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《机械工程材料(第4版)》第一章教案

《机械工程材料(第4版)》教案

工程材料基础

绪论

1.材料与社会进步

材料是人类生活的物质基础,人类社会的进步与材料的发展密切相关。由于材料对人类社会的发展和进步,一直都在起着巨大的推动作用。所以,人们便把历史的发展阶段按照人类使用材料的特点来划分,例如,远古时代,由于人类只能使用天然的石头作为工具,所以,远古时代就被称为石器时代。而火的发现和使用,由于使人类能够制造人造材料,所以伴随着各种材料制备技术的出现,人类历史又依次进入到陶器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代和新材料时代(信息时代)。可见,在人类社会发展的过程中,材料是推动社会进步的重要因素,没有新材料的出现,人类社会就不会进步。

2.材料与技术进步

能源、信息和材料是现代技术的三大支柱,而能源、信息产业的发展,同样离不开材料的进步,如果材料的制备水平和应用水平跟不上,就会制约着能源、信息产业的发展。实际上,不仅能源、信息产业的发展离不开材料的进步,对许多领域而言,技术的进步都是与老材料的改进和新材料的开发有关(说明在坦克和炮弹的技术进步中,炮弹攻击力的增强和坦克防弹能力的提高,与老材料的改进和新材料的开发有关)。

材料推动技术进步和社会发展的实例很多,如:

① 1911年德国开发出了强度与软钢相近的硬铝合金之后,人类才开始进行真正的航空工业;

②镍基高温合金的开发成功,由于能大大提高发动机的燃烧室温度,能显著提高发动机的功率,使飞机制造业从此迈进了能够制造特大型飞机的时代;

③单晶硅的出现,导致大规模集成电路的问世,使计算机等产品陆续走进了我们的生活,使社会步入到了信息时代;

④远程通信技术的发展与光导纤维的问世密切相关,由于光导纤维的出现使信息的传输方式发生了巨大的变化,所以光导纤维的问世被誉为是百年不遇的重大发明;

⑤ 20世纪最后一次技术革命,导致了超导技术的出现,对社会的发展也起到了巨大的推动作用。例如,利用安装在列车中的超导磁体与地面线圈之间的电磁排斥力,而能将列车悬浮起来的现象,就能制造出时速可达300Km的磁悬浮列车。

从以上实例可见,材料是推动技术进步和社会发展的重要因素。

3.工程材料及分类

所谓材料,是可用来制造有用物品的物质。能用于工程目的的材料就是工程材料。按照材料的性能特点和用途的不同,工程材料可分为结构材料和功能材料两大类。其中

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