Galeria de mapas mentais Esboço da Ciência e Engenharia de Materiais(1)(1)
Este é um mapa mental sobre o Esboço da Ciência e Engenharia de Materiais (1)(1), incluindo a história e desenvolvimento de materiais, classificação de materiais, os quatro elementos básicos da ciência e engenharia de materiais, síntese e processamento de materiais, etc.
Editado em 2024-03-10 19:32:59Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
Esboço de Ciência e Engenharia de Materiais
História e desenvolvimento de materiais
Material
Os materiais são substâncias, mas nem todas as substâncias são materiais
Definição: Refere-se a substâncias que são aceitáveis para a sociedade humana e podem ser utilizadas para fabricar dispositivos úteis economicamente.
efeito
Os materiais são um marco no progresso da sociedade humana
Sociedade humana
Tecnologia científica
Os materiais são a base e o precursor do desenvolvimento económico e social
1. É o precursor da revolução industrial e do desenvolvimento industrial.
2. É a base de várias indústrias
3. É a base para o desenvolvimento de alta tecnologia
Sete eras de desenvolvimento material
Idade da Pedra (cerâmica)
Idade do Bronze (a primeira liga na história da humanidade foi a liga de cobre-estanho)
era do aço
era do cimento
era do aço
era do silício
nova era material
Classificação de materiais
Classificado por composição e estrutura
material metálico
As ligações de ligação de metais simples são ligações metálicas
Materiais inorgânicos não metálicos (cerâmica)
Os materiais cerâmicos são baseados principalmente em ligações iônicas
Materiais Poliméricos
Os átomos nas macromoléculas são mantidos juntos por fortes ligações covalentes
materiais compósitos
A ligação é muito complexa
Classificado por desempenho
Materiais estruturais - materiais de componentes de engenharia, materiais de fabricação de máquinas, etc.
Ênfase nas propriedades mecânicas
Materiais funcionais - materiais eletrônicos, materiais semicondutores, materiais magnéticos, materiais energéticos, materiais biológicos, etc.
Ênfase nas propriedades físicas e químicas
Classificado por aplicação e desenvolvimento
materiais tradicionais
novo material
Quatro elementos básicos da ciência e engenharia de materiais
desempenho
O ponto de partida e o objetivo (ponto de partida) dos materiais de pesquisa
Processamento sintético
estrutura organizacional
essencial
composição química
Falha de materiais estruturais
A falha ocorre quando um material perde seu desempenho original sob a ação combinada de cargas externas e do meio ambiente até que não possa mais continuar a servir.
Formas de falha material
Deformação excessiva
Deformação elástica excessiva → Rigidez insuficiente é a causa raiz da deformação elástica excessiva das peças (a cerâmica tem o módulo de elasticidade mais alto)
Deformação plástica excessiva → baixo limite de escoamento é a causa raiz da deformação plástica excessiva das peças
Não há diferença óbvia entre os dois
falha de fratura
Existem três processos: início da trinca, propagação e fratura final.
Classificação das fraturas
Quantidade de deformação plástica: fratura dúctil fratura frágil
Caminho de propagação de fissura: fratura transgranular fratura intergranular
Fratura de peças sob cargas estáticas e de impacto
Fratura por fadiga de peças sob cargas alternadas
A tensão que causa a fratura por fadiga é frequentemente inferior à resistência ao escoamento sob carga estática
Não há deformação plástica macroscópica óbvia durante a fratura, que é uma fratura frágil.
A fratura por fadiga pode mostrar claramente a formação, propagação e fratura final das trincas
fadiga por estiramento
Fadiga por tração e compressão
fadiga de flexão
Fadiga reversa
Fadiga devido a vários modos mistos de estresse
Fratura de peças sob cargas estáticas e de impacto
Força de fluência
força duradoura
Falha de dano superficial
Classificação
desgaste superficial
fadiga de contato
corrosão superficial
desgasto
Desgaste adesivo, desgaste abrasivo, desgaste corrosivo, desgaste por fadiga
Melhorar a dureza da superfície do material é a chave para melhorar a resistência ao desgaste sob diversas condições de desgaste
corrosão
Propriedades de corrosão
Corrosão química
Corrosão eletroquímica
Peças corroídas
corrosão uniforme
Corrosão por picada (perfuração)
corrosão intergranular
Propriedades e desempenho dos materiais
Classificação de propriedade
Propriedades magneticas
propriedades térmicas
Efeitos térmicos: absorção de calor, transferência de calor e expansão
Propriedades elétricas
Dieletricidade
Constante dielétrica
Perda dielétrica (pequena perda dielétrica, bom desempenho de isolamento)
Rigidez dielétrica (alta rigidez dielétrica significa boa qualidade do isolador)
Quanto pior o dielétrico, melhor o isolamento
Propriedades ópticas (fluorescência)
Propriedades mecânicas dos materiais
Definição: O comportamento de deformação e fratura de materiais sob diferentes cargas e ambientes
Categoria: deformação elástica deformação plástica
Resistência (força externa): resistência à tração, compressão, cisalhamento, fadiga A resistência à fluência e a resistência à durabilidade são medidas da capacidade de um material de resistir à deformação e à fratura em altas temperaturas.
elasticidade e plasticidade
Reversível (elasticidade) e irreversível (plasticidade)
dureza e fragilidade
Os indicadores que medem a tenacidade incluem resistência ao impacto e resistência à fratura.
