单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,电气工程学院,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,单击此处编辑母版标题样式,电气工程学院,*,*,第一章 工程材料与制造技术简论,第一章 工程材料与制造技术简论,本章将重点介绍工程材料和制造技术的历史、现状和发展，以及制造类企业的组织结构和产品生产过程，希望读者能在进入现代材料成型与制造工艺基础的学习之前，对工程材料和制造技术的背景有一个比较完整的了解，以利于本课程和后续相关知识的学习,。
第,一,一,节,节,工,工,程,程,材,材,料,料,发,发,展,展,简,简,述,述,第,一,一,节,节,工,工,程,程,材,材,料,料,发,发,展,展,简,简,述,述,材,料,料,是,是,人,人,类,类,用,用,以,以,制,制,作,作,有,有,用,用,物,物,件,件,的,的,物,物,质,质,，,，,而,而,新,新,材,材,料,料,主,主,要,要,是,是,指,指,最,最,近,近,发,发,展,展,起,起,来,来,或,或,正,正,在,在,发,发,展,展,之,之,中,中,的,的,具,具,有,有,特,特,殊,殊,功,功,能,能,和,和,效,效,用,用,的,的,材,材,料,料,人,人,类,类,历,历,史,史,证,证,明,明,，,，,材,材,料,料,是,是,人,人,类,类,社,社,会,会,进,进,步,步,的,的,物,物,质,质,基,基,础,础,和,和,先,先,导,导,按,按,照,照,传,传,统,统,的,的,分,分,类,类,方,方,法,法,可,可,以,以,分,分,为,为,金,金,属,属,材,材,料,料,、,、,无,无,机,机,非,非,金,金,属,属,材,材,料,料,（,（,陶,陶,瓷,瓷,）,）,、,、,有,有,机,机,高,高,分,分,子,子,材,材,料,料,和,和,复,复,合,合,材,材,料,料,四,四,大,大,类,类,。
图,1-1,中,对,对,上,上,述,述,四,四,类,类,材,材,料,料,在,在,不,不,同,同,历,历,史,史,年,年,代,代,的,的,相,相,对,对,重,重,要,要,性,性,进,进,行,行,了,了,描,描,述,述,一、,金,金属材,料,料的发,展,展简述,金属材,料,料具有,其,其它材,料,料体系,不,不可能,完,完全取,代,代的独,特,特的性,质,质和使,用,用性能,，,，这是,由,由于金,属,属材料,主,主要通,过,过金属,键,键结合,而,而成，,这,这种键,合,合特点,使,使得金,属,属有比,高,高分子,材,材料高,得,得多的,模,模量、,有,有比陶,瓷,瓷高得,多,多的韧,性,性、可,加,加工性,、,、磁性,和,和导电,性,性一）,金,金属,材,材料的,发,发展史,公元前,5000,年为青,铜,铜器时,代,代，公,元,元前,1500,1200,年为铁,器,器时代,18,世纪以,后,后，钢,铁,铁工业,开,开始迅,猛,猛发展,，,，成为,产,产业革,命,命的主,要,要潮流,和,和物质,基,基础，,其,其它金,属,属材料,也,也得到,相,相应的,快,快速发,展,展第一节,工,工,程,程材料,发,发展简,述,述,（二）,金,金属,材,材料的,发,发展现,状,状,主要围,绕,绕以下,几,几个方,面,面向纵,深,深发展,。
