材料概論

前言

　　人類生活在材料世界中。無論是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)，還是人們的衣食住行都離不開材料。材料是人類賴以生存并得以發(fā)展的基礎(chǔ)和柱石。材料的多樣性，決定了其分類的多樣性，大處分有金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料；小處分又有黑色金屬、有色金屬、玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料、塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑……從應(yīng)用領(lǐng)域和功能性分則有包裝材料、建筑材料、農(nóng)用材料、電子電器材料、汽車材料、宇航材料、能源材料、生物醫(yī)用材料、環(huán)境工程材料……，以往的專業(yè)設(shè)置都是建立在這種分類基礎(chǔ)上的。　　材料的研究和開發(fā)正從宏觀走向微觀；從定性、半定量走向定量；從傳統(tǒng)材料轉(zhuǎn)向復(fù)合材料、功能材料、智能材料和低維材料。材料生產(chǎn)的節(jié)能、省時(shí)、低耗、無公害越來越受到人們的關(guān)注，環(huán)境友好材料（亦稱綠色材料，或環(huán)保型材料、健康型材料）正向人類走來?！　「叩葘W(xué)校人才培養(yǎng)有了新的要求。教育應(yīng)從以往的知識(shí)型、職業(yè)型、專業(yè)型、業(yè)務(wù)型人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)型、創(chuàng)業(yè)型、復(fù)合型、人格型的人才培養(yǎng)模式。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神的人才顯得尤為重要。創(chuàng)新，是民族的靈魂；創(chuàng)造力是躋身世界強(qiáng)國的根本動(dòng)力。加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)面是材料類專業(yè)改革的方向，堅(jiān)決而又穩(wěn)妥地加速向材料專業(yè)的過渡是當(dāng)務(wù)之急，為此我們提出了構(gòu)建材料類公共基礎(chǔ)課程平臺(tái)的改革設(shè)想，得到了華東理工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)和教務(wù)部門的支持，并列入學(xué)校教改試點(diǎn)。這一設(shè)想，也成為國家教育部面向21世紀(jì)高等工程教育教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃中由四川大學(xué)牽頭，北京化工大學(xué)、華東理工大學(xué)、東北大學(xué)、武漢工業(yè)大學(xué)主持，東華大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)參加的《材料類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容體系改革的研究》項(xiàng)目組的共識(shí)，決定編寫三本材料類專業(yè)教材，《材料概論》正是其中之一，并確定該教材由華東理工大學(xué)主編，北京化工大學(xué)參編，教育部批準(zhǔn)列入面向21世紀(jì)課程教材。

內(nèi)容概要

　　本書是在教育部面向21世紀(jì)高等工程教育教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃《材料類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容體系改革的研究》基礎(chǔ)上編寫的材料類專業(yè)基礎(chǔ)課教材之一?！　”緯?章，主要包括：材料與材料科學(xué)；材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能；材料的制備方法；材料成型；1種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述；材料應(yīng)用；材料與環(huán)境；材料比較與選擇?！　”緯┎牧项悓I(yè)本科、?？茖W(xué)生入門教學(xué)用，也可作認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教材；可供其他從事與材料相關(guān)專業(yè)的學(xué)生選讀，作為工程技術(shù)人員了解材料、選用材料的參考資料。

