第1章 绪论
材料是工业技术发展的基础。人们生产的制品所采用的材料是否先进，能直接反映出当时社会的生产水平。人类社会从落后到先进的发展进程，实际上也可以看做是材料发展的历程。典型的例子可以从人类社会发展的标志看出：石器时代、青铜时代、铁器时代，直到现在的以新材料为代表的新技术革命时代。
现在，各种新型材料被不断开发出来，新材料的特点是高性能化、功能化、复合化。传统的金属材料、无机材料、有机材料的界线逐渐模糊。材料科学已成为多学科相互交叉、相互渗透的科学。因此，很有必要全面了解传统材料与新材料的知识，对材料科学有一个基本的了解，扩大材料领域的知识面，并掌握有关材料的发展规律。了解并掌握材料的性能和它们的变化规律并能够合理选择与使用。
1．1 概述
材料是物质的一部分，是人类用来制造器件、构件或其他可供使用的物质的总称。一般为经过加工的天然物质，如金属、水泥、塑料等。材料的品种、数量和质量是衡量一个国家科学技术和国民经济水平以及国防实力的重要标志之一。
长期以来，人们对材料本质的认识是逐步深入的，不少传统材料的发展、制备和使用都凭经验或者靠师徒传授进行的。后来，随着经验积累、总结提高成为“材料工艺学”，从此材料进入一个新的发展阶段。由于材料是一切工程的物质基础，所以，材料科学不仅探讨材料属性的微观机理，而且更注重材料的使用性能和工程价值。因此，材料科学的研究成果有着重要的社会意义。新型材料发展，将促进我国新产品、新技术的发展。本书主要研究和介绍在工业设计以及工程中经常使用的材料，即工程材料的性能及选择和使用。
1．2 工程材料的分类
工程材料的品种非常繁杂。要想全面了解和掌握各种工程材料的性能、特点和用途，首先需要对其进行合理的分类。
工程材料按化学成分可分为金属材料，如黑色金属（铸铁、碳钢和合金钢）和有色金属（轻有色金属、重有色金属、贵金属和稀有金属等）；无机非金属材料，如传统的硅酸盐材料（水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料）和新型陶瓷（除Si02以外的其他氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等材料）；有机非金属材料，如石油燃料、润滑油脂、合成橡胶、塑料、合成纤维、胶粘材料以及天然动植物材料等，详见表1．1。
按用途分为结构材料和功能材料，前者主要是利用其物理力学性能，如结构材料中的金属、石材、粘土砖、混凝土及木材等；功能材料是通过光学、电学、声学、磁学、化学、物理化学、生物化学等特性而完成特定功能的材料，如半导体材料、磁性材料、激光材料及超导材料等。
按物理力学性能，材料又可以分为高强材料、高温材料及导电材料等。按状态分为单晶材料、多晶材料及非晶材料等。本书主要按化学成分的分类介绍工程材料的选择与使用。
1．3 工程材料的基本性质
工程材料在使用过程中，要承受各种介质（如水、蒸汽、腐蚀性气体和流体等）的作用以及各种物理作用（如温度差、湿度差、摩擦等），而且工程材料在运输及使用过程中不可避免地会受到碰撞或遭到一定外力的作用，因此，工程材料必须具有抵抗上述各种作用的能力。
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