Dureza: refere-se à capacidade de um material resistir à deformação local
Síntese e processamento de materiais
Seleção de matérias-primas
Materiais minerais naturais (minério de ferro, galena, etc.)
Matérias-primas químicas inorgânicas
Matérias-primas de óxido (alumina, óxido de magnésio, espinélio, mulita, etc.)
matérias-primas não oxidadas
Matérias-primas químicas orgânicas (materiais naturais e sintéticos)
Preparação de materiais
Método de fase gasosa (usando gás diretamente ou transformando substâncias em gás através de vários meios)
Método PVD (método físico de deposição de vapor)
Método CVD (método de deposição química de vapor)
método de fase líquida
Método de fusão, método de solução, método interfacial, método de precipitação em fase líquida, método sol-gel, método hidrotérmico (alta temperatura e alta pressão ou alta temperatura e pressão normal), método de pulverização, método de crescimento de solução,
método de fase sólida
Método de sinterização de alta temperatura
metalurgia do pó
método de policondensação em fase sólida
Método de síntese autopropagável em alta temperatura
Processamento de formação de material
Classificação do método de formação
moldagem de fluxo livre
Formação de fluxo forçado
Moldagem plástica forçada
Outras moldagens
Propriedades de moldagem
A fundição de metal é formada aproveitando a fluidez do material
Fluidez e deformabilidade plástica
Métodos de formação e processamento de materiais metálicos
Fundição
moldagem de plástico
Moldagem de conexão
design material
Os materiais devem ter boa compatibilidade ambiental durante a fabricação, uso, descarte e reciclagem
Composição material e estrutura organizacional
Composição: refere-se ao tipo e conteúdo dos elementos que compõem o material, geralmente representado por (w) e (x) Componente: refere-se à substância independente mais básica que constitui um material. Pode ser um elemento puro ou um composto estável. Fase: refere-se a uma parte homogênea de um material que possui a mesma composição química e a mesma estrutura Estrutura: refere-se à morfologia microscópica dentro do material, que reflete a forma, tamanho e distribuição de cada fase componente
Estrutura: o arranjo espacial da atração e repulsão mútua entre as unidades constituintes de um material (átomos, íons, moléculas, etc.)
nível de estrutura
nível macro
nível microscópico
nível micro
Estrutura de organização material
Ligações iônicas e cristais iônicos
1. Devido à forte força de ligação das ligações iônicas, os cristais iônicos geralmente têm pontos de fusão e ebulição mais elevados e maior dureza.
2. Os cristais iônicos típicos são incolores e transparentes
3. Cristais iônicos são bons isolantes
Ligações covalentes e cristais covalentes
direcional e saturante
Ligações metálicas e cristais metálicos
Ligações Moleculares e Cristais Moleculares
A dureza molecular do cristal é muito baixa e os pontos de fusão e ebulição também são muito baixos.
Ligação de Hidrogênio e Cristais de Ligação de Hidrogênio
direcional e saturante
Três estruturas de materiais sólidos
quase cristal
Uma espécie de cristal entre o cristal e o amorfo
Amorfo
É um sólido no qual o espaço tridimensional da partícula interna não apresenta um arranjo de repetição periódica. Possui um arranjo ordenado de curto alcance, mas não possui um arranjo ordenado de longo alcance.
cristal
Refere-se a um sólido formado pelo arranjo regular de átomos ou grupos atômicos, íons ou moléculas em um espaço tridimensional de maneira periódica e repetida.
base estrutural
Rede espacial e célula unitária
As células unitárias são justapostas sem lacunas e são completamente idênticas.
Outros conceitos
(1) Número de átomos em uma célula unitária: refere-se ao número de átomos contidos em uma célula unitária (2) Raio atômico: metade da distância entre os dois átomos mais próximos na célula unitária (3) Número de coordenação: refere-se ao cristal rede O número de átomos que estão à mesma distância e mais próximos de qualquer átomo na célula unitária (4) Densidade: refere-se à fração de volume ocupada pelos próprios átomos na célula unitária, também conhecida como coeficiente de empacotamento próximo do estrutura de cristal
defeitos de cristal
defeito pontual
Defeitos intrínsecos (vagas, lacunas)
Defeitos de impureza (os átomos de substituição devem ser defeitos de impureza)
Defeitos eletrônicos (defeitos estruturais não estequiométricos)
Defeitos de linha (luxações)
defeitos superficiais
A diferença entre cristais e cristais amorfos: 1. O arranjo atômico dos cristais tem ordem de longo alcance, enquanto o arranjo dos átomos amorfos não tem ordem de longo alcance. 2. Os cristais têm formas geométricas limpas e regulares, enquanto as formas amorfas são irregulares. sólidos 3. Os cristais foram fixos O ponto de fusão dos cristais amorfos não é claro 4. Os cristais únicos também têm anisotropia, enquanto os cristais amorfos têm isotropia.