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目录1

第1章 绪论1

1.1　元素、物质、材料1

1.2　材料对人类文明进步的意义2

1.2.1　材料与人类的日常生活2

1.2.2　材料与新技术革命3

1.2.3　材料与国防现代化6

1.3　怎样得到新材料7

1.4　材料科学与工程基本要素8

基本概念10

思考题10

作业10

第2章　材料的微观世界11

2.1 固体原子间的相互作用和材料分类11

2.1.1　元素周期表及电负性11

2.1.2　原子结合能与结合力12

2.1.3　化学键13

2.1.4　材料分类18

2.2 固体中原子的排列20

2.2.1 晶体结构20

2.2.2　准晶、非晶、液晶结构33

2.2.3 晶体缺陷36

2.3　相与组织44

2.3.1　相与组织的定义44

2.3.2　相的分类46

2.3.3　相图47

2.4　固体中的电子54

2.4.1　单个原子的电子分布54

2.4.2　晶体中的电子55

2.4.3　导体、半导体和绝缘体56

2.5　小结57

基本概念58

思考题58

课堂讨论题58

作业59

第3章　结构材料的组织结构与性能的关系60

3.1　材料在承载时发生的变化61

3.1.1　弹性、塑性、强度、韧性61

3.1.2　硬度63

3.1.3　断裂韧性64

3.2　金属材料66

3.2.1　金属材料在国民经济中的作用66

3.2.2　金属材料的强化方式66

3.2.3　金属材料的热处理74

3.2.4　新金属材料81

3.3　无机非金属材料93

3.3.1　结构陶瓷93

3.3.2　水泥99

3.3.3　玻璃100

3.4　有机高分子材料101

3.4.1　有关高分子材料的一些基本概念102

3.4.2　高分子材料的合成反应104

3.4.3　高分子化合物的命名105

3.4.4　高分子化合物的结构106

3.4.5　温度对高聚物力学状态的影响112

3.4.6　高分子材料的性能与结构114

3.4.7　常用塑料117

3.5　复合材料123

3.5.1　概述123

3.5.2　复合材料复合原理126

3.5.3　增强材料129

3.5.4　典型的复合材料及应用136

基本概念144

思考题145

课堂讨论题146

作业146

第4章　功能材料的组织结构与性能的关系148

4.1　功能材料性能简介148

4.2.1　材料电性能的表征150

4.2 电性能与微观结构的关系150

4.2.2　电导的微观机制151

4.2.3　电导体功能材料154

4.2.4 半导体材料160

4.2.5　超导材料161

4.2.6　无机材料的介电性能165

4.3　光性能与微观结构的关系169

4.3.1　材料的光学性能169

4.3.2　光学性能的本质171

4.3.3　各种材料的光学性质171

4.3.4　光功能材料175

4.4　磁性能与微观结构的关系183

4.4.1　物质磁性的表征183

4.4.2　磁性分类183

4.4.3　磁性的本质184

4.4.4　铁磁材料的磁滞现象187

4.4.5　磁性材料188

基本概念196

思考题197

课堂讨论题197

作业197

第5章　材料工艺198

5.1　材料工艺概述198

5.1.1　材料工艺的重要性198

5.1.2　材料工艺的创新途径199

5.1.3　材料工艺的经济性、稳定性和环境兼容性200

5.2　材料的生产工艺201

5.2.1　金属材料201

5.2.2 陶瓷材料205

5.2.3 高分子材料210

5.2.4　单晶材料211

5.3　材料的加工工艺213

5.3.1　金属材料的加工工艺213

5.3.2　塑料和橡胶的加工工艺220

5.3.3　复合材料的加工工艺224

5.4　材料工艺性能的表征225

5.4.1　直接实验法226

5.4.2　相关法226

5.5　新工艺新技术227

5.5.1　表面改性227

5.5.2　金属雾化喷射沉积229

5.5.3　金属半固态加工231

5.5.4 自蔓延高温合成技术232

基本概念234

思考题234

作业234

第6章　零件失效分析与选材原则235

6.1　产品、工程的质量与材料235

6.2　失效分析及其重要性236

6.3　选材原则及方法237

6.3.1　选材原则238

6.3.2　选材方法241

6.4　零件失效分析246

6.4.1　失效过程及产生失效原因的特点246

6.4.2　失效分析的正确思路247

6.4.3　断裂失效248

6.4.4　磨损失效253

6.4.5　环境介质作用下的失效254

6.4.6　金属失效的预防260

思考题261

基本概念261

课堂讨论题262

作业262

附录263

附录一　物理学基本常数263

附录二　国际单位制（SI）单位264

附录三　常用材料的力学性能265

附录四 常用工程材料的物理性能（20℃）267

参考文献269