铝熔铸车间的应用

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1、22:49:18,22:49:17,1,材料学院：闫翠霞,22:49:18,材料是人类社会生活的物质基础，材料的发展导致时代的变迁，推进人类的物质文明和社会进步。,22:49:17,2,课程简介,材料是人类进化与文明的标志,22:49:18,“863”计划：把新型材料定为我国高新技术规划的7个主要研究领域之一 “973计划”：进一步把功能材料技术作为重点的研究项目。,22:49:17,3,22:49:18,以功能材料为主线，全面系统介绍目前国内外迅速发展的各种新型功能材料的组成、结构、性能、制备和应用，着重论述反映当代功能材料科学发展的主要前沿领域。如：智能材料、形状记忆材料、梯度功能材料、储

2、氢材料、功能陶瓷材料、超导材料、磁性材料、信息材料、光学功能材料、功能复合材料、生物医用材料等。,22:49:17,4,22:49:18,课程考核要求 平时出席/作业 20%； 课堂发表（5-10分钟）5%； 个别讨论 5%； 课程论文 70%。,22:49:17,5,22:49:18,第一章 功能材料概论 第二章 储氢材料 第三章 梯度功能材料 第四章形状记忆材料 第五章 智能材料 第六章 功能陶瓷材料 第七章 超导材料 第八章 磁性材料 第九章 信息材料 第十章 光学功能材料 第十一章 功能复合材料 第十二章 分离材料 第十三章 医用生物材料,22:49:17,6,22:49:18,22:

3、49:17,7,第一章 功能材料概论,22:49:18,主要内容 功能材料发展和分类 加快发展高技术新材料的建议,22:49:17,8,22:49:18,22:49:17,9,22:49:18,22:49:17,10,功能材料就是在这一前提下发展起来的。而新型功能材料是指新近发展起来和正在发展中的具有优异性能和特殊功能，对科学技术尤其是对高技术的发展及新产业的形成具有决定意义的新材料。,22:49:18,22:49:17,11,日本和欧美各国对新型功能材料的研究十分注意，这是因为功能材料是能源、计算机、通讯、电子、激光等现代科学的基础，功能材料在未来的社会发展中具有重大战略意义。,22:49:

4、18,22:49:17,12,近10年来，功能材料成为材料科学和工程领域中最为活跃的部分。每年以5以上的速度增长，相当于每年有1.25万种新材料问世。未来世界需要更多的性能优异的功能材料，功能材料正在渗透到现代生活的各个领域。,22:49:18,22:49:17,13,第一节 功能材料发展和分类,一、功能材料概况,材料,结构材料 （structural materials),功能材料 (functional materials),按性质和实际应用,22:49:18,结构材料 利用某些材料具有抵抗外力的作用而保持自己形状和结构不变的优良力学性能（例如强度和韧性）来制造工具、机械、车辆以及修建房屋

5、、桥梁、铁路等，这些材料统称为结构材料。,22:49:17,14,22:49:18,功能材料 这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。 功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。在国外，常将这类材料称为功能材料(Functional Materials)、特种材料(Speciality Materials)或精细材料(Fine Materials)。,22:49:17,15,22:49:18,（1）功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动，这是最本质的特征。 （2）功能材料的凝聚态和形态非常多样化，除了晶态外，还有气

6、态、液态、液晶态、非晶态、准晶态、混合态和等离子体态等。除了三维体相材料外，还有二维、一维和零维材料。 （3）结构材料常以材料形式为最终产品，而功能材料有相当一部分是以元器件形式为最终产品，集材料元件一体化。,22:49:17,16,二、功能材料的特点与发展,22:49:18,（4）功能材料是利用现代化的技术，多学科交叉的知识密集型产物。 （5）功能材料的制备技术不同于结构材料的传统技术，而是采用许多先进的新工艺和新技术，如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、密集化、智能化以及精细控制和检测技术。,22:49:17,17,22:49:18,20世纪60年代：微电子工业促进了半导体材

7、料的迅速发展。 70年代：“能源危机”促使各国开发新能源和研制储能材料。激光技术的出现，促进了光学材料、光电子材料的发展。 80年代：以高技术为中心的新技术革命，在欧美和日本等国兴起，并迅速波动世界各国。新技术革命的主要标志：新型材料、信息技术、生物工程技术。,22:49:17,18,发 展,22:49:18,1.根据材料的物质性进行分类 （1）金属功能材料 （2）无机非金属材料 （3）复合功能材料 （4）有机功能材料,22:49:17,19,三、功能材料分类,22:49:18,a.磁性合金 b.电性合金：超导材料 c.形状记忆合金:合金在低温下 被施加应力产生变形，应力去除后 形变保留，但加

8、热会逐渐消除形变， 并回复原来形状。,22:49:17,20,（1）金属功能材料,反磁性材料：在磁场中不被吸引,顺磁性材料：在磁场中被微弱吸引,铁磁性材料：在磁场中个被强烈吸引,22:49:18,d.医用金属材料,22:49:17,21,22:49:18,22:49:17,22,（2）无机非金属材料,无机非金属材料,传统非金属材料,(硅酸盐材料),新型非金属材料,22:49:18,22:49:17,23,22:49:18,22:49:17,24,22:49:18,22:49:17,25,22:49:18,22:49:17,26,22:49:18,22:49:17,27,22:49:18,22:

9、49:17,28,古埃及玻璃制品,战国中晚期玻璃璧,22:49:18,22:49:17,29,22:49:18,22:49:17,30,玻璃仪器,钢化玻璃,22:49:18,几种常见玻璃简介,普通玻璃,因混有铁的化合物显浅绿色,蓝玻璃,红玻璃,化学仪器玻璃,如试管等,光学仪器玻璃,如放大镜,钢化玻璃,光纤玻璃,光导纤维：1964年8月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送3万门电话且中继距离长达2050Km，保密性能好。,在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。,把普通玻璃放在电炉里加热，使它

10、软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎。,22:49:18,31,22:49:18,c、陶瓷,1）主要原料： 2）优点： 3）用途：,粘土,22:49:18,32,22:49:18,景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷,22:49:18,33,22:49:18,景德镇传统名瓷之一的雕塑瓷,景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷,22:49:18,34,22:49:18,陶瓷坩埚,陶瓷电子部件,22:49:18,35,22:49:18,特性： 1）能承受高温，强度高 2）具有电学特性 3）具有光学特性 4）具有生物功能,新型无机非金属材料,22:49:18,36,22:49:18,2

11、2:49:18,37,22:49:18,耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小,高温结构陶瓷的特点：,22:49:18,38,22:49:18,透明、耐高温高压钠灯灯管,a. 氧化铝陶瓷(人造刚玉),22:49:18,39,22:49:18,22:49:18,40,22:49:18,人造心瓣膜,人造骨,人造牙,人造髋关节,22:49:18,41,22:49:18,氮化硅陶瓷发动机,b.氮化硅陶瓷,22:49:18,42,22:49:18,22:49:18,43,22:49:18,陶瓷柴油机,22:49:18,44,22:49:18,航空飞机各部分耐温图,22:49:18,45,22

12、:49:18,简称“光纤”，又称“导光纤维”“光学纤维”，是一种利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起，就得到我们常说的光缆。,光导纤维,22:49:18,46,22:49:18,光导纤维,22:49:18,47,22:49:18,光缆,22:49:18,48,光缆较普通电缆有何有哪些优点呢？,49,22:49:18,*独特光学设计比最好的卤素灯系统还要多输出至 少30%光强度； * 105广角投射可减少扭动照明器次数； * 微小型的照明器，最少干扰手术视野，真正视觉线 光线同轴照明； * 高度聚焦的点光源提供极其明亮的深部和细节照明。,医疗

13、,光导纤维手术头灯,22:49:18,50,22:49:18,内窥镜,22:49:18,51,22:49:18,52,用途,复合结构材料,复合功能材料,（3）复合功能材料,以其力学性能如强度、刚度、形变等特性为工程所应用，主要用于结构承力或维持结构外形。,以其声、光、电、热、磁等物理特性为工程所应用，用于如绝热、透波、耐腐蚀、耐磨、减振或热变形等热、声、光、电、磁的功能要求。,22:49:18,22:49:18,53,功能复合材料组成与特点,组成,基体材料(连续相),功能体(分散相),粘结、保护纤维作用，某些情况下也起功能作用。,复合材料的功能特性主要由功能体贡献，加入不同特性的功能体可得到特

14、性各异的功能复合材料。,22:49:18,22:49:18,54,单一功能复合材料中其功能性质虽然由功能体提供，但基体不仅起到粘结和赋形作用，同时也会对复合材料整体的物理性能有影响。 多元功能体的复合材料可以具有多种功能，同时还有可能由于产生复合效应而出现新的功能。,22:49:18,22:49:18,55,(1) 应用面宽。根据需要可设计与制备出不同功能的复合 材料，以满足现代科学技术发展的需求。 (2) 研制周期短。 一种结构材料从研究到应用，一般需要10-15 年左石，甚至更长，而功能复合材料的研制周 期要短得多。 (3) 附加值高。单位质量的价格与利润远远高于结构复合材料 (4) 小批

15、量，多品种。功能复合材料很少有大批量， 但品种 需求多。 (5) 适于特殊用途。在不少场合，功能复合材料有着其他材料 无法比拟的使用特性。,功能复合材料特点,22:49:18,22:49:18,22:49:18,56,（4）有机复合材料,22:49:18,（1）电学功能材料 （2）磁学功能材料 （3）光学功能材料 （4）声学功能材料 （5）力学功能材料 （6）热学功能材料 （7）化学功能材料 （8）生物医学功能材料 （9）核功能材料,22:49:18,57,2.根据材料的功能性进行分类,非线性光学材料,发光材料,红外光学材料,感光材料,激光材料,光电功能材料,声光功能材料,磁光材料,光记录材料

16、,22:49:18,（1）信息材料 （2）电子材料 （3）电工材料 （4）电讯材料 （5）计算机材料 （6）传感材料 （7）仪器仪表材料 （8）能源材料 （9）航空航天材料 （10）生物医用材料,22:49:18,58,3.根据材料的应用性进行分类,22:49:18,新型功能材料 是指新近发展起来和正在发展中的具有优异性能和特殊功能，对科学技术尤其是对高技术的发展及新产业额形成具有决定意义的新材料。,22:49:18,59,22:49:18,1.光电子信息材料 2.功能陶瓷材料 3.生物医用材料 4.能源材料 5.生态环境材料 6.智能材料,22:49:18,60,医用金属和合金,医用生物陶瓷,医用高分子材料,医用复合生物材料,22:49:18,一.大力发展新材料 1.加快发展电子信息材料 2.注重发展高性能的结构材料 3.努力发展新能源材料和节能材料 二.加强科技创新能力 三.加速新材料研究成果向现实生产力的转化 四.加强国际交流和合作,22:49:18,61,第二节 加快发展高技术新材料的建议,22:49:1