書籍目錄

第1章　材料與材料科學(xué)　1.1　材料的地位、作用與發(fā)展　1.2　材料的分類　1.3　材料的要素　1.4　材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢第2章　材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能　2.1　材料的組成　2.2　材料的結(jié)構(gòu)　2.3　材料的性能第3章　材料的制備方法　3.1　原材料的選用與合成　3.2　制造工藝過程與方法第4章　材料成型　4.1　材料的成型加工　4.2　自由流動(dòng)成型　4.3　受力流動(dòng)成型　4.4　受力塑性成型第5章　1種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述　5.1　玻璃的生產(chǎn)　5.2　陶瓷的生產(chǎn)　5.3　水泥的生產(chǎn)　5.4　黑色金屬的生產(chǎn)　5.5　有色金屬的生產(chǎn)　5.6　合成丁苯橡膠及橡膠輪胎的生產(chǎn)　5.7　聚乙烯及聚氯乙烯薄膜料生產(chǎn)　5.8　聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)　5.9　聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)　5.1　環(huán)氧樹脂及其玻璃鋼的生產(chǎn)第6章　材料應(yīng)用　6.1　結(jié)構(gòu)材料　6.2　包裝材料　6.3　建筑材料　6.4　功能材料　6.5　生物材料　6.6　化工材料　6.7　農(nóng)用材料　6.8　納米材料　6.9　復(fù)合材料　6.1　其他材料第7章　材料與環(huán)境　7.1　金屬材料的腐蝕與防護(hù)　7.2　其他材料與環(huán)境的相互作用第8章　材料比較與選擇　8.1　概述　　8.2　性能比較　8.3　其他選擇標(biāo)準(zhǔn)　8.4　材料的未來參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　B.注射成型　　完整的注射過程包括加料、塑化、注射、冷卻固化和脫模等幾個(gè)工序?！　∽⑸涑尚蜁r(shí)，加入的樹脂配合料在料筒中受熱，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w，塑化均勻的熔體被柱塞或螺桿推向料筒的前端。經(jīng)噴嘴、模具的澆注系統(tǒng)而進(jìn)入并充滿模具的型腔，這一過程稱“充?！薄３淠Ｖ?，柱塞或螺桿仍保持施壓狀態(tài)，迫使熔體不斷充實(shí)型腔中，使制品不至于缺料，成為完整的制品，這一過程稱“保壓”。當(dāng)澆注系統(tǒng)的熔體先行冷卻硬化時(shí)（這一現(xiàn)象稱“凝封”），保壓便可停止，柱塞或螺桿可退回，同時(shí)，向料筒中加入新料。從凝封后即開始對(duì)模具進(jìn)行冷卻，直到冷卻至所需溫度為止，這一階段稱“冷卻”。但實(shí)際上，對(duì)制品的冷卻，從充模后，便開始了。當(dāng)制品冷卻到所預(yù)定溫度時(shí)，可用人工或機(jī)械方法取出制品，此為脫模過程。整個(gè)過程稱一個(gè)成型周期（注射周期），完成一個(gè)成型周期后，進(jìn)行下一個(gè)周期?！　∽⑺艹尚瓦^程中最為重要、最為關(guān)鍵的就是物料的塑化，塑化就是樹脂配合料在料筒內(nèi)受熱達(dá)到充分熔融狀態(tài)，從而具有良好的可塑性及流動(dòng)性?！　.制品后處理　　注射制件經(jīng)脫模或機(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要指退火和調(diào)濕處理?！　。?）退火處理由于塑料在料筒內(nèi)塑化不均勻或在型腔內(nèi)冷卻速度不同，常會(huì)產(chǎn)生不均的結(jié)晶、取向和收縮，使制品存有內(nèi)應(yīng)力，這在生產(chǎn)厚壁或帶有金屬嵌件的制品時(shí)更為突出。存在內(nèi)應(yīng)力的制件在貯存和使用中常會(huì)發(fā)生力學(xué)性能下降，光學(xué)性能變壞，表面有銀紋，甚至變形開裂。生產(chǎn)中解決這些問題的方法是對(duì)制件進(jìn)行退火處理。退火處理是指將成型好的塑料制品置于加熱介質(zhì)中（如熱空氣、熱水、熱的礦物油或甘油等）一段時(shí)間，然后緩慢冷卻至室溫。經(jīng)過退火處理，制品的密度、耐熱性、沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性均有所提高。處理的時(shí)間決定于塑料品種、加熱介質(zhì)的溫度、制品的形狀和模塑條件。

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