 的氧原子为陶瓷基质,较小的金属原子处于氧原子之间空隙外
非金属材料 一般无机非金属材料含有Si及其它元素化合物, 又称硅酸盐材料,包括无机玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷三大类,工 业上应用最广泛的陶瓷又可分为: 普通陶瓷:含SiO2、Al2O3的硅酸盐材料;新型陶瓷:为高 熔点氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等烧结材料;金属陶 瓷 :陶瓷生产方法制取金属与碳化物或其它化合物的粉沫制 品。 陶瓷材料坚硬、稳定,但脆性大,用于制造工具、用具。 该材料内部键型是氧原子与金属原子形成离子键,且尺寸大 的氧原子为陶瓷基质,较小的金属原子处于氧原子之间空隙外
▲合成材料是指合成塑料、合成纤维和合成橡胶等有机聚合物合 成材料,它们质地轻巧、原料丰富、加工简便、性能良好、用途 广泛,其发展速度大大超过钢铁、水泥、木材等传统的三大基本 材料 1.塑料是合成材料中用量最多的一类,常用于制造机器零件 或构件,分为热塑料和热固性塑料。热塑性塑料:PE、P、PB (聚丙乙烯)、PV℃,具有加热熔融特征。热固性塑料:醇酸树 脂、氨基树脂、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚脂和聚氨酯等。 不能反复溶融,而且一次固化; 2.橡胶指经硫化处理,弹性特别良好的聚合物,有通用橡胶 和特种橡胶两种。 3.合成纤维由单体聚合成强度很高的聚合物,通过机械处理 获得纤维材料
合成材料 是指合成塑料、合成纤维和合成橡胶等有机聚合物合 成材料,它们质地轻巧、原料丰富、加工简便、性能良好、用途 广泛,其发展速度大大超过钢铁、水泥、木材等传统的三大基本 材料。 1.塑料 是合成材料中用量最多的一类,常用于制造机器零件 或构件,分为热塑料和热固性塑料。热塑性塑料:PE、PP、PB (聚丙乙烯)、PVC,具有加热熔融特征。热固性塑料:醇酸树 脂、氨基树脂、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚脂和聚氨酯等。 不能反复溶融,而且一次固化; 2.橡胶 指经硫化处理,弹性特别良好的聚合物,有通用橡胶 和特种橡胶两种。 3.合成纤维 由单体聚合成强度很高的聚合物,通过机械处理 获得纤维材料