工程材料(Engineering materials)是按化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四类的基础材料体系 [2]。金属材料包含以钢铁为主的黑色金属和轻金属、贵金属等有色金属;非金属材料涵盖陶瓷、耐火材料等类别;高分子材料以耐腐蚀、绝缘特性著称;复合材料通过不同材料复合,在强度、耐蚀性等方面具有显著优势 [1]。工程材料研究涉及力学性能、热处理工艺及液态成形等技术,重点关注材料成分、组织结构与工艺性能之间的关系。金属材料因性价比高成为应用最广的结构材料,非金属材料多承担耐高温等特殊功能,高分子材料作为新型结构材料发展迅速,复合材料则通过材料复合实现性能突破 [1-2]。中国工程材料技术持续发展,混凝土领域形成低碳制备、智能化设计与建造等研究方向,涵盖3D打印等先进技术 [3]。
金属材料
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金属材料是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分:
非金属材料
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高分子材料
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高分子材料为有机合成材料,也称聚合物。它具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性和重量轻等优良性能,在工程上是发展最快的一类新型结构材料。高分子材料种类很多,工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶、合成纤维。
复合材料
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复合材料就是用两种或两种以上不同材料组合的材料,其性能是其它单质材料所不具备的。复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成。它在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越,是特殊的工程材料,具有广阔的发展前景。 [1]