材料與冶金工程是一個非常多元化的領(lǐng)域，結(jié)合了化學(xué)、土木、電氣、工業(yè)和機(jī)械工程。您將研究金屬的特性以及工業(yè)、商業(yè)或家庭用途的相關(guān)生產(chǎn)過程。您將管理和規(guī)劃鋼和鋁等金屬以及陶瓷、聚合物和復(fù)合材料等更先進(jìn)材料的制造和改造。您是否知道我們?nèi)粘Ｊ褂玫乃形锲分?90% 以上都來自金屬或礦物，而僅您的手機(jī)就含有近 40 種不同的金屬或礦物?因此，材料工程成為電子、計(jì)算、航空、汽車、健康和可再生能源等不同領(lǐng)域大量新技術(shù)發(fā)展的核心也就不足為奇了。

1.冶金學(xué)有許多定義和特點(diǎn)

- 它是一門將金屬和合金轉(zhuǎn)化為各種形態(tài)的科學(xué)，最重要的是，它具有適合實(shí)際使用的特性。

- 它是一門研究金屬的行為和特性以及如何從礦石中提取金屬的科學(xué)。

- 它是一門研究如何從礦石中提取金屬、提煉金屬和金屬合金以及從金屬中提取有用物品的科學(xué)。

- 冶金學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué)，它將金屬科學(xué)與冶金工業(yè)聯(lián)系在一起。

冶金學(xué)的歷史可以追溯到數(shù)千年前，當(dāng)時人類開始尋找具有多種有用特性的金屬。其中一個例子是公元前 3000 年左右，當(dāng)時埃及人使用某些金屬制造武器，這些金屬因其強(qiáng)度而備受重視。萃取冶金的最早證據(jù)可以追溯到數(shù)千年前，當(dāng)時人們使用一種元素形式的冶煉來提取有用的礦物。

16 世紀(jì)德國科學(xué)家格奧爾格-阿格里科拉(Georg Agricola)的著作《De Re Metallica》描述了提取金屬礦石和回收金屬的過程，因此經(jīng)常被稱為 "冶金學(xué)之父"。在現(xiàn)代，冶金學(xué)家經(jīng)常與材料科學(xué)家和工程師組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)開展工作。

2.冶金學(xué)基礎(chǔ)

大多數(shù)初學(xué)者都知道，學(xué)習(xí)應(yīng)用冶金學(xué)首先要了解什么是金屬。這些是冶金學(xué)的基礎(chǔ)知識，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。

a.金屬具有多種金屬元素組成的無機(jī)物，也可能含有一些非金屬元素，例如鐵、鋁和鎳。

b.金屬具有晶體結(jié)構(gòu)，原子排列有序。一般來說，金屬具有良好的電性能和熱性能，在室溫下具有較好的延展性和韌性。它們因其強(qiáng)度、剛度和耐受性而變得重要和有用。

c.一般分為兩類--黑色金屬和有色金屬。黑色金屬冶金包括以高鐵(鋼和鑄鐵)為基礎(chǔ)的工藝和合金，而有色金屬冶金包括以鋁、銅、鋅、鈦和鎳等其他金屬為基礎(chǔ)的工藝和合金。

d.金屬元素是指 一種單一的純物質(zhì)，無法分解成更簡單的物質(zhì)。

e.金屬化合物是： 由兩種或兩種以上元素通過化學(xué)鍵結(jié)合在一起的物質(zhì)。

f.金屬合金是指 兩種或兩種以上元素混合在一起的特殊混合物。

3.工藝類型

a.采掘冶金是從礦石中提取有價(jià)金屬，然后將提取的粗金屬提煉成 "純 "金屬。為此，必須對礦石進(jìn)行物理、化學(xué)或電解分解。

b.火法冶金學(xué)是一種特殊的采掘冶金學(xué)，涉及礦物和冶金礦石的熱處理。其目的是使材料發(fā)生物理或化學(xué)變化，從而回收有價(jià)值的金屬。最常見的火法冶金工藝是焙燒、熔煉和轉(zhuǎn)化。火法冶金工藝顯然需要大量的能量才能在工藝過程中達(dá)到所需的高溫。這種能量通常由燃燒、材料放熱反應(yīng)或電熱提供。

c.水冶涉及使用水基液體從礦石中提取金屬或化合物。這些工藝包括浸出、不溶性化合物沉淀和減壓。

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