材料科學(xué)基礎(chǔ)-張代東-chap0 緒論

《材料科學(xué)基礎(chǔ)-張代東-chap0 緒論》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《材料科學(xué)基礎(chǔ)-張代東-chap0 緒論（77頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、主 講 ： 匡 唐 清華 東 交 通 大 學(xué) 材 料 工 程 系材 料 科 學(xué) 基 礎(chǔ)Foundamentals of Materials Science FMS 課 程 概 況u材 料 成 型 及 控 制 工 程 專(zhuān) 業(yè) 基 礎(chǔ) 課u學(xué) 時(shí) ： 56Hu考 核 方 式 ： 考 試u成 績(jī) 組 成 ： 平 時(shí) 成 績(jī) （ 40%） +考 試 成 績(jī) （ 60%）u平 時(shí) 成 績(jī) ： 考 勤 （ 10%） +課 堂 表 現(xiàn) （ 15%） +作業(yè) （ 15%） FMS 緒 論u現(xiàn) 代 科 學(xué) 技 術(shù) 進(jìn) 步 的 三 大 支 柱 產(chǎn) 業(yè)u現(xiàn) 代 一 個(gè) 國(guó) 家 的 實(shí) 力 與 水 平 主 要 取 決

2、 于 其 能 源 、材 料 、 信 息 的 發(fā) 展 能 源信 息材 料 科 技 發(fā) 展 的 基 礎(chǔ) FMS 緒 論u材 料u材 料 的 性 能u材 料 的 分 類(lèi)u材 料 科 學(xué)u課 程 要 求u學(xué) 習(xí) 方 法u學(xué) 習(xí) 資 源 u材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ” FMS 材 料u材 料 是 指 用 來(lái) 制 造 某 些 有 形 物體 的 基 本 物 質(zhì) （ 如 金 屬 、 木 料 、塑 料 、 纖 維 等 ）u一 般 把 來(lái) 自 采 掘 工 業(yè) 和 農(nóng) 業(yè) 的勞 動(dòng) 對(duì) 象 稱(chēng) 為 “ 原 料 ”u把 經(jīng) 過(guò) 工 業(yè) 加 工 的 原 料 成 為“

3、 材 料 ” u材 料 具 有 滿(mǎn) 足 指 定 工 作 條 件 下使 用 要 求 的 形 態(tài) 和 物 理 性 狀 。 FMS 材 料u材 料 是 人 類(lèi) 社 會(huì) 發(fā) 展 的 巨 大 推 動(dòng) 力u生 產(chǎn) 工 具 制 造 的 物 質(zhì) 基 礎(chǔ) 是 材 料p石 器 時(shí) 代 陶 器 時(shí) 代 青 銅 時(shí) 代 鐵 器 時(shí) 代 復(fù) 合 材 料u材 料 的 使 用 和 發(fā) 展 ， 與 生 產(chǎn) 力 和 科學(xué) 技 術(shù) 的 水 平 密 切 相 關(guān) FMS 材 料u沒(méi) 有 先 進(jìn) 材 料 的 生 產(chǎn) 及 應(yīng) 用 ， 就 沒(méi) 有 先 進(jìn) 的 工 業(yè) 、農(nóng) 業(yè) 、 國(guó) 防 和 科 學(xué) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 。 人 類(lèi) 已 步

4、 入 先 進(jìn)材 料 發(fā) 展 與 應(yīng) 用 的 新 時(shí) 代 。 航 空 航 天 飛 行 器 在 超 高 溫 、 超 低溫 、 高 真 空 、 高 應(yīng) 力 、 強(qiáng) 腐 蝕 等極 端 條 件 下 工 作 ， 除 了 依 靠 優(yōu) 化的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 之 外 ， 還 有 賴(lài) 于 材 料所 具 有 的 優(yōu) 異 特 性 和 功 能 。 航 空 航 天 結(jié) 構(gòu) 材 料 的 高 性 能 主 要是 ： 輕 質(zhì) 、 高 強(qiáng) 、 高 模 、 高 韌 、耐 高 溫 、 耐 低 溫 、 抗 氧 化 、 耐 腐蝕 等 性 能 。 FMS 材 料 的 性 能u金 屬 材 料 加 工冶 煉 鑄 造 鑄 錠 板 棒 型 管 焊

