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第1章 材料概论
1.1 考点归纳
一、材料的分类
工程材料按属性可分为四类:金属材料、陶瓷材料、高分子材料及由前三类相互组合而成复合材料;
按使用性能可分为两大类:主要利用其力学性能的结构材料和主要利用其物理性能的功能材料。
1.金属材料
(1)金属材料中包括两大类型:钢铁材料和有色金属。有色金属主要包括铝合金、钛合金、铜合金、镍合金等;
(2)在有色金属中,铝及其合金用得最多,这主要是因为铝及其合金的以下特性:
①重量轻,只有钢的1/3;
②有好的导热性和导电性,在远距离输送的电缆中多用铝;
③耐大气腐蚀,可用来制作容器和包装品、建筑结构材料及导电材料。
2.陶瓷材料
(1)传统的陶瓷材料是由粘土、石英、长石等成分组成,主要作为建筑材料使用;
(2)新型的结构陶瓷材料,其化学组成和制造工艺都大不相同,其成分主要是A12O3、SiC、Si3N4等;
(3)新型结构陶瓷在性能上的优点:
①重量轻;
②压缩强度高,可以和金属相比,甚至超过金属;
③熔点高,耐高温;
④耐磨性能好,硬度高;
⑤化学稳定性高,有很好的耐蚀性;
⑥电与热的绝缘材料。
(4)新型结构陶瓷在性能上的缺点:
①容易脆断;
②不易加工成形。
3.高分子材料
(1)高分子材料又称聚合物;
(2)按用途可分为:塑料、合成纤维和橡胶三大类型;
(3)塑料又分为:通用塑料和工程塑料。
4.复合材料
(1)金属、聚合物、陶瓷自身都各有其优点和缺点,如把两种材料结合在一起,就产生了复合材料;
(2)复合材料可分为三大类型:塑料基的复合材料、金属基和陶瓷基的复合材料;
5.电子材料、光电子材料和超导材料
(1)电子材料是指在电子学和微电子学中使用的材料,主要包括半导体材料、介电功能材料和磁性材料等;
(2)光电子材料;
(3)超导材料。
二、材料性能与内部结构的关系
1.材料的性能
金属、陶瓷与材料三种基本类型材料中,金属有好的导电性,有高的塑性与韧性;陶瓷材料则有高的硬度但很脆,且大多是电的绝缘材料;高分子材料的弹性模量、强度、塑性都很低,多数也是不导电的。
2.内部结构关系
这些材料的不同性能都是由其内部结构决定的,从材料的内部结构来看,可分为四个层次:原子结构、结合键、原子的排列方式(晶体和非晶体)以及显微组织。
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