Galerie de cartes mentales Aperçu de la science et de l'ingénierie des matériaux(1)(1)
Il s'agit d'une carte mentale sur les grandes lignes de la science et de l'ingénierie des matériaux (1)(1), y compris l'histoire et le développement des matériaux, la classification des matériaux, les quatre éléments de base de la science et de l'ingénierie des matériaux, la synthèse et le traitement des matériaux, etc.
Modifié à 2024-03-10 19:32:59Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
Aperçu de la science et de l'ingénierie des matériaux
Histoire matérielle et développement
Matériel
Les matériaux sont des substances, mais toutes les substances ne sont pas des matériaux
Définition : Désigne les substances acceptables pour la société humaine et pouvant être utilisées pour fabriquer des appareils utiles de manière économique.
effet
Les matériaux sont une étape importante dans le progrès de la société humaine
Société humaine
Technologie scientifique
Les matériaux sont le fondement et le précurseur du développement économique et social
1. C'est le précurseur de la révolution industrielle et du développement industriel.
2. C'est le fondement de diverses industries
3. C'est la base du développement de la haute technologie
Sept époques de développement matériel
Âge de pierre (céramique)
Âge du bronze (le premier alliage de l’histoire de l’humanité était un alliage cuivre-étain)
l'âge de fer
l'ère du ciment
âge de l'acier
l'âge du silicium
nouvelle ère matérielle
Classement des matériaux
Classé par composition et structure
matériau métallique
Les liaisons de liaison des métaux simples sont des liaisons métalliques
Matériaux inorganiques non métalliques (céramique)
Les matériaux céramiques sont principalement basés sur des liaisons ioniques
Matériaux polymères
Les atomes des macromolécules sont maintenus ensemble par de fortes liaisons covalentes
matériaux composites
Le collage est très complexe
Classé par performance
Matériaux structurels : matériaux de composants d'ingénierie, matériaux de fabrication de machines, etc.
Accent sur les propriétés mécaniques
Matériaux fonctionnels - matériaux électroniques, matériaux semi-conducteurs, matériaux magnétiques, matériaux énergétiques, matériaux biologiques, etc.
Accent sur les propriétés physiques et chimiques
Classé par application et développement
matériaux traditionnels
nouveau matériel
Quatre éléments de base de la science et de l'ingénierie des matériaux
performance
Le point de départ et le but (point de départ) des matériaux de recherche
Traitement synthétique
structure organisationnelle
cœur
composition chimique
Défaillance des matériaux de structure
La défaillance se produit lorsqu'un matériau perd ses performances d'origine sous l'action combinée de charges externes et de l'environnement jusqu'à ce qu'il ne puisse plus continuer à servir.
Formes de défaillance matérielle
Déformation excessive
Déformation élastique excessive → Une rigidité insuffisante est à l'origine d'une déformation élastique excessive des pièces (les céramiques ont le module d'élasticité le plus élevé)
Déformation plastique excessive → une faible limite d'élasticité est à l'origine d'une déformation plastique excessive des pièces
Il n'y a pas de différence évidente entre les deux
échec fracturaire
Il existe trois processus : l'amorçage, la propagation et la rupture finale de la fissure.
Classification des fractures
Quantité de déformation plastique : fracture ductile rupture fragile
Chemin de propagation des fissures : fracture transgranulaire fracture intergranulaire
Fracture de pièces sous charges statiques et d'impact
Rupture par fatigue des pièces sous charges alternées
La contrainte provoquant la rupture par fatigue est souvent inférieure à la limite d'élasticité sous charge statique
Il n’y a pas de déformation plastique macroscopique évidente lors de la fracture, qui est une fracture fragile.
La rupture par fatigue peut clairement montrer la formation, la propagation et la rupture finale des fissures
fatigue d'étirement
Fatigue de traction et de compression
fatigue de flexion
Inverser la fatigue
Fatigue due à divers modes de stress mixtes
Fracture de pièces sous charges statiques et d'impact
Résistance au fluage
résistance durable
Défaillance des dommages de surface
Classification
usure superficielle
fatigue de contact
corrosion superficielle
usure normale
Usure adhésive, usure abrasive, usure corrosive, usure par fatigue
L'amélioration de la dureté de la surface du matériau est la clé pour améliorer la résistance à l'usure dans diverses conditions d'usure.
corrosion
Propriétés corrosives
Corrosion chimique
Corrosion électrochimique
Pièces corrodées
corrosion uniforme
Corrosion par piqûre (perçage)
corrosion intergranulaire
Propriétés et performances des matériaux
Classement de la propriété
Propriétés magnétiques
propriétés thermiques
Effets thermiques : absorption de chaleur, transfert de chaleur et dilatation
Propriétés électriques
Diélectricité
Constante diélectrique
Perte diélectrique (petite perte diélectrique, bonnes performances d'isolation)
Rigidité diélectrique (une rigidité diélectrique élevée signifie une bonne qualité d’isolant)
Plus le diélectrique est mauvais, meilleure est l'isolation
Propriétés optiques (fluorescence)
Propriétés mécaniques des matériaux
Définition : Le comportement à la déformation et à la rupture des matériaux sous différentes charges et environnements
Catégorie : déformation élastique déformation plastique
Résistance (force externe) : résistance à la traction, à la compression, au cisaillement, à la fatigue La résistance au fluage et la résistance à la durabilité sont des mesures de la capacité d'un matériau à résister à la déformation et à la rupture à des températures élevées.