5、接機(jī) 加 工冷 軋冷 拔 深 沖鍛 件鑄 件 機(jī) 加 工 ：車(chē) 、 銑 、刨 、 磨 零件或構(gòu)件熱 軋 熱 鍛 工 藝 性 能 使 用 性 能 FMS 材 料 的 性 能u包 含 使 用 性 能 與 工 藝 性 能 兩 方 面p使 用 性 能 （ 在 使 用 條 件 下 所 表 現(xiàn) 的 性 能 ）力 學(xué) 性 能 (強(qiáng) 度 、 硬 度 、 塑 性 、 韌 性 等 )；物 理 性 能 （ 光 、 電 、 磁 等 ）化 學(xué) 性 能 (抗 氧 化 性 、 抗 腐 蝕 性 等 )其 他 (耐 磨 性 、 熱 硬 性 、 消 振 性 等 )p工 藝 性 能 （ 材 料 制 備 、 加 工 過(guò) 程 中 所

6、表 現(xiàn) 的 性 能 ） FMS 材 料 力 學(xué) 性 能u材 料 處 于 特 定 環(huán) 境 因 素 (溫 度 、 介 質(zhì) 等 )時(shí) ， 在 外力 或 能 量 作 用 下 表 現(xiàn) 出 來(lái) 的 變 形 和 破 壞 的 特 征 。u主 要 力 學(xué) 性 能 ：p彈 性p強(qiáng) 度p塑 性 p硬 度p沖 擊 韌 性p疲 勞 特 性p耐 磨 性 強(qiáng) 度 、 塑 性是 結(jié) 構(gòu) 材 料最 重 要 、 最基 本 的 性 能由 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)測(cè) 定 FMS 概 念 補(bǔ) 充u應(yīng) 力p物 體 由 于 外 因 （ 受 力 、 濕 度 、 溫 度 場(chǎng) 變化 等 ） 而 變 形 時(shí) ， 在 物 體 內(nèi) 各 部 分 之 間產(chǎn) 生 相

7、 互 作 用 的 內(nèi) 力 ， 以 抵 抗 這 種 外 因的 作 用 ， 并 試 圖 使 物 體 從 變 形 后 的 位 置恢 復(fù) 到 變 形 前 的 位 置 。p在 所 考 察 的 截 面 某 一 點(diǎn) 單 位 面 積 上 的 內(nèi)力 稱(chēng) 為 應(yīng) 力 。 同 截 面 垂 直 的 稱(chēng) 為 正 應(yīng) 力或 法 向 應(yīng) 力 ， 同 截 面 相 切 的 稱(chēng) 為 剪 應(yīng) 力 或 切 應(yīng) 力 。 FMS 概 念 補(bǔ) 充u應(yīng) 力p應(yīng) 力 會(huì) 隨 著 外 力 的 增 加 而 增 長(zhǎng) ,對(duì) 于 某 一 種 材 料 ,應(yīng) 力 的增 長(zhǎng) 是 有 限 度 的 ,超 過(guò) 這 一 限 度 ,材 料 就 要 破 壞 .該 應(yīng) 力

8、 限度 稱(chēng) 為 該 種 材 料 的 極 限 應(yīng) 力 . 通 過(guò) 材 料 的 力 學(xué) 試 驗(yàn) 來(lái) 測(cè)定p材 料 要 想 安 全 使 用 ,在 使 用 時(shí) 其 內(nèi) 的 應(yīng) 力 應(yīng) 低 于 它 的 極 限應(yīng) 力 ,否 則 材 料 就 會(huì) 在 使 用 時(shí) 發(fā) 生 破 壞 .將 測(cè) 定 的 極 限 應(yīng)力 作 適 當(dāng) 降 低 ,規(guī) 定 出 材 料 能 安 全 工 作 的 應(yīng) 力 最 大 值 ,這就 是 許 用 應(yīng) 力 FMS 概 念 補(bǔ) 充u應(yīng) 力p有 些 材 料 在 工 作 時(shí) ,其 所 受 的 外 力 不 隨 時(shí) 間 而 變 化 ,這 時(shí) 其 內(nèi)部 的 應(yīng) 力 大 小 不 變 ,稱(chēng) 為 靜 應(yīng) 力p還

