材料概论 普及版PDF电子书下载

上编 材料总论 3

第一章 材料概念及其范畴 3

第一节 构造（原）材料 3

一、材料定义 3

二、材料定义的内涵 4

三、材料与物质 4

第二节 成品（具体应用）材料 5

第三节 物质材料 6

第四节 材料判据 6

一、资源判据 7

二、能源判据 7

三、环保判据 7

四、质量判据 8

五、经济判据 8

第五节 材料科学四要素 8

一、材料科学四面体 8

二、材料的晶体结构 9

三、材料的结合键、成分与结构 10

四、材料的组织结构（微观结构） 11

五、材料的成分和组织结构的检测 12

第二章 材料分类 13

第一节 按化学键类型及结构特征分类 13

一、金属材料 13

二、无机非金属材料 15

三、有机高分子材料 18

四、复合材料 19

五、半导体材料 20

六、化学建材 21

第二节 按材料发展进程分类——传统材料和新型材料 21

第三节 按工程应用和材料性能分类 22

第四节 根据现代科学技术的门类归属分类 23

第五节 其他分类方法 23

一、按用途或服役领域分类 23

二、按来源分类 23

三、按材料的物理状态分类 24

四、按化学成分分类 24

五、按原子、分子的排列方式或结晶状态分类 24

六、按材料的物理性能分类 24

七、按材料发生的物理效应分类 24

八、按材料的某种特殊用途（功能）分类 24

九、按生命特征分类 24

十、按是否具有金属特征分类 24

十一、固体材料中按结构状态分类 25

十二、按材料的可见维度分类 25

第三章 材料发展史 26

第一节 总论 26

一、材料发展与人类文明息息相关 26

二、材料发展与文明时代的划分 27

第二节 无机非金属材料发展简史 32

一、陶瓷材料的发展历史 32

二、水泥材料发展简史 37

三、玻璃材料发展简史 45

第三节 金属材料发展简史 52

一、青铜器时代 53

二、铁器时代 53

三、钢铁的发展 53

四、现代钢铁工业的开端——贝塞麦把我们带入钢铁时代 54

五、锰钢的诞生 54

六、不锈钢与超级不锈钢的诞生 55

七、切削工具材料的发展 55

八、其他金属材料的发展 56

九、航空时代的骄子——钛及钛合金 57

十、活的金属——形状记忆合金 58

第四节 有机高分子材料发展简史 58

一、人类开发和利用天然高分子的历史 59

二、现代高分子材料的发展 59

三、我国高分子材料的发展 61

四、高分子材料的发展趋势与应用 62

五、高分子材料改性概况 63

六、医用高分子材料发展史简介 64

第五节 复合材料发展简史 65

一、古代复合材料发展历史简介 65

二、现代复合材料 67

三、先进复合材料 68

四、中国先进复合材料发展状况 69

五、复合材料的应用领域和发展展望 71

第四章 材料与人类文明 73

第一节 材料是人类文明发展的肇始者 73

第二节 传统材料的发展与人类文明 74

一、以使用材料的特征命名历史考古时代——可靠的历史时期见证 75

二、传统材料的发展与历史的进步 75

三、传统材料的新生 80

第三节 高技术材料与现代文明 80

一、高新技术的先导 80

二、材料在技术发达社会中的作用 82

第四节 材料发展与环境协调性 84

一、材料的开发和使用必须考虑环境协调性和可持续发展 84

二、材料循环 85

三、材料的可持续发展战略与生态环境材料 87

第五节 未来材料 89

一、未来材料发展的特点——材料设计和分子设计 89

二、材料展望 90

三、材料发展的重要方向——材料的复合化、多功能化、纳米化 94

第五章 材料科学与工程 95

第一节 材料科学的发展阶段 95

一、材料的发展阶段 95

二、材料学的发展阶段 96

三、材料学的发展进程 99

第二节 材料科学与工程学科的兴起 100

第三节 材料科学与工程及其内涵和特点 101

一、研究内容和定义 101

二、材料科学与工程的内涵 102

三、材料科学与工程的特点 103

第四节 材料科学与工程研究的重点 103

一、新工艺、新技术和新合成方法的探索 103

二、组成、结构和性能的关系 104

三、重视高精度仪器设备的发展 104

四、运用计算机开展研究 104

五、交叉学科和复合材料 104

六、纳米技术的应用 104

七、界面工程和晶界工程 105

八、材料设计和分子设计 105

第五节 材料科学与工程专业培养 105

一、专业范围和基本要求 105

二、业务培养目标 105

三、业务培养要求 105

四、应获得的知识和能力 105

五、本专业的相关学科 106

六、学科结构 106

七、主干学科的方法论介绍 107

下编 材料各论 110

第六章 金属材料 110

第一节 金属材料概述 110

一、金属及金属材料学 110

二、金属元素在元素周期表中的排布及原子结构特征 110

三、合金的基本结构类型 111

四、金属材料分类 111

五、金属通性 112

第二节 纯铁、渗碳体和工业纯铁 113

一、纯铁 113

二、渗碳体 113

三、工业纯铁 114

第三节 钢——碳钢和合金钢 115

一、铁碳合金的基本相 115

二、碳钢 117

三、合金钢的分类 118

第四节 工业用钢 119

一、工程构件用钢和低合金结构钢 120

二、合金渗碳钢 120

三、渗氮钢、碳氮共渗钢和表面淬火用钢 121

四、合金调质钢 121

五、弹簧钢 122

六、滚动轴承钢 122

七、合金刃具钢 122

八、合金模具钢 123

九、合金量具钢 123

十、不锈钢 124

十一、耐热钢和高温合金 124

十二、耐磨钢 125

十三、磁钢（硅钢） 125

第五节 钢材的冶金过程 125

