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目录 1

第一章 材料科学基础知识 1

第一节 固体材料中的原子排列 1

一、短程有序与长程有序 1

二、晶体中原子的结合 2

三、晶体结构的一些重要概念 3

四、晶体中的晶面、晶向 6

一、点缺陷 8

第二节 晶体中的缺陷 8

二、线缺陷 9

三、面缺陷 10

第三节 相图 11

一、相的基本概念 11

二、相图的基本概念 12

三、相图的基本类型 14

四、具有三相反应的相图 17

一、强度与塑性 18

第四节 工程材料的力学性能 18

二、硬度 20

三、韧性 21

四、疲劳特性 23

五、耐磨性 24

第五节 工程材料的物理性能 24

一、导电性 24

二、磁性 25

三、材料的热学性能 26

习题 26

第二章 金属材料 28

第一节 金属材料的强化机制 28

一、金属材料的基本强化途径 28

二、形变强化 30

三、固溶强化 32

五、弥散强化 33

四、细晶强化 33

六、相变强化 35

第二节 铁碳相图与铁碳合金 36

一、铁碳相图 36

二、铁碳合金的结晶过程与平衡组织 38

三、碳钢 39

第三节 钢的热处理 41

一、钢在加热时的转变 41

二、TTT图与钢的冷却转变 42

三、钢的热处理工艺 45

第四节 合金化原理与合金钢 49

一、合金元素在钢中的作用 49

二、合金钢的分类与编号方法 52

三、合金钢的种类及基本用途 53

第五节 钢的表面强化 63

一、化学热处理 63

二、表层快速加热淬火 64

三、化学气相沉积 65

四、物理气相沉积 65

五、离子注入 66

第六节 铸铁 66

一、铸铁的凝固过程 66

二、铸铁的基体组织 68

三、铸铁的性能与生产 68

第七节 非铁基合金（有色金属及其合金） 69

一、铝合金 69

二、铜合金 71

三、镁合金 75

四、铍 75

五、镍与钴 75

六、钛合金 76

习题 79

二、陶瓷材料的结合键 81

一、陶瓷材料的相组成 81

第三章 工程陶瓷材料 81

第一节 陶瓷材料的物质结构 81

三、陶瓷材料中的晶相 83

四、陶瓷材料中的晶体缺陷 86

第二节 陶瓷材料的性能特点 88

一、陶瓷材料的力学性能 88

二、陶瓷材料的热性能 92

三、陶瓷材料的电性能 94

第三节 普通陶瓷的工艺过程 97

一、原料配制 97

二、常用成型技术 98

三、烧成 99

第四节 特种陶瓷的工艺过程 100

一、原料配制 100

二、成型技术 101

三、烧结技术 102

第五节 陶瓷材料及其应用 103

一、普通陶瓷 103

二、耐火材料 103

三、特种陶瓷 105

四、电子陶瓷 108

习题 111

第四章 聚合物材料 112

第一节 概述 112

第二节 聚合物分类 112

一、根据聚合物的热行为分类 112

二、按主链结构分类 113

三、按聚合物性能用途分类 113

第三节 聚合物的制备 114

一、加成聚合 114

二、缩合聚合 116

一、聚合物结构 118

第四节 热塑性聚合物 118

二、聚合物的力学性能 124

三、聚合物的粘弹性 125

四、温度对聚合物的影响 128

第五节 聚合物的液晶态结构 130

一、液晶的基本概念 130

二、聚合物液晶的结构 131

三、聚合物液晶的性质 132

第六节 橡胶和热塑性弹性体 133

一、橡胶 133

二、热塑性弹性体 134

第七节 热固性聚合物 136

一、热固性聚合物类型 136

二、热固性聚合物的温度—形变曲线 139

一、聚合物合金 140

第八节 聚合物合金和互穿聚合物网络 140

二、互穿聚合物网络 141

第九节 聚合物添加剂 143

一、增塑剂 143

二、稳定剂 144

三、填充剂、增强剂 145

四、着色剂 145

五、阻燃剂 145

一、概述 146

六、抗静电剂 146

第十节 聚合物材料的老化 146

二、聚合物的光氧老化 147

三、聚合物的热氧老化 148

四、聚合物材料的化学老化 149

第十一节 自降解聚合物 151

一、概述 151

二、生物降解塑料 152

三、光降解塑料 153

一、热塑性聚合物的加工成型 154

第十二节 聚合物加工成型 154