9、 有 一 些 材 料 ,其 所 受 的 外 力 隨 時(shí) 間 呈 周 期 性 變 化 ,這 時(shí) 內(nèi) 部的 應(yīng) 力 也 隨 時(shí) 間 呈 周 期 性 變 化 ,稱(chēng) 為 交 變 應(yīng) 力 。 材 料 在 交 變 應(yīng)力 作 用 下 發(fā) 生 的 破 壞 稱(chēng) 為 疲 勞 破 壞 .通 常 材 料 承 受 的 交 變 應(yīng) 力遠(yuǎn) 小 于 其 靜 載 下 的 強(qiáng) 度 極 限 時(shí) ,破 壞 就 可 能 發(fā) 生 . p另 外 材 料 會(huì) 由 于 截 面 尺 寸 改 變 而 引 起 應(yīng) 力 的 局 部 增 大 ,這 種 現(xiàn)象 稱(chēng) 為 應(yīng) 力 集 中 .對(duì) 于 組 織 均 勻 的 脆 性 材 料 ,應(yīng) 力 集 中 將 大

10、大降 低 構(gòu) 件 的 強(qiáng) 度 FMS 概 念 補(bǔ) 充u應(yīng) 變p物 體 受 力 產(chǎn) 生 變 形 時(shí) ,體 內(nèi) 各 點(diǎn) 處 變 形 程 度 一 般 并 不 相 同 .用 以 描 述 一 點(diǎn) 處 變 形 的 程 度 的 力 學(xué) 量 是 該 點(diǎn) 的 應(yīng) 變 .為 此可 在 該 點(diǎn) 處 取 一 無(wú) 限 小 單 元 體 ,比 較 變 形 前 后 單 元 體 大 小和 形 狀 的 變 化 FMS 概 念 補(bǔ) 充u應(yīng) 變p線 應(yīng) 變 在 直 角 坐 標(biāo) 中 所 取 單 元 體 為 正 六 面 體 時(shí) ， 三 條 相 互 垂 直 的 棱邊 的 長(zhǎng) 度 在 變 形 前 后 的 改 變 量 與 原 長(zhǎng) 之 比 ，

11、定 義 為 線 應(yīng) 變 ，用 表 示一 點(diǎn) 在 x、 y、 z方 向 的 線 應(yīng) 變 分 別 為 x、 y、 z線 應(yīng) 變 以 伸 長(zhǎng) 為 正 ， 縮 短 為 負(fù) FMS 概 念 補(bǔ) 充u應(yīng) 變p切 應(yīng) 變 單 元 體 的 兩 條 相 互 垂 直 的 棱 邊 ， 在 變 形 后 的 直 角 改 變 量 ， 定義 為 角 應(yīng) 變 或 切 應(yīng) 變 ， 用 表 示一 點(diǎn) 在 x-y方 向 、 y-z方 向 z-x方 向 的 切 應(yīng) 變 ， 分 加 別 為 xy、 yz、 zx切 應(yīng) 變 以 直 角 減 少 為 正 ， 反 之 為 負(fù) FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 拉 伸 試 驗(yàn)u外 力 增 加 ，

12、 試 樣 伸 長(zhǎng) ， 得 到 P L曲 線 ， 換 算 為 -曲線u材 料 表 現(xiàn) 為 彈 性 變 形 、 均 勻 塑 性 變 形 、 頸 縮 、 斷 裂 金 屬 的 拉 伸 實(shí) 驗(yàn) 視 頻 鏈 接 ：http:/ FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 彈 性 與 剛 度u彈 性 變 形p特 點(diǎn) 應(yīng) 力 撤 消 后 , 變 形 消 失 ； 應(yīng) 力 與 應(yīng) 變 成 正 比 關(guān) 系 ； 總 變 形 量 很 小 ： 1% （ 金 屬 ）u彈 性 模 量 與 剛 度p彈 性 模 量 E是 物 質(zhì) 組 分 的 性 質(zhì) ， 微 觀性 質(zhì) ；p剛 度 是 結(jié) 構(gòu) 的 性 質(zhì) ， 宏 觀 性 質(zhì) ， 為彈 性 模

