НИТУ МИСи С кафедра Физического материаловедения Материаловедение Доц

НИТУ «МИСи. С» кафедра Физического материаловедения Материаловедение Доц. , к. т. н. О. А. Ушакова Весенний семестр 2011 г.

Формат курса • • • Лекции – 34 часа Лабораторные работы - 17 часов Домашние задания – 3 Коллоквиум Зачет

3

Содержание курса • Введение – свойства, методы исследования, типы материалов, понятие о кристаллической структуре, связь структуры и свойств • Фазы и фазовые диаграммы как метод прогнозирования структуры и свойств • Железо и сплавы не основе железа –стали, чугуны, легированные стали • Сплавы на нежелезной основе • Термическая обработка сплавов • Неметаллические материалы – полимеры, керамики, композиционные материалы

Литература и ссылки • www. kfm. misis. ru • www. cam. ac. uk • Materials for Engineers. William. F. Hosford. Cambridge University Press. 2008.

Motorola Dyna. TAC 8000 Mobile phone, USSR, 1965 6

*not advertorial 7

• Материаловедение — междисциплинарный раздел науки, изучающий изменения свойств материалов в зависимости от некоторых факторов. • Основная задача материаловедения – установление связи между химическим составом, способом получения, структурой и свойствами материалов для прогнозирования свойств и создания новых материалов с требуемыми свойствами. • Основные методы, используемые материаловедением: металлографический анализ (оптическая микроскопия), электронная микроскопия, рентгеноструктурный и фазовый анализ, измерение физических и механических свойств.

Свойства материалов • Механические свойства – прочность, пластичность, ударная вязкость, трещиностойкость, термостойкость, твердость… • Электрические свойства – проводимость, температурный коэффициент сопротивления, диэлектрическая проницаемость, пьезоэлектрические свойства… • Магнитные свойства – коэрцитивная сила, намагниченность насыщения, удельные потери на перемагничивание, магнитная проницаемость, температура Кюри… • Тепловые свойства – теплопроводность, теплоемкость… • Оптические свойства – прозрачность, люминесценция, показатели отражения и преломления, спектр поглощения… • Коррозионная стойкость, стойкость к радиации • Удельный вес • Стоимость сырья и стоимость производства

Основные типы материалов: металлы, керамики, полимеры

Металлы Наличие большого числа валентных электронов обеспечивает высокую электрическую и термическую проводимость, а также отражательную способность (блеск). Металлы имеют кристаллическое строение. Al и Cu – типичные металлы, бронза и сталь – сплавы на основе меди и железа соответственно. Металлы обладают жесткостью, прочностью, пластичностью, что дает возможность их обрабатывать, придавая нужную форму.

Периодическая таблица элементов и плотность jpkc. whut. edu. cn

Периодическая таблица элементов и температура плавления freshney. org

Материалы : кристаллические тела и аморфные материалы

«Это совсем несложно – проанализировать любое химическое вещество. Достаточно всего лишь посмотреть как внутри него расположены атомы» . Р. Фейнман, 1959 г.

Кристаллы Атомы, ионы или молекулы расположены в узлах трехмерной решетки, которую можно описать с помощью элементарной ячейки, которая повторяется миллионы раз, заполняя весь объем твердого тела.

Объемно-центрированная кубическая решетка (ОЦК) Гране-центрированная кубическая решетка (ГЦК)

Кристаллографическая система координат Элементарная ячейка

Кристаллографические направления

Кристаллографические плоскости

Точечные дефекты кристаллического строения

Краевые и винтовые дислокации

Граница зерен