材料课件-101-v2

高分子材料概论 高分子材料概论 本课程可以帮助我们了解什么？ ……… 为什么有的衣服越穿越长，有的却越穿越短？ 为什么粥越煮越粘，泡饭却再煮也不会粘稠？ 严冬塑料发脆断裂与酷暑发脆断裂原因一致吗？ 定制100支海岛棉高档衬衣，“100支”为何义？ ……… 高分子材料概论（上） 主要参考书 高分子世界（平郑骅等，复旦出版社） 高分子材料基础（张留成，化工出版社） 基础材料与新材料（陈贻瑞等，天津大学出版社） 高分子化学（复旦高分子系，复旦出版社） 高分子物理（何曼君等，复旦出版社） 塑料材料学（张克惠等，西北工大出版社） 第一章：高分子材料基础知识 第二章：塑料 第三章：橡胶与纤维 高分子材料概论（上） 第一章：高分子材料基础知识 第一节：材料概论 第二节：高分子的组成与结构 第三节：高分子材料的性能评价 与性能特点 第一节：材 料 概 论 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的一个重要里程碑，曾以材料作为时代主要标志 一、材料科学的发展史 二、基本概念 第一节：材 料 概 论 材料科学的发展史 看问题？ 材料科学的发展史 第一代：天然材料 第二代：烧炼材料 第三代：合成材料 第四代：可 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 材料 第五代：智能材料 1、材料的发展史 材料科学的发展史 2、合成高分子材料的发展史 材料科学的发展史 2、合成高分子材料的发展史 20世纪： 1907年，酚醛树脂厂 1927年，聚氯乙烯厂 丁钠橡胶、醋酸纤维等工厂相继出现 材料科学的发展史 2、合成高分子材料的发展史 20世纪： 三、四十年代，高分子科学与工业成立 五、六十年代，高分子合成化学与 高分子物理大发展 七十年代，高分子工程科学大发展 八十年代，精细高分子、功能高分子材料迅速发展 三大高分子合成材料的年产量﹥108t 2、合成高分子材料的发展史 九十年代起，全世界塑料产量已超过 钢铁产量（以体积计） 塑/钢－－衡量国家和地区经济技术实力 和社会发展程度的标志 材料科学的发展史 20世纪： 材料科学的发展史 3、材料发展的特点 材料多元化发展 发展周期日渐缩短 材料呈功能化、智能化发展趋势 被动使用 主动设计 材料科学的发展史 4、材料科学的发展 内在规律的寻找？ 被动使用 主动设计 材料科学的发展史 4、材料科学的发展 材料科学的形成与发展是必然的 材料科学的发展史 4、材料科学的发展 1966年， Material Science这一国际性 杂志创刊，标志着“材料科学”成为一门 独立的学科形成了 材料科学的发展史 《自画像》 摘自《爱因斯坦晚年文集》北京大学出版社 …对于一个人自身的存在，何者是有意义的，他自己并不知晓，并且，这一点肯定也不应该打扰其他人。一条鱼能对它终生畅游其中的水知道些什么? …苦难也罢，甜蜜也罢，都来自外界，而坚毅却来自内部，来自一个人自身的努力。在很大程度上，我都是受我的本性的驱使去做事情。 材料科学的发展史 《自画像》 摘自《爱因斯坦晚年文集》北京大学出版社 为此而获得太多的尊敬和热爱，让人感到羞愧。仇恨之箭也射向了我，但从未伤害我，因为它们从某种程度上属于另一个世界，而我与之没有多少关联。 …我孤寂地生活着，年轻时痛苦万分，而在成熟之年里却甘之如饴。 材料科学的发展史 《论语》的【为政第二】第四章 子曰：“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。” 材料科学的发展史 本质问题、基本规律的 探索与发现 通过研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 观现象而 建立的唯象理论研究 5、材料科学的研究 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 材料科学的发展史 5、材料科学的研究方法 向日葵籽粒分布图 实例: 材料科学的发展史 5、材料科学的研究方法 所有向日葵的生长曲线都是以137.5°为发散角呈对数螺旋分布 物质界几乎都经严谨周密的设计： “密堆积”原理就是其中普适性规律之一 材料科学的发展史 解放初期，合成树脂年总产量不到200t 合成橡胶、合成纤维都是空白 6、我国高分子材料的现状 材料科学的发展史 6、我国高分子材料的现状 形势依然严峻：一高三低现象 人均消费量低（塑1/7） 自给能力低（50％） 占国际市场份额低（纤19％，其他4~6％ ） 高性能材料进口率高 （ABS，90％） 材料科学的发展史 6、我国高分子材料的现状 中国PE供需状况及预测 2003年自给率为47%，未来几年中国PE的需求将以7.7%/a 增长，到2010年达到1620万t，而进口也将继续增加，达到1000万t。 