13、量 與 相 應(yīng) 截 面 幾 何 的 乘 積u彈 性 極 限 e p保 持 彈 性 變 形 的 最 大 應(yīng) 力 ， MPa FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 塑 性 與 強(qiáng) 度u塑 性 變 形p應(yīng) 力 撤 消 后 , 變 形 僅 部 分消 失 ， 存 在 殘 余 、 永 久 性 的變 形p特 點(diǎn) ：變 形 具 永 久 性 、 不 可 逆 性 應(yīng) 力 與 應(yīng) 變 非 正 比 關(guān) 系變 形 量 較 大 可 以 塑 性 加 工 的 原 因 殘 余 變 形 量 彈 性 變 形 量 FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 塑 性 與 強(qiáng) 度u塑 性 變 形p屈 服 強(qiáng) 度 (s)抵 抗 微 量 塑 性 變 形 的

14、應(yīng) 力 值p抗 拉 強(qiáng) 度 (b)抵 抗 最 大 均 勻 塑 性 變 形 的 應(yīng) 力值u斷 裂 前 塑 性 變 形 量 u斷 后 伸 長(zhǎng) 率 ()、 斷 面 收 縮率 ( ) sb FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 強(qiáng) 度 與 塑 性u(píng)強(qiáng) 度p材 料 抵 抗 變 形 或 斷 裂 的 能 力p彈 性 極 限 (e )p屈 服 強(qiáng) 度 (s ),材 料 開(kāi) 始 發(fā) 生 明 顯 塑 性 變 形 時(shí) 的 應(yīng) 力 值 ， MPa 。實(shí) 質(zhì) 是 抵 抗 微 量 塑 性 變 形 的 抗 力 無(wú) 明 顯 屈 服 現(xiàn) 象 時(shí) 采 用 條 件 屈 服 極 限 0.2（ 規(guī) 定 殘余 伸 長(zhǎng) 率 為 0.2%時(shí) 對(duì)

15、應(yīng) 的 應(yīng) 力 值 ） FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 強(qiáng) 度 與 塑 性u(píng)強(qiáng) 度p抗 拉 強(qiáng) 度 b 材 料 在 破 斷 前 所 承 受 的 最 大 應(yīng) 力 值 , Mpa 產(chǎn) 生 最 大 均 勻 塑 性 變 形 的 抗 力 存 在 頸 縮 現(xiàn) 象 不 均 勻 塑 性 變 形*塑 性 變 形 中 : s b p屈 強(qiáng) 比 （ s / b ） 0.60.85 屈 強(qiáng) 比 高 ， 強(qiáng) 度 利 用 率 高 屈 強(qiáng) 比 低 ， 安 全 性 高 綜 合 考 慮 材 料 利 用 率 和 安 全 性 FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 強(qiáng) 度 與 塑 性u(píng)強(qiáng) 度 s 0.2b be 低 碳 鋼 與 鑄 鐵 的

16、 應(yīng) 力 應(yīng) 變 曲 線斷 裂 與 塑 性 變 形 是 材 料 失 效 的 形 式 FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 強(qiáng) 度 與 塑 性u(píng)塑 性p材 料 斷 裂 前 發(fā) 生 永 久 不 可 逆 變 形 的 能 力p伸 長(zhǎng) 率 （ ）試 樣 拉 斷 后 標(biāo) 距 的 增 長(zhǎng) 量 與 原 始 標(biāo) 距 長(zhǎng) 度 之 比= (L斷 后 -L原 始 )/ L原 始 %=L / L0 %p斷 面 收 縮 率 （ ）試 樣 拉 斷 處 橫 截 面 積 的 縮 減 量 與 原 始 橫 截 面 積 之 比 = (A 原 始 - A斷 后 )/ A原 始 %=A / A0 %p 、 越 高 ， 材 料 的 塑 性 越

