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第1章 绪论 1

1.1材料的定义与分类 1

1.2材料的地位、作用与发展 3

1.3材料科学与工程 6

1.3.1材料科学的形成 6

1.3.2材料科学与工程的定义 7

1.3.3材料科学与工程的特点 7

1.3.4材料科学与工程的四要素 8

1.3.5材料科学与工程研究的重要问题 10

1.3.6材料科学与工程的发展趋势 12

1.4材料类专业的历史与现状 12

1.4.1欧美国家材料科学与工程学科办学历史演变 12

1.4.2中国材料科学与工程学科办学历史演变 13

习题 14

第2章 材料的基本性能 15

2.1材料的力学性能 17

2.1.1弹性、塑性及强度 17

2.1.2硬度 21

2.1.3疲劳极限与蠕变极限 24

2.1.4韧度 25

2.1.5摩擦与磨损 26

2.2材料的物理性能 27

2.2.1材料的电学性能 27

2.2.2材料的磁学性能 29

2.2.3材料的热学性能 33

2.2.4材料的光学性能 37

2.3材料的耐环境性能 38

2.3.1金属材料的腐蚀 38

2.3.2高分子材料的老化 43

习题 43

第3章 材料的结构 44

3.1原子的结构 44

3.1.1原子的电子结构 44

3.1.2元素周期表及元素性质的周期性变化 46

3.1.3固体材料中的电子结构与物理性能 50

3.2原子间的结合键 55

3.2.1一次键 55

3.2.2二次键 57

3.2.3材料中的多种键型 60

3.2.4原子间结合键的本质及原子间距 61

3.2.5原子间的结合键与性能类型 62

3.2.6结合键与材料性能的关系 63

3.3原子的排列方式 65

3.3.1晶体与非晶体 65

3.3.2晶体结构与晶胞 68

3.3.3晶体缺陷 72

3.3.4原子排列结构的研究方法 75

3.4晶体材料的组织 76

3.4.1组织的显示与观察 76

3.4.2单相组织 77

3.4.3多相组织 77

习题 78

第4章 金属材料 80

4.1钢铁材料 80

4.1.1碳素钢 80

4.1.2低合金钢和合金钢 82

4.1.3铸铁 86

4.2有色金属及其合金 88

4.2.1铝及铝合金 88

4.2.2铜及铜合金 90

4.2.3钛及钛合金 93

4.2.4镁及镁合金 93

4.2.5轴承合金 94

4.3金属材料的制备 95

4.4金属材料的加工工艺 102

4.4.1铸造 102

4.4.2金属压力加工 108

4.4.3焊接 115

4.5金属材料的热处理 122

4.5.1钢的热处理 122

4.5.2固溶处理与时效处理 124

习题 124

第5章 无机非金属材料 126

5.1陶瓷材料 126

5.1.1概述 126

5.1.2陶瓷的结构与性能 127

5.1.3陶瓷的制备工艺 130

5.1.4典型的陶瓷材料 135

5.2水泥和玻璃 141

5.2.1水泥 141

5.2.2玻璃 142

5.3矿物材料简介 145

5.3.1概论 145

5.3.2典型矿物材料 146

习题 149

第6章 高分子材料 150

6.1概述 150

6.1.1高分子材料的基本概念 150

6.1.2高分子材料发展简史 151

6.1.3高分子材料的分类和命名 152

6.2高分子材料合成原理与方法 154

6.2.1加聚反应 154

6.2.2缩合聚合反应 160

6.2.3聚合反应的工业实施方法 162

6.3高分子材料的结构与性能 164

6.3.1高分子的链结构和凝聚态结构 164

6.3.2高分子材料的主要性能 167

6.4通用高分子材料 168

6.4.1热塑性和热固性塑料 168

6.4.2天然橡胶和合成橡胶 172

6.4.3合成纤维 172

6.4.4涂料及粘合剂 175

6.5高分子材料成型加工 176

6.5.1塑料成型加工 176

6.5.2橡胶成型加工 180

6.5.3化学纤维成型加工 181

6.6功能高分子与高分子新材料 182

6.6.1化学功能高分子材料 182

6.6.2物理功能高分子材料 183

6.6.3生命功能高分子材料 184

6.6.4环境友好高分子材料 185

习题 185

第7章 复合材料 187

7.1概述 187

7.1.1复合材料的提出 187

7.1.2复合材料的发展历史和意义 187

7.1.3复合材料的定义、命名及分类 188

7.1.4复合材料的界面 190

7.1.5复合材料的特性 191

7.2复合材料的增强体 193

7.2.1纤维增强体 193

7.2.2晶须 197

7.2.3颗粒增强体 198

7.3复合材料的基体 198

7.3.1基体的作用 198

7.3.2基体的类型 199

7.4聚合物基复合材料 200

7.5金属基复合材料 203

7.6陶瓷基复合材料 206

7.7 C/C复合材料 208

习题 210

第8章 新材料简介 211

8.1纳米材料 211

8.2超导材料 214

8.3环境材料 215

8.4生物材料 216

8.5新能源材料 218

8.6形状记忆材料 219

8.7信息材料 221

8.8磁性材料 222

习题 223

第9章 材料的失效与防护工程 224

9.1失效与失效分析的基本概念 224

9.2失效的分类 224

9.3失效分析的分析思路和步骤程序 227

9.3.1失效分析的分析思路 227

9.3.2失效分析的步骤和程序 228

9.4失效诊断技术和方法 230

9.4.1断口诊断技术和方法 231

9.4.2痕迹诊断技术和方法 232

9.4.3腐蚀诊断技术和方法 234

9.4.4失效原因诊断技术和方法 235

9.5金属材料的失效模式及失效机理 236

9.6陶瓷材料与高分子材料的失效模式及失效机理 240

9.7材料失效的预防 240

9.7.1常用的预防失效技术 241

9.7.2金属和陶瓷材料腐蚀的控制与防护技术 241

9.7.3高分子材料的防老化 243

9.8零件的缺陷与无损检测技术 244

9.8.1零件缺陷 244

9.8.2材料的无损检测技术 246

9.9材料选用的一般原则 248

习题 250

第10章 材料表面处理技术 251

10.1概述 251

10.1.1表面工程及其应用 251

10.1.2表面工程技术的分类 252

10.2表面淬火 253

10.2.1火焰加热表面淬火 253

10.2.2感应加热表面淬火 254

10.2.3激光表面淬火 255

10.3化学表面热处理 256

10.4电镀和化学镀 257

10.4.1电镀 257

10.4.2化学镀 258

10.5气相沉积技术 260

10.5.1物理气相沉积 261

10.5.2化学气相沉积 261

10.6离子注入 263

10.7热喷涂 264

10.7.1火焰喷涂 266

10.7.2电弧喷涂 267

10.7.3等离子喷涂 268

10.8堆焊 269

10.9熔覆技术 271

10.9.1激光熔覆 271

10.9.2氧-乙炔火焰熔覆 274

10.10表面技术选择与设计的一般原则 275

习题 278

参考文献 279