二、热固性聚合物的加工成型 156

三、泡沫塑料 156

习题 157

一、非晶态材料的基本特征 159

二、非晶态材料分类 159

第一节 概述 159

第五章 非晶态材料 159

第二节 非晶态材料的结构 160

一、非晶态聚合物的结构 161

二、无机玻璃的结构 161

三、非晶态金属的结构 163

第三节 非晶态材料的玻璃化转变 164

一、非晶态材料的通性 164

二、玻璃化转变 165

一、非晶态聚合物类型 166

三、玻璃化转变机理 166

第四节 非晶态聚合物 166

二、非晶态聚合物的制备方法 167

三、非晶态聚合物的转变 168

四、非晶态聚合物的特性和应用 172

第五节 无机非晶态材料 174

一、玻璃的形成 174

二、玻璃生产工艺 176

三、玻璃的性质 177

四、常见玻璃类别 179

五、光学玻璃 180

六、有色玻璃 181

七、光致变色玻璃 182

八、防护玻璃 183

九、光导纤维 184

二、非晶态半导体的能带结构 185

第六节 非晶态半导体 185

一、概述 185

三、非晶半导体的掺杂效应 186

四、非晶硅氢的制备和性质 186

五、非晶态半导体的应用 187

第七节 非晶态金属 188

一、金属玻璃的制造方法 188

二、非晶态金属的性能和应用 190

习题 193

第六章 复合材料 195

第一节 概述 195

一、复合材料的分类 195

二、复合材料的特点 196

第二节 粒子改性复合材料 197

一、复合原理 198

二、增强粒子的种类 198

三、聚合物基粒子复合材料 199

四、陶瓷基粒子复合材料 200

五、金属基粒子复合材料 202

第三节 纤维增强复合材料 203

一、概述 203

二、复合原则 204

三、纤维的种类和性能 207

四、复合材料的界面 213

第四节 聚合物基纤维增强复合材料 216

一、聚合物基体 216

二、玻璃纤维复合材料 219

三、高性能纤维增强塑料 220

四、聚合物分子复合材料 221

第五节 纤维增强金属基复合材料 223

一、概述 223

二、金属基复合材料的制备方法 223

五、自增强金属复合材料 224

三、纤维增强铝基复合材料 224

四、纤维增强钛基复合材料 224

六、α-Al2O3纤维增强镍基合金复合材料 225

第六节 纤维增强陶瓷复合材料 225

一、概述 225

二、SiC纤维增强陶瓷 226

三、纤维-陶瓷复合材料的制备 226

四、碳/碳复合材料 227

五、陶瓷增强复合材料 228

第七节 层状复合材料 229

一、概述 229

二、混合定律在层状复合材料中的应用 229

三、夹层复合材料 230

习题 230

第一节 非金属导电材料 232

一、材料的电阻 232

第七章 功能材料 232

二、结构型导电聚合物 233

三、复合导电材料 237

四、导电聚合物的应用 238

五、聚合物固态离子导体 241

第二节 超导材料 242

一、超导特性 242

二、超导理论 243

三、超导材料 244

四、超导材料的应用 246

第三节 压电材料 246

一、压电陶瓷 246

二、压电聚合物材料 249

三、压电复合材料 251

第四节 光学功能材料 252

一、光致抗蚀材料 252

二、光电导材料 253

三、非线性光学材料 255

第五节 生物材料 260

一、概述 260

二、生物聚合物材料 260

三、生物陶瓷材料 264

四、生物金属材料 266

第六节 分离膜 266

一、聚合物分离膜 266

二、无机陶瓷膜 271

第七节 形状记忆材料 273

一、形状记忆合金 273

二、形状记忆聚合物 276

第八节 磁性材料 279

一、物质的磁性 279

二、软磁材料 282

三、硬磁材料 284

四、聚合物磁性材料 286

第九节 储氢合金 287

一、金属中氢的密度 287

二、金属与氢的结合 288

三、储氢合金的特点 288

第十节 智能材料 288

一、概述 288

二、金属系智能材料 289

三、无机非金属系智能材料 289

四、高分子系智能材料 290

五、展望 292

第十一节 梯度功能材料 293

一、概述 293

二、梯度功能材料的设计 293

三、梯度功能材料的制备 294

四、梯度功能材料的应用 295

习题 297