1,）高,纯,纯材料,（,2,）高,强,强度及,超,超高强,度,度金属,材,材料,（,3,）超,易,易切削,钢,钢和超,高,高易切,削,削钢,（,4,）硬,质,质合金,与,与金属,陶,陶瓷,（,5,）高,温,温合金,与,与难熔,合,合金,（,6,）纤,维,维增强,金,金属基,复,复合材,料,料,（,7,）共,晶,晶合金,定,定向凝,固,固材料,（,8,）快,速,速冷凝,金,金属非,晶,晶及微,晶,晶材料,典型非,晶,晶和微,晶,晶金属,材,材料：,1,）金属,玻,玻璃,2,）金属,微,微晶材,料,料,（,9,）有,序,序金属,间,间化合,物,物,（,10,）纳,米,米金属,材,材料,（,11,）形,状,状记忆,合,合金,（,12,）贮,氢,氢合金,第一节,工,工,程,程材料,发,发展简,述,述,二、,无,无机非,金,金属材,料,料（陶,瓷,瓷）的,发,发展简,述,述,先进陶,瓷,瓷的化,学,学键是,由,由共价,键,键和离,子,子键组,成,成,具有优,良,良的耐,高,高温、,耐,耐磨、,耐,耐腐蚀,的,的特点,一）,陶,陶瓷的,发,发展史,中国是,陶,陶瓷的,发,发源地,，,，最早,人,人类利,用,用粘土,的,的可塑,性,性将其,加,加工成,所,所需形,状,状，然,后,后用火,烧,烧制成,型,型，这,就,就是陶,器,器。
陶,瓷,瓷的第,一,一次重,大,大飞跃,是,是人类,掌,掌握了,通,通过鼓,风,风提高,燃,燃烧温,度,度的技,术,术，进,而,而利用,粘,粘土、,石,石英、,长,长石等,矿,矿物制,成,成了瓷,器,器陶,瓷,瓷发展,过,过程中,的,的第二,次,次重大,飞,飞跃是,从,从传统,陶,陶瓷到,先,先进陶,瓷,瓷二）,先进陶,瓷,瓷的主,要,要研究,领,领域与,研,研究现,状,状,先进陶,瓷,瓷的研,究,究领域,包,包括：,粉,粉体、,结,结构陶,瓷,瓷、功,能,能陶瓷,、,、生物,陶,陶瓷、,薄,薄膜及,喷,喷涂、,陶,陶瓷,工,工艺等,目前正,围,围绕陶,瓷,瓷材料,的,的弱点,方,方面转,入,入更细,致,致的基,础,础研究,和,和应用,研,研究第一节,工,工,程,程材料,发,发展简,述,述,（三）,结,结构陶,瓷,瓷的研,究,究发展,趋,趋势,结构陶,瓷,瓷的脆,性,性研究,（,1,）相变,增,增韧陶,瓷,瓷,（,2,）高精,细,细陶瓷,（,3,）高韧,性,性,/,高硬度,Sialon,陶瓷,（,4,）可塑,性,性变形,陶,陶瓷,（,5,）金属,间,间化合,物,物与陶,瓷,瓷复合,材,材料,（,6,）纤维,及,及晶须,增,增强陶,瓷,瓷基复,合,合材料,（,7,）叠层,结,结构陶,瓷,瓷基复,合,合材料,（,8,）纳米,陶,陶瓷及,其,其复合,材,材料,综上所,述,述，陶,瓷,瓷材料,发,发展的,过,过程也,是,是陶瓷,增,增韧的,发,发展过,程,程，设,计,计思想,经,经历了,“,“限制,和,和减少,缺,缺陷,容忍缺,陷,陷,利用缺,陷,陷”的,变,变化过,程,程。
2,有关,结,结构陶,瓷,瓷粉体,制,制备的,研,研究,3,有关,陶,陶瓷材,料,料的制,备,备与加,工,工技术,4,有关,陶,陶瓷材,料,料的可,靠,靠性检,测,测与评,价,价技术,第一节,工,工,程,程材料,发,发展简,述,述,（四）,结,结构陶,瓷,瓷的研,究,究展望,预期结,构,构陶瓷,在,在以下,领,领域具,有,有重要,的,的研究,发,发展前,景,景：,新型层,状,状碳化,物,物和氮,化,化物陶,瓷,瓷的研,究,究,高性能,复,复相陶,瓷,瓷和陶,瓷,瓷基复,合,合材料,，,，包括,金,金属陶,瓷,瓷，纳,米,米复相,陶,陶瓷，,多,多层次,复,复合与,融,融合复,相,相陶瓷,；,；,金属间,化,化合物,与,与陶瓷,复,复合材,料,料以及,陶,陶瓷纤,维,维补强,的,的陶瓷,基,基复合,材,材料的,研,研究；,高性能,、,、批量,化,化、低,成,成本先,进,进陶瓷,的,的制备,和,和加工,技,技术研,究,究,先进结,构,构陶瓷,的,的可靠,性,性及性,能,能评价,技,技术研,究,究；,结构陶,瓷,瓷材料,物,物理力,学,学性能,检,检测方,法,法与标,准,准及评,价,价技术,研,研究；,结构陶,瓷,瓷材料,可,可靠性,的,的声学,快,快速评,价,价技术,研,研究；,高性能,、,、低成,本,本、高,可,可靠性,陶,陶瓷材,料,料的制,备,备技术,研,研究等,。