17、好通 常 5% 為 脆 性 材 料 FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 硬 度u衡 量 材 料 軟 硬 程 度 的 指 標(biāo) ， 反 映 材 料 抵 抗 局 部 塑 性 變形 的 能 力u硬 度 與 強(qiáng) 度 間 存 在 一 定 關(guān) 系u莫 氏 硬 度 （ 礦 物 硬 度 標(biāo) 準(zhǔn) ）u布 氏 硬 度 (H B)u洛 氏 硬 度 (H R)u維 氏 硬 度 (H V) u顯 微 硬 度 (H V) 材 料 名 稱(chēng) 莫 氏 硬 度 級(jí) 別滑 石 1石 膏 2螢 石 4鈉 長(zhǎng) 石 6黃 玉 8剛 玉 9金 剛 石 10 FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 硬 度u布 氏 硬 度p直 徑 D鋼 球 在 力 P的

18、作 用 下 壓在 試 樣 上 一 定 時(shí) 間 ,壓 痕 直 徑 d。適 用 于 較 軟 的 塑 性 材 料 （ 如 有色 金 屬 、 灰 口 鑄 鐵 等 ）p球 面 壓 痕 單 位 表 面 積 上 所 承 受的 平 均 壓 力 值p通 常 碳 素 鋼 ： b H B FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 硬 度u洛 氏 硬 度 H Rp用 120度 圓 錐 金 剛 石 壓 頭 ， 1470N (150kgf)力 壓 入 材 料 ， 以 壓 入 材 料表 面 的 深 度 來(lái) 度 量 材 料 的 硬 度 。 用于 硬 度 較 高 的 淬 火 鋼 件p適 合 測(cè) 量 的 材 料 H RA-硬 質(zhì) 合 金

19、H RC-淬 火 鋼 (軟 硬 范 圍 較 寬 ， 應(yīng) 用 最 廣 )H RB- 低 碳 鋼 、 銅 合 金 、 鐵 素 體 可 鍛 鑄鐵 H R=(k-h)/0.002 注 ： h: 壓 痕 深 度 k:常 數(shù) ， 0.2或 0.26mm;0.002mm: 一 個(gè) 洛 氏 硬 度 單 位 FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 硬 度u維 氏 硬 度 H Vp用 對(duì) 面 夾 角 136度 四 棱 錐 金 剛 石壓 頭 ， 在 力 P作 用 下 壓 入 材 料 ，用 壓 痕 單 位 面 積 上 承 受 的 力 作 為材 料 硬 度 的 度 量 。 力 的 大 小 從980N、 490N、 297N到

20、0.192N不 等 。 壓 痕 小 用 顯 微 鏡 來(lái) 觀 察 ，用 于 測(cè) 量 表 層 或 微 區(qū) 。 FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 沖 擊 韌 性u(píng)材 料 在 沖 擊 載 荷 作 用 下 抵 抗 變形 和 斷 裂 的 能 力u常 用 一 次 彎 曲 沖 擊 韌 性 試 驗(yàn) ak值來(lái) 表 示 （ 帶 缺 口 標(biāo) 準(zhǔn) 試 樣 快 速?zèng)_ 斷 時(shí) 單 位 橫 截 面 積 吸 收 的 功 ）u沖 擊 韌 性 是 材 料 強(qiáng) 度 和 塑 性 綜合 作 用 的 結(jié) 果 ， ， k；或 ， k FMS 材 料 力 學(xué) 性 能 沖 擊 韌 性u(píng)金 屬 的 k與 溫 度 直 接 相 關(guān)pT， kp韌 脆 轉(zhuǎn)

21、 變 溫 度 Tk 當(dāng) Tp進(jìn) 行 科 學(xué) 研 究p指 導(dǎo) 生 產(chǎn) 實(shí) 踐p研 制 新 合 金 材 料 FMS 課 程 要 求u掌 握 金 屬 材 料 的 基 本 概 念 、 基 本 理 論 與 基 本 實(shí) 驗(yàn)方 法 ；u掌 握 金 屬 材 料 的 成 分 、 工 藝 、 組 織 結(jié) 構(gòu) 、 性 能 間關(guān) 系 的 一 般 規(guī) 律 ；u了 解 金 屬 材 料 常 用 的 分 析 方 法 ， 主 要 是 金 相 分 析方 法 。 FMS 學(xué) 習(xí) 方 法uINTRESTING IS TH E MOST IMPORTANTu通 過(guò) 物 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 與 組 成 的 基 本 理 論 的 學(xué) 習(xí) ， 掌 握