élasticité et plasticité
Réversible (élasticité) et irréversible (plasticité)
ténacité et fragilité
Les indicateurs qui mesurent la ténacité comprennent la ténacité aux chocs et la ténacité à la rupture.
Dureté : désigne la capacité d'un matériau à résister à une déformation locale
Synthèse et traitement des matériaux
Sélection des matières premières
Matières minérales naturelles (minerai de fer, galène, etc.)
Matières premières chimiques inorganiques
Matières premières oxydes (alumine, oxyde de magnésium, spinelle, mullite, etc.)
matières premières non oxydées
Matières premières chimiques organiques (matières naturelles et synthétiques)
Préparation des matériaux
Méthode en phase gazeuse (utilisation directe du gaz ou transformation de substances en gaz par divers moyens)
Méthode PVD (méthode de dépôt physique en phase vapeur)
Méthode CVD (méthode de dépôt chimique en phase vapeur)
méthode en phase liquide
Méthode de fusion, méthode de solution, méthode interfaciale, méthode de précipitation en phase liquide, méthode sol-gel, méthode hydrothermale (haute température et haute pression ou haute température et pression normale), méthode de pulvérisation, méthode de croissance en solution,
méthode en phase solide
Méthode de frittage à haute température
métallurgie des poudres
méthode de polycondensation en phase solide
Méthode de synthèse auto-propagation à haute température
Traitement de formage des matériaux
Classification des méthodes de formage
moulage à flux libre
Formation à flux forcé
Moulage plastique forcé
Autre moulure
Propriétés de moulage
Le moulage du métal est formé en tirant parti de la fluidité du matériau
Fluidité et déformabilité plastique
Méthodes de formage et de traitement des matériaux métalliques
Fonderie
moulage de plastique
Moulage de connexion
conception matérielle
Les matériaux doivent avoir une bonne compatibilité environnementale lors de la fabrication, de l'utilisation, de l'élimination et du recyclage.
Composition matérielle et structure organisationnelle
Composition : fait référence au type et au contenu des éléments qui composent le matériau, généralement représentés par (w) et (x). Composant : désigne la substance indépendante la plus élémentaire qui constitue un matériau. Il peut s'agir d'un élément pur ou d'un composé stable. Phase : désigne une partie homogène d’un matériau ayant la même composition chimique et la même structure Structure : fait référence à la morphologie microscopique à l'intérieur du matériau, qui reflète la forme, la taille et la répartition de chaque phase du composant.
Structure : disposition spatiale de l'attraction et de la répulsion mutuelles entre les unités constitutives d'un matériau (atomes, ions, molécules, etc.)
niveau de structure
niveau macro
niveau microscopique
niveau micro
Structure de l'organisation matérielle
Liaisons ioniques et cristaux ioniques
1. En raison de la forte force de liaison des liaisons ioniques, les cristaux ioniques ont généralement des points de fusion, des points d'ébullition et une dureté plus élevés.
2. Les cristaux ioniques typiques sont incolores et transparents
3. Les cristaux ioniques sont de bons isolants
Liaisons covalentes et cristaux covalents
directionnel et saturant
Liaisons métalliques et cristaux métalliques
Liaisons moléculaires et cristaux moléculaires
La dureté des cristaux moléculaires est très faible et les points de fusion et d'ébullition sont également très bas.
Liaison hydrogène et cristaux de liaison hydrogène
directionnel et saturant
Trois structures de matériaux solides
quasi-cristal
Une sorte de cristal entre le cristal et l'amorphe
Amorphe
Il s’agit d’un solide dans lequel l’espace tridimensionnel interne des particules ne présente pas d’arrangement répétitif périodique. Il a un arrangement ordonné à courte portée mais n’a pas d’arrangement ordonné à longue portée.
cristal
Il fait référence à un solide formé par l'arrangement régulier d'atomes ou de groupes atomiques, d'ions ou de molécules dans un espace tridimensionnel de manière périodique et répétée.
base structurelle
Réseau spatial et cellule unitaire
Les cellules unitaires sont juxtaposées sans interstice et sont totalement identiques.
Autres notions
(1) Nombre d'atomes dans une maille unitaire : fait référence au nombre d'atomes contenus dans une maille unitaire (2) Rayon atomique : la moitié de la distance entre les deux atomes les plus proches dans la maille unitaire (3) Numéro de coordination : fait référence au cristal réseau Le nombre d'atomes qui sont à la même distance et les plus proches de tout atome dans la maille unitaire (4) Densité : fait référence à la fraction volumique occupée par les atomes eux-mêmes dans la maille unitaire, également connue sous le nom de coefficient de compactage du réseau cristallin
défauts cristallins
défaut ponctuel
Défauts intrinsèques (vacances, lacunes)
Défauts d'impuretés (les atomes de remplacement doivent être des défauts d'impuretés)
Défauts électroniques (défauts structurels non stœchiométriques)
Défauts de ligne (luxations)
défauts de surface
La différence entre les cristaux et les cristaux amorphes : 1. L'arrangement atomique des cristaux a un ordre à longue portée, tandis que l'arrangement des atomes amorphes n'a pas d'ordre à longue distance. 2. Les cristaux ont des formes géométriques nettes et régulières, tandis que les formes amorphes sont irrégulières. solides. 3. Les cristaux se sont fixés. Le point de fusion des cristaux amorphes n'est pas clair. 4. Les monocristaux ont également une anisotropie, tandis que les cristaux amorphes ont une isotropie.