第一节,工,工,程,程材料,发,发展简,述,述,三、工,程,程塑料,的,的发展,简,简述,工程塑料是一,个,个特定的名称,，,，其广义上是,泛,泛指具有高性,能,能又可能代替,金,金属材料的塑,料,料，狭义上是,指,指比通用塑料,的,的强度与耐热,性,性优异，可作,为,为工业用的结,构,构材料并具有,功,功能作用的高,性,性能塑料一）工程塑,料,料发展史,20,世纪,30,年代，高分子,结,结构与性能关,系,系研究的兴起,及,及理论的创立,，,，推动了新型,高,高分子的合成,20,世纪,50,年代初期开始,了,了塑料制品的,研,研究工程塑,料,料主要品种工,业,业化年度及首,家,家商品化的企,业,业列入表,1-1,，工程塑料的,快,快速发展源于,80,年代以后第一节 工,程,程材料发展简,述,述,（二）工程塑,料,料的特点,1,与金属材料,相,相比其优点是,：,：,(1),比重小；仅为,1.0-2.0,，约为铁的六,分,分之一；,(2),加工性好，生,产,产效率高；,(3),耐水及各种化,学,学药品腐蚀；,(4),自润滑性好，,摩,摩擦系数小；,(5),可以自由着色,；,；,(6),容易与玻璃纤,维,维及各种填料,复,复合；,(7),优异的电绝缘,性,性；,(8),隔热性优良，,导,导热系数约为,铁,铁的百分之一,；,；,(9),可降低成本、,节,节约资源和能,源,源。
2,与金属材料,相,相比其缺点是,：,：,(1),耐热性能差，,软,软化点低；,(2),机械强度低，,抗,抗张强度一般,约,约为钢的十分,之,之一；,(3),尺寸稳定性差,，,，线膨胀系数,约,约为钢的,5,倍；,(4),耐久性差，长,期,期受重力作用,易,易产生疲劳，,在,在室外长期受,紫,紫外线作用，,易,易降低性能第一节 工,程,程材料发展简,述,述,四、复合材,料,料的发展简述,复合材料是指,由,由不同材料组,合,合而成，在新,制,制成的材料中,，,，原来各材料,的,的特性得到了,充,充分的应用，,而,而且复合后，,可,可望获得单一,材,材料得不到的,新,新功能材料一）复合,材,材料的发展历,史,史,复合材料的发,展,展经历了古代,近代,先进复合材料,的,的过程，最原,始,始的复合材料,是,是在粘土泥浆,中,中掺稻草，制,成,成很好的土砖,近代复合材料,主,主要包括软质,复,复合材料和硬,质,质复合材料,第一节 工,程,程材料发展简,述,述,（二）先进复,合,合材料的研究,现,现状,典型复合材料,的,的研究现状如,下,下：,1.,金属基复合材,料,料（,MetalMatrixCompositesMMC,）,MMC,所用基体除,Al,Mg,外还包括,Ti,Cu,Zn,Pb,Be,超合金及金属,间,间化合物。
2.,陶瓷基复合材,料,料（,Ceramic Matrix CompositesCMC,）,3.,其它复合材料,除,MMC,和,CMC,复合材料外，,目,目前处于大量,研,研究、开发应,用,用的复合材料,还,还包括：（,1,）树脂基（高,聚,聚物）复合材,料,料，（,2,）原位复合材,料,料（,In Situ Composite,），（,3,）功能精细复,合,合材料（,Functional Fine Composites,（,4,）梯度功能材,料,料（,FunctionallyGradient Materials,）,。
