无机材料概论总结.doc

无机材料概论前言: 材料是人类生活和生产的物质基础, 是人类认识自然和改造自然的工具, 是人类进步程度的主要标志。可以这样说, 自从人类一出现就开始了使用材料。材料的历史与人类史一样久远。从人类的出现到二十一世纪的今天, 人类的文明程度不断提高, 材料及材料科学也在不断发展。在人类文明的进程中,材料大致经历了‘‘1 .使用纯天然材料的初级阶段 2 .人类单纯利用火制造材料的阶段 3. 利用物理与化学原理合成材料的阶段 5. 材料的智能化阶段这五个阶段。当前, 高技术新材料的发展日新月异, 材料科学的内涵也将日益丰富。我们每一天都与材料打交道,它如空气般萦绕在我们身边的每一个角落、每一分每一秒。从清晨睁开眼睛时投射入眼底的那束光开始算起, 牙刷、毛巾、牙膏……无不是材料这一庞大而复杂家庭的一份子。材料是人类赖以生存和发展的物质基础, 20 世纪 70 年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。 80 年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设和人民生活密切相关。材料除了具有重要性和普遍性以外, 还具有多样性。从物理化学属性来分, 可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。从用途来分, 又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。更常见的两种分类方法则是结构材料与功能材料;传统材料与新型材料。金属材料,特别是钢、铜、铝等, 仍是 21 世纪的主要结构材料下面以物理化学的属性来详述几种类型的材料 1. 金属材料以钛合金为例 Ti在地壳中的丰度为 %( 质量分数,下同),在所有按元素中居第 9位, 而在可作为结构材料的金属中居第 4 位,仅次于 Al、Fe、Mg ,其储量比常见金属Cu,Pb,Zn 储量的总和还多。我国钛资源丰富,储量为世界第一。钛合金的密度小,比强度、比刚度高,抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好,具有优良的综合性能,是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。近年来,世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展,海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平,在航空航天领域、舰艇及兵器等军品制造中的应用日益广泛,在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的应用潜力。一、钛及钛合金的特性钛及钛合金具有许多优良特性,主要体现在如下几个方面: 1. 强度高。钛合金具有很高的强度,其抗拉强度为 686 —1176MPa ,而密度仅为钢的 60% 左右,所以比强度很高。 。钛合金(退火态)的硬度 HRC 为32—38。 。钛合金(退火态)的弹性模量为 ×10- ×10MPa , 约为钢和不锈钢的一半。 。在高温下,钛合金仍能保持良好的机械性能,其耐热性远高于铝合金,且工作温度范围较宽,目前新型耐热钛合金的工作温度可达 550 —600 ℃;在低温下,钛合金的强度反而比在常温时增加,且具有良好的韧性, 低温钛合金在- 253 ℃时还能保持良好的韧性。 。钛在 550 ℃以下的空气中,表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜,故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中,其耐蚀