22、 材料 的 結(jié) 構(gòu) 性 能 內(nèi) 在 關(guān) 系 ；u通 過(guò) 對(duì) 比 ， 了 解 高 分 子 材 料 與 金 屬 和 無(wú) 機(jī) 非 金 屬材 料 在 材 料 結(jié) 構(gòu) 和 性 能 特 點(diǎn) 上 的 主 要 異 同 點(diǎn) ；u運(yùn) 用 結(jié) 構(gòu) 性 能 關(guān) 系 的 原 理 ， 了 解 主 要 材 料 品種 的 制 備 和 應(yīng) 用 的 特 點(diǎn) ， 具 有 一 定 材 料 設(shè) 計(jì) 的 基 礎(chǔ)知 識(shí) 。 FMS 相 關(guān) 資 源 精 品 課 程u上 海 交 通 大 學(xué) （ 國(guó) 家 級(jí) ）u西 北 工 業(yè) 大 學(xué) （ 國(guó) 家 級(jí) ）u四 川 大 學(xué)u FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最

23、偉 大 事 件 ”u2006年 9月 ， 美 國(guó) 金 屬 雜 志 （ Journal of Metals, JOM） 發(fā) 起 了 評(píng) 選 材 料 科 學(xué) 與 工 程 歷 史 上“ 最 偉 大 的 材 料 事 件 ” （ G reatest Materials Moments） 活 動(dòng) 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”u“ 最 偉 大 的 材 料 事 件 ” 定 義p一 項(xiàng) 人 類(lèi) 的 觀 測(cè) 或 者 介 入 ， 導(dǎo) 致 人 類(lèi) 對(duì) 材 料 行 為的 理 解 產(chǎn) 生 標(biāo) 志 性 進(jìn) 展 的 關(guān) 鍵 或 決 定 性 事 件 ， 它開(kāi) 辟

24、 了 材 料 利 用 的 新 紀(jì) 元 ， 或 者 產(chǎn) 生 了 由 材 料 引發(fā) 的 社 會(huì) 經(jīng) 濟(jì) 重 大 變 化 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.1 元 素 周 期 表p現(xiàn) 代 公 認(rèn) 元 素 周 期 律 是 由 俄 國(guó) 化 學(xué) 家 門(mén) 捷 列 夫 在 1869年第 一 次 比 較 完 整 的 提 出 來(lái) 的 。 在 周 期 律 發(fā) 現(xiàn) 以 前 ， 人 們發(fā) 現(xiàn) 元 素 是 偶 然 的 。 在 周 期 律 的 指 導(dǎo) 下 ， 人 們 開(kāi) 始 有 計(jì)劃 、 有 目 的 的 尋 找 化 學(xué) 元 素 了 。p它 是 把 化 學(xué)

25、和 原 子 物 理 學(xué) 聯(lián) 系 起 來(lái) 的 紐 帶 。 元 素 周 期 律還 在 哲 學(xué) 上 有 著 重 大 意 義 ， 它 用 科 學(xué) 事 實(shí) 證 明 了 量 變 引起 質(zhì) 變 的 客 觀 規(guī) 律 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.2 煉 鐵p公 元 前 3500年 （ 推 測(cè) ） 埃 及 人 首 次 熔 煉 鐵 （ 或 許是 作 為 銅 精 煉 的 一 種 副 產(chǎn) 品 ） ， 微 量 的 鐵 主 要 用于 裝 飾 或 禮 儀 。 揭 開(kāi) 了 將 成 為 世 界 主 導(dǎo) 冶 金 材 料的 第 一 個(gè) 制 備 秘 密 。 FM

26、S 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.3 晶 體 管p1948年 巴 丁 （ J. Bardeen） 、 布 拉 頓 （ W. H . Brattain） 和 肖 克 利 （ W. Shockley） 發(fā) 明 晶 體 管 ，成 為 所 有 現(xiàn) 代 電 子 學(xué) 的 基 石 和 微 芯 片 與 計(jì) 算 機(jī) 技術(shù) 的 基 礎(chǔ) 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.4 玻 璃p公 元 前 2200年 左 右 伊 朗 西 北 部 人 發(fā) 明 了 玻 璃 ， 成為 第 二 種 偉 大 的