材料科学的发展史 6、我国高分子材料的现状 中国PP供需状况及预测 2003年自给率为61%，未来几年中国PP的需求将以10%/a 增长，到2010年达到1080万t，而进口也将继续增加，达到400万t。 材料科学的发展史 6、我国高分子材料的现状 6、我国高分子材料的现状 材料科学的发展史 6、我国高分子材料的现状 材料科学的发展史 技术的创新 基础研究理论水平的提高 现有材料的优劣－－结构性能关系的深刻了解和把握 高性能材料的开发（PC、POM、PPO、Kevlar、C纤维 ） 材料科学的发展史 无论材料还是学科发展都有其内在的“律”可循 突破与建树发生在历史中的某一点，也就不能忽视外在的“契机” 就个人而言： 内在积累：专业训练的必须 外在敏锐：历史观和历史感 材料科学的发展史 英国文学界巨擘 鲁益士(C.S.Lewis) 试以一个船队为例，船队航行要成功 第一，必须互不碰撞，各船在自己的航道上行驶 其次，每只船须经得起风浪，机件须运作正常 还有，问这个船队驶往什么地方 基本概念 1、材料与材料科学 材料：具有满足指定工作条件下使用要求的 形状和物理性状的物质 基本概念 1、材料与材料科学 材料化过程 / 材料工艺过程 由化学物质或原料转变成适合一定用场的材料， 这一转变过程称为 ～ 为适应某种使用目的，而对物质体系某种物性、强度、形状等所进行的种种操作或加工，这就是～ 物质的制备、材料的制备 基本概念 1、材料与材料科学 材料科学（Material Science） 是介于基础科学与应用科学之间的应用基础科学； 针对各类材料进行研究，以揭示其材料成分、结构、 制造工艺与性能间的关系，并以此指导研制具有新 性质、新功能的新材料及其应用的一门科学 基本概念 2、材料结构与材料性能 材料结构 原子 分子 细胞 原子结构 分子结构 细胞结构 基本概念 2、材料结构与材料性能 宏观组织结构 是用肉眼或放大镜能观察到的晶粒、相的集合状态（10－4 m 以上） 基本概念 2、材料结构与材料性能 显维组织结构 是借助光学显微镜、电子显微镜可观察到的晶粒、相的集合状态或材料内部的微区结构（ 10－7～10－4 m 以上） 基本概念 2、材料结构与材料性能 微观结构 通过高压电镜、x射线衍射等测试手段才能 观察到的比显维组织结构更细的结构，涉及 原子、分子的结构和原子分子的排列结构 （10－7 m 以下） 基本概念 2、材料结构与材料性能 微观结构 基本概念 2、材料结构与材料性能 微观结构（Å） 基本概念 2、材料结构与材料性能 材料性能 是属于材料本身所固有的性质 基本概念 2、材料结构与材料性能 特征性能 热学性能：热容、导热性、热膨胀性 力学性能：外力作用与变形及破坏的关系 eg：强度、模量、韧性、硬度 电学性能：导电性、静电特性、介电性 磁学性能：硬磁性、软磁性；顺磁性、反磁性 光学性能：线性及非线性光学性能；荧光、磷光 化学性能：材料参与化学反应的活泼性与能力 eg：耐腐蚀性、离子交换性、染色性 基本概念 2、材料结构与材料性能 功能物性 光热转化性能： 太阳光 热能 平行板集热器 力电转化性能： 机械能 电能 压电材料 光能 电能 半导体光电材料 光电转化性能： 基本概念 2、材料结构与材料性能 基本概念 2、材料结构与材料性能 基本概念 2、材料结构与材料性能 F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力 基本概念 2、材料结构与材料性能 基本概念 2、材料结构与材料性能 空气控制系统和密封 散热器通风口 汽车专用料的应用 ( 外部 ） 车顶蓬内衬 尾灯罩和灯箱 挡泥板内衬 侧车身成型件和车门槛 前灯罩和灯箱 保险杠和挡风板 基本概念 2、材料结构与材料性能 行李箱内衬 座椅背板 座椅靠枕和门框 仪表托架, 顶蓬, 气仓盖 门板内衬和手扶 地板和音响 方向盘 电池箱 汽车专用料的应用 ( 内部 ） 基本概念 2、材料结构与材料性能 材料性能的优劣 材料实际 使用中的 价值体现 基本概念 按用途分类 利用材料的力学和理、化性质，广泛应用于机械制造、工程建设、交通运输等各个工业部门 利用材料的热、光、电、磁等性能用于电子、激光、通讯、能源和生物工程等许多高新技术领域 3、材料的分类 基本概念 3、材料的分类 按基本组成分类 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 简单 / 合金 黑色 / 有色金属 陶瓷（晶态）/ 玻璃（非晶态） 塑料、橡胶、纤维、涂料、粘结剂 由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成 基本概念 3、材料的分类 高分子材料 是由脂肪族和芳香族的C－C共价键为基本结构的高分子构成的，也称为有机材料