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第1章 绪论 1

1.1 材料概述 1

1.2 材料环 3

1.2.1 原材料的制取 4

1.2.2 材料的预加工 4

1.2.3 材料的工程化 4

1.2.4 产品的制造 4

1.2.5 产品的服役 5

1.2.6 丢弃与回收 5

1.2.7 材料环的缺口 5

1.3 材料家族 5

1.3.1 金属材料 6

1.3.2 陶瓷 7

1.3.3 聚合物 7

1.3.4 复合材料 7

1.3.5 其它材料 8

参考文献 8

练习与思考 9

第2章 材料的性质 10

2.1 力学性质 11

2.1.1 应力-应变曲线 11

2.1.2 剪切强度与挠曲强度 14

2.1.3 韧性 16

2.1.4 疲劳强度 17

2.1.5 蠕变 19

2.1.6 硬度 20

2.2 物理性质 22

2.2.1热学性质 22

2.2.2 电学性质 25

2.2.3 磁学性质 35

2.2.4 光学性质 35

参考文献 40

练习与思考 40

第3章 聚合物材料 43

3.1 聚合物科学基础 44

3.1.1聚合过程 44

3.1.2 公子组成与构造 46

3.1.3 聚合物的凝聚态与力学状态 47

3.2 塑料 49

3.2.1 热塑性塑料 49

3.2.2 热固性塑料 54

3.3 弹性体 56

3.3.1 天然橡胶 56

3.3.2 合成橡胶 56

3.3.3 热塑性弹性体 58

3.4聚事物的加工 59

3.4.1 挤出成型 59

3.4.2 注射成型 59

3.4.3 压制成型 60

3.4.5 压延 61

3.4.4 真空成型 61

3.4.6 浇铸 62

3.4.7 烧结 62

3.5 聚合物涂料 62

3.5.1 成膜机理 62

3.6 粘合剂 65

3.6.1 粘结机理 65

3.6.2 粘合剂的分类与性能 67

3.7 聚合物的回收 70

参考文献 70

练习与思考 72

4.2 混合原理 76

第4章 聚合物复合材料 76

4.1 概述 76

4.2.1 连续纤维平行于外力 78

4.2.2 连续纤维垂直于外力 79

4.2.3 基体塑性形变 79

4.2.4 负荷传递 80

4.2.5 复合材料的强度 81

4.3 聚合物基体 81

4.3.1 热塑性树脂 81

4.3.2 热固性树脂 82

4.4 增强纤维 84

4.4.1 硼纤维与碳化硅纤维 84

4.4.3 芳香尼龙 85

4.4.2 碳纤维与石墨纤维 85

4.4.5 陶瓷纤维 86

4.4.6 玻璃纤维 87

4.5 金属纤维 88

4.6 树脂基复合材料的加工 89

4.6.1 模面成型 93

4.6.2 模压成型 94

4.6.3 真空成型 94

4.6.4 缠绕成型法 94

4.6.5 拉挤成型 95

4.6.6 纤维纺织 96

4.7 碳基复合材料 97

4.8.2 颗粒复合材料 98

4.8.1 混杂复合材料 98

4.8 其它形式的复合材料 98

4.8.3 叠层复合材料 99

4.8.4 智能复合材料 101

参考文献 101

练习与思考 103

第5章 陶瓷材料 105

5.1 陶瓷的性质 105

5.1.1 孔隙度与密度 106

5.1.2 磨制阻力 106

5.1.3 断裂韧性 107

5.1.4 抗热冲击性 109

5.1.7 辐射系数 109

5.2.1 粉体的制取 110

5.2 陶瓷的加工 110

5.2.2 冷压与烧结 111

5.2.3 热压 112

5.2.4 化学加工方法 113

5.3 工程陶瓷材料 118

5.3.1 氧化物 118

5.3.2 碳化物 120

5.3.3 氮化物 121

5.3.4 金属陶瓷 123

5.4 陶瓷的增韧 125

5.4.1 陶瓷基复合材料 125

5.4.2 预应力法 127

5.4.3 氧化猗体系 128

5.5.1 玻璃的化学组成 131

5.5 玻璃 131

5.5.2 玻璃的加工 132

5.5.3 玻璃的种类 132

5.5.4 特种玻璃 134

5.5.5 玻璃陶瓷 134

参考文献 135

练习与思考 137

第6章 金属学基础 138

6.1 晶体结构 138

6.1.1 晶胞与晶系 138

6.1.2 Miller指数 139

6.1.4 六方密堆积(HCP)结构 142

6.1.3 立方晶体 142

6.2 晶体的缺陷 147

6.2.1 点缺陷 148

6.2.2 线缺陷 150

6.2.3 面缺陷 153

6.3 扩散过程 155

6.4 相图 160

6.4.1 合金与固溶体 160

6.4.2 完全互溶体系 160

6.4.3 共晶体系 163

6.4.4 具有中间相的体系 164

6.4.5 共析体系 165

6.5.2 退火,热加工与细晶强化 166

6.5 金属的强化 166

6.5.1 冷加工与应变强化 169

6.5.3 时效强化 170

6.5.4 分散强化 170

参考文献 172

练习与思考 173

第7章 金属材料 176

7.1 铁碳合金 176

7.1.1 铁-碳相图与碳图 176

7.1.2 合金钢 180

7.1.3 工具钢 182

7.1.4 不锈钢 183

7.2 有色金属 188

7.2.1 铝合金 189

7.2.2 镁合金 191

7.2.3 铜合金 192

7.2.4 镍与钴合金 193

7.2.5 钛合金 195

7.2.6 耐火金属 198

7.3 粉末冶金 198

参考文献 199

练习与思考 200

8.1.1 电池反应 202

8.1 金属的腐蚀与防护 202

第8章 材料与环境 202

8.1.2 电动力 204

8.1.3 电极反应及其相源的化学电池 205

8.1.4 腐蚀速率 205

8.1.6 腐蚀的防护 210

8.2 表面工程 212

8.2.1 镀层 212

8.2.2 转化膜 213

8.2.3 气相沉积法 214

8.2.4 覆硬层 216

8.2.5 高能过程 217

8.3 其它材料的环境劣化 217

8.3.1 聚合物的环境劣化 219

8.3.2 陶瓷的环境劣化 222

参考文献 222

练习与思考 223

第9章 材料的比较与选择 225

9.1 从设计到材料选择 225

9.2 性能比较与选择 226

9.2.1 使用温度 227

9.2.2 强度 227

9.2.3 延展性 228

9.2.4 韧性 228

9.2.5 弹性模量 228

9.2.7 耐腐蚀能力 229

9.2.6 物理性质 229

9.2.8 可靠性 231

9.3 材料选择的技术因素 231

9.3.1 价格 231

9.3.2 货源 232

9.3.3 环境因素 232

9.4 材料选用实例 233

9.4.1 航天飞机热保护系统 233

9.4.2 高尔夫球棒 233

9.4.3 外科植入物 234

9.5 材料的未来 235

参考文献 236

练习与思考 238