一、钢冶金过程热力学 125

二、炼钢工艺和炉外精炼 127

三、轧制工艺简介 131

第六节 钢材的热处理 131

一、退火 132

二、正火 133

三、淬火 133

四、回火 134

第七节 铸铁 136

一、铸铁概念和定义 136

二、铸铁的组织、分类及应用 138

第八节 非铁金属（有色金属）及其合金 141

一、铝及铝合金 141

二、铜及铜合金 142

三、钛及钛合金 144

四、镁及镁合金 145

五、轴承合金 145

第七章 无机非金属材料 148

第一节 陶瓷材料 148

一、陶瓷概念和定义 148

二、陶瓷的种类和范畴 149

三、传统陶瓷品种及应用 153

四、传统陶瓷基本制备方法和技术 160

五、陶瓷基本性质 165

六、陶瓷生产主要技术装备 169

第二节 水泥及胶凝材料 170

一、水泥与胶凝材料概述 170

二、水泥的分类和范畴 175

三、常见的水泥品种及应用 176

四、水泥基本生产工艺 181

五、水泥熟料中的主要矿物及对水泥性能的影响 185

六、水泥主要性能和标准要求 187

七、水泥生产主要技术装备 190

第三节 玻璃与非晶态材料 190

一、玻璃、无定形态材料和非晶态材料的概念 190

二、玻璃的分类和范畴 192

三、玻璃的结构 194

四、常见玻璃品种及应用 195

五、玻璃的基本生产工艺 199

六、玻璃的主要性能和标准 203

七、玻璃生产主要技术装备 205

第四节 混凝土 208

一、混凝土的概念 208

二、混凝土的分类和范畴 209

三、混凝土常见品种和应用 210

四、混凝土基本生产工艺 212

五、混凝土主要性能和要求 214

六、混凝土生产主要技术装备 217

七、混凝土制品简介 218

第五节 耐火材料 219

一、耐火材料的概念 219

二、耐火材料的分类和范畴、常见品种和应用 220

三、耐火材料基本生产工艺 226

四、耐火材料主要性能 227

五、耐火材料生产主要技术装备 228

第八章 有机高分子材料 229

第一节 有机高分子材料概述 231

一、高分子化合物的基本概念 231

二、高分子化合物的命名 232

三、高分子化合物的分类 232

第二节 高分子材料的结构与性能 233

一、高分子化合物的基本链结构概述 233

二、高分子化合物（非晶态）的三种物理状态 235

第三节 高分子化合物的反应、合成和高分子材料的加工 236

一、高分子化合物的反应、合成 236

二、高分子材料的加工概述 237

第四节 高分子各论 238

一、塑料 238

二、天然橡胶与合成橡胶 242

三、纤维 244

四、涂料 247

五、胶黏剂 248

六、功能高分子材料简介 251

第五节 典型的高分子材料品种 252

一、聚烯烃 252

二、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 254

三、聚酰胺 254

四、聚甲醛 254

五、氟塑料 255

六、聚砜 255

七、聚甲基丙烯酸甲酯 255

八、酚醛塑料 255

九、环氧塑料 256

十、饱和聚酯 256

十一、聚酰亚胺及其他耐高温高分子 256

十二、聚苯醚 256

十三、有机硅 257

十四、其他 257

第九章 复合材料 258

第一节 概述 258

一、复合材料的发展背景 258

二、复合材料的含义 258

三、复合材料的组成部分——增强体和增强相 259

四、复合材料最显著的优势特点 262

五、复合材料分类 262

第二节 复合材料的性能特点 263

第三节 复合材料的复合理论和增强增韧机理 266

一、复合原理 266

二、增强机理 267

三、增韧机理 269

第四节 复合材料的界面 272

一、树脂基复合材料的界面 272

二、金属基复合材料的界面 273

三、陶瓷基复合材料的界面 274

第五节 树脂基复合材料 275

一、概述 275

二、纤维增强树脂基复合材料 276

三、颗粒增强树脂基复合材料 279

四、树脂基功能复合材料 280

五、热固性树脂基复合材料 281

六、热塑性树脂基复合材料 282

第六节 金属基复合材料 282

一、概述 282

二、基体及增强体材料 284

三、纤维增强金属基复合材料 284

四、颗粒增强金属基复合材料 287

五、原位复合材料 289

六、片层叠合金属基复合材料 289

七、金属基功能复合材料 289

第七节 陶瓷基复合材料 290

一、陶瓷基复合材料特性 290

二、陶瓷基复合材料类型 291

三、陶瓷基复合材料各论 292

第八节 层叠复合材料和层状结构复合材料 297

一、层叠复合材料 297

二、层状结构复合材料 299

第九节 复合材料的制备 301

一、纤维的制备 301

二、树脂基复合材料的制备 303

三、金属基复合材料的制造方法 306

四、陶瓷基复合材料的制备工艺 308

五、共晶复合材料的制备 312

第十章 新材料综述 313

第一节 新材料导言 313

第二节 新材料品种概要 316

一、能源材料 316

二、信息材料 316

三、航空航天材料 317

四、生物医学材料 317

五、环境材料 317

六、纳米材料 318

七、富勒烯材料 318

八、石墨烯 318

九、压电材料 319

十、热释电材料 320

十一、铁电材料 320

十二、储氢材料 321

十三、超导材料 321

十四、金属间化合物材料 322

十五、非晶材料 323

十六、高分子新材料 323

十七、梯度功能材料 324

十八、隐身材料 324

十九、智能材料和机敏材料 325

参考文献 328