0、 绪论
教学目的与要求：
1 掌握材料科学研究的内容及其要素之间的逻辑关系. 2 了解材料发展的现状与发展趋势. 3 了解本课程的学习方法 一、
材料科学的含义
材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构件、工具、装置等物品的物质。材料科学是一门以固体材料为研究对象，以固体物理、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科，它运用电子显微镜、X-射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科，是研究材料共性的一门学科。
二、
材料对人类文明进步的意义
材料是人类文明、社会进步、科学技术发展的物质基础和技术先导。在历史上，人们将石器、青铜器、铁器等当时的主导材料作为时代的标志，称其为石器时代、青铜器时代和铁器时代。在近代，材料的种类及其繁多，各种新材料不断涌现，很难用一种材料来代表当今时代的特征。
材料技术、信息技术、生物技术一起形成了21世纪最重要、发展最快、最有前途的三大领域。
新材料既是当代高新技术的重要组成部分，又是发展高新技术的重要支柱 和突破口。复合材料以其典型的轻量特性、卓越的比强度、比模量、独特的耐烧蚀和隐蔽性、材料性能的可设计性、制备的灵活性和易加工性受到军方青睐，在实现武器系统轻量化、快速反应能力、高威力、大射程、精确打击、高自下而上力方面起着巨大作用。 “卫星的减重以克计算，如果卫星自重可以减轻一些，那么卫星可能多带一个相机或望远镜，也可以多完成一些使命。” 由碳纤维和树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、韧性好和强度高而成为一种先进的航空”航天材料。航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。因此，在航空航天工业中普遍采用先进的碳纤维复合材料。
高速铁路是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200km以上，或者专门修建新的“高速新线“使营运速率达到每小时250km以上的铁路系统。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上。
纳米自清洁玻璃是经久耐用、镀膜、中性色的玻璃，它比普通玻璃在降雨时和降雨后保持更加清亮的效果，而不需花费像普通玻璃一样的清洗工作。另外，其表面纳米自清洁薄膜具有超亲水、光催化性能，可使玻璃表面无机及有机污染很容易被雨水清洗掉，从而大大减少人工清洗、环保又节能。
纳米自清洁钛板是专门针对国家大剧院对建筑外表面钛板的特殊要求，而在表面进行了纳米处理。经过处理的钛板在保持原有性能不变情况下，可使水分完全均匀地钛板表面铺展开来，完全浸润钛板，并将附着于表面的灰尘携带走。在日光的作用下，纳米自清洁钛板可分解附着在钛板表面的有机污渍，从而达到自清洁效果，保持钛板的长期清洁。 三、
材料分类
1、 按化学组成（或基本组成）分类：金属材料、 无机非金属材料、 高分子材料（聚合物）、 复合材料。
金属材料是由化学元素周期表中的金属元素组成的材料。可分为由一种金属元素构成的单质（纯金属）；由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素构成的合金。合金又可分为固溶体和金属间化合物。
无机非金属材料是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和（或）氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料。是除金属材料、高分子材料以外所有材料的总称。它与广义的陶瓷材料有等同的含义。无机非金属材料种类繁多，用途各异，目前还没有统一完善的分类方法。一般将其分为传统的（普通的）和新型的（先进的）无机非金属材料两大类。
高聚物是由一种或几种简单低分子化合物经聚合而组成的分子量很大的化合物。高聚物的种类繁多，性能各异，其分类的方法多种多样。按高分子材料来源分为天然高分子材料和合成高分子材料；按材料的性能和用途可将高聚物分为橡胶、纤维、塑料和胶粘剂等。
复合材料是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。复合材料是多相材料，主要包括基本相和增强相。基体相是一种连续相材料，它把改善性能的增强相材料固结成一体，并起传递应力的作用；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。复合材料既能保持原组成材料的重要特色，又通过复合效应使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。复合材料的种类繁多，目前还没有统一的分类方法，下面根据复合材料的三要素来分类。按基体材料分类，有金属基复合材料，陶瓷基复合材料，水泥、混凝土基复合材料，塑料基复合材料，橡胶基复合材料等；按增强剂形状可分为粒子、纤维及层状复合材料；依据复合材料的性能可分为结构复合材料和功能复合材料。 2、 根据材料的性能分类
根据材料在外场作用下其性质或性能对外场的响应不同，材料可分为结构材料和功能材料。 结构材料是指具有抵抗外场作用而保持自己的形状、结构不变的优良力学性能（强度和韧性等），用于结构目的的材料。这种
材料通常用来制造工具、机械、车辆和修建房屋、桥梁、铁路等。功能材料是具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学和生物学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的的高技术材料。 3、 材料按服役的领域来分类：信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料 4、 按结晶状态分类：单晶材料、多晶材料、非晶态材料、准晶材料 5、按材料的尺寸分类：零维材料、一维材料、二维材料、三维材料 四、内容安排
（1）内容核心：材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系及其在各种条件下的变化规律。 （2）内容结构
基本结构―液-固转变―扩散与形变―回复与再结晶 五、学习方法
提纲挈领、记好笔记、及时复习
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