27、 非 金 屬 工 程 材 料 （ 繼 陶 瓷 之 后 ） 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.5 光 學(xué) 顯 微 鏡p1668年 左 右 列 文 虎 克 （ Anton van Leeuwenhoek）制 做 出 放 大 倍 數(shù) 超 過(guò) 200倍 的 光 學(xué) 顯 微 鏡 ， 使 人類(lèi) 能 夠 研 究 肉 眼 無(wú) 法 看 到 的 自 然 世 界 及 其 結(jié) 構(gòu) 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.6 水 泥p1755年 斯 米 頓 （ John Smeaton） 發(fā)

28、 明 了 現(xiàn) 代 混 凝土 （ 水 凝 水 泥 ） ， 成 為 當(dāng) 代 的 主 導(dǎo) 建 筑 材 料 。 水 泥 回 轉(zhuǎn) 窯 /工 業(yè) 窯 爐 5000噸 新 型 干 法 水 泥 機(jī) 械 成 套 設(shè) 備 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.7 煉 鋼p公 元 前 300年 （ 推 測(cè) ） 南 印 度 的 金 屬 業(yè) 勞 動(dòng) 者 發(fā) 展 了 坩 堝煉 鋼 。 生 產(chǎn) 出 幾 百 年 后 成 為 著 名 的 “ 大 馬 士 革 ” 劍 鋼 的“ 伍 茲 鋼 ” ， 激 發(fā) 了 數(shù) 代 工 匠 、 鐵 匠 和 冶 金 學(xué) 家 。p最 早 出

29、 現(xiàn) 的 煉 鋼 方 法 是 1740年 出 現(xiàn) 的 坩 堝 法 ， 它 是 將 生鐵 和 廢 鐵 裝 入 由 石 墨 和 粘 土 制 成 的 坩 堝 內(nèi) ， 用 火 焰 加 熱熔 化 爐 料 ， 之 后 將 熔 化 的 爐 料 澆 成 鋼 錠 。 此 法 幾 乎 無(wú) 雜質(zhì) 元 素 的 氧 化 反 應(yīng) 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.8 有 色 冶 金p公 元 前 5000年 （ 推 測(cè) ） 在 現(xiàn) 代 土 耳 其 周 邊 ， 人 們發(fā) 現(xiàn) 可 以 從 孔 雀 石 和 藍(lán) 銅 礦 中 萃 取 液 體 銅 以 及 熔融 的 金

30、 屬 可 鑄 成 不 同 的 形 狀 ， 成 為 冶 金 提 取 術(shù) 開(kāi) 發(fā) 地 球 礦 物 寶 藏 的 手 段 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè) “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.9 X射 線 衍 射 現(xiàn) 象 的 發(fā) 現(xiàn)p1912年 勞 厄 （ Max von Laue）發(fā) 現(xiàn) 晶 體 的 X射 線 衍 射 。 創(chuàng) 建了 表 征 晶 體 結(jié) 構(gòu) 的 方 法 ， 并 啟發(fā) 了 布 拉 格 父 子 發(fā) 展 晶 體 衍 射理 論 ， 深 化 了 晶 體 結(jié) 構(gòu) 與 材 料性 能 關(guān) 系 的 理 解 。 FMS 材 料 科 學(xué) 與 工 程 領(lǐng) 域 歷 史 上 十 個(gè)

31、 “ 最 偉 大 事 件 ”uNO.10大 規(guī) 模 煉 鋼 技 術(shù)p1856年 英 國(guó) 人 亨 利 貝 塞 麥 （ H enry Bessemer） 發(fā) 明了 酸 性 空 氣 底 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 法 ， 也 稱(chēng) 為 貝 塞 麥 法 ， 第一 次 解 決 了 用 鐵 水 直 接 冶 煉 鋼 水 的 難 題 ， 從 而 使 煉鋼 的 質(zhì) 量 得 到 提 高 ， 引 領(lǐng) 出 廉 價(jià) 、 大 噸 位 煉 鋼 時(shí) 代 ，為 運(yùn) 輸 業(yè) 、 建 筑 物 和 通 用 工 業(yè) 帶 來(lái) 巨 大 進(jìn) 步 。 但 此法 要 求 鐵 水 的 硅 含 量 大 于 0.8%， 而 且 不 能 脫 硫 。 目前 已 淘 汰 。