材料科学 性能·过程·工艺PDF电子书下载

目录 1

1概论 1

1.1物质循环中的工程材料 1

1.1.1原料的供应，市场和价格 1

1.1.2短缺代用，过剩储存 4

1.1.3投资，逸散，回收 5

1.2材料和能源 7

1.3材料和环境 8

1.4材料和文明史 8

2材料种类和材料性能（材料领域概述提纲） 11

2.1材料种类 11

2.2材料的性能 14

3显微组织及其特点 16

3.1 目的和定义 16

3.2金相试样的制备 16

3.3 光学显微镜 18

3.4电子显微镜 18

3.5电子束显微分析仪器 21

3.6定量图象分析 23

3.7显微组织组成单元的分类与性状 25

3.8关于显微组织分析的结束语 31

4平衡 32

4.1状态和相 32

4.2状态的稳定性 32

4.3转变动力学 34

4.4热力学参量 35

4.4.1热函 35

4.4.2生成热 38

4.4.3热力学势和熵 39

4.5测量方法 41

4.5.1量热计，热分析，差热分析（DTA） 41

4.5.2蒸汽压测量 43

4.5.3测温 44

4.6状态图 47

4.6.1引言 47

4.6.2怎样看状态图 48

4.6.3 Fe-C状态图 52

4.6.4三元系状态图 54

5原子键和材料结构 57

5.1气体 57

5.2凝聚相的键合力 58

5.3熔体和玻璃 61

5.4晶体 64

5.4.1空间晶格和晶胞 64

5.4.2主要的晶格类型 68

5.4.3晶格缺陷 71

5.4.4热膨胀 72

5.4.5晶格结构的实验研究 73

5.5溶液和固溶体 75

5.6.1分子结构 77

5.6高分子聚合物 77

5.6.2大分子材料的设计 79

5.6.3热塑性塑料·热固性塑料·弹性体 84

6扩散、原子换位 88

6.1扩散过程 88

6.1.1定义 88

6.1.2扩散过程的数学描述 88

6.1.3扩散方程的解 90

6.1.4扩散系数的依从关系 92

6.1.5热激活 93

6.1.6扩散机制 94

6.2离子导电 96

6.1.7其它的驱动力 96

6.3热导 97

7状态变化和相变 99

7.1状态转变的分类 99

7.2成核（均质和非均质） 100

7.3蒸发和凝聚 104

7.4熔化和凝固 105

7.4.1传热 105

7.4.2合金元素的重新分布 105

7.4.3偏析和区域提纯 106

7.4.4凝固时的成核问题·缩孔 107

7.4.5共晶凝固 109

7.4.6玻璃态凝固 110

7.5固态中的扩散相变 111

7.5.1表面层的生长（平面情况） 111

7.5.2过饱和固溶体的析出 113

7.5.3共析分解 116

7.5.4时间－温度－转变图（ZTU－图） 117

7.6马氏体转变 118

8界面过程 120

8.1界面能和界面张力 120

8.2吸附 121

8.3结晶的形状 121

8.4润湿，毛细吸力 122

8.5烧结，陶瓷的烧成 123

8.6晶粒长大 126

8.7奥斯特瓦尔特（Ostwald）生长 127

9腐蚀与防护 130

9.1材料损伤的实例·定义 130

9.2水溶液腐蚀 131

9.2.1 电解质 131

9.2.2电极 132

9.2.3原电池 134

9.2.4局部电池 138

9.2.5酸腐蚀，氧腐蚀，生锈 139

9.2.6钝化 141

9.3.2水处理和去气 142

9.3.1避免潮汽凝聚 142

9.3防护措施 142

9.3.3耐蚀合金 143

9.3.4涂层和覆膜 143

9.3.5阴极保护 144

9.3.6选材 145

9.4腐蚀与力学因素的交互作用 148

9.5高温空气和气体腐蚀 151

9.5.1基本机制（氧化膜的生成，内部反应） 151

9.5.2防止高温腐蚀的保护措施 155

9.6固体电解质 157

10.1定义和量度单位 160

10强度—形变—断裂 160

10.2弹性形变 162

10.3滞弹性形为，阻尼（参阅10.11.3节） 165

10.4塑性和脆性行为的典型情况 166

10.5拉伸试验，应力－应变曲线 167

10.6硬度试验 172

10.7断裂过程 174

10.7.1韧（塑）性断裂 174

10.7.2脆性断裂 175

10.7.3初始裂纹，断裂力学要点 176

10.7.4缺口冲击韧性 180

10.8晶体的塑性，位错 182

10.9.1回复和再结晶 185

10.9高温强度和形变 185

10.9.2蠕变，持久强度，应力弛豫 187

10.10疲劳强度和疲劳 191

10.11粘滞流动，滞弹性行为 194

10.11.1 引言和事例 194

10.11.2基本机制，粘度的定义 195

10.11.3滞弹性模型 198

10.12提高强度的措施 202

10.12.1 提高弹性刚度 202

10.12.2提高塑性形变阻力 203

10.12.3 提高断裂强度和塑性 210

10.12.4复合强化措施 213

10.12.5纤维强化（复合材料） 214

11 电学性质 216

11.1关于电工材料的引言 216

11.2金属导体中的电流传导 217

11.2.1定义和量度单位 217

11.2.2一些重要金属和合金的数据 218

11.2.3温度关系和合金化的影响 220

11.2.4弹性和塑性形变的影响 222

11.3超导 224

11.4非导体，绝缘材料 226

11.4.1工业绝缘材料 226

11.4.2电极化 227

11.5.1定义，符号，材料种类 228

11.5半导体 228

11.5.2导电机制 230

11.5.3掺杂，能带模型 231

11.5.4离子导体 236

12磁性和磁性材料 238

12.1磁场，定义 238

12.2抗磁性和顺磁性 240

12.3铁磁性 243

12.3.1铁磁性的物理本质 243

12.3.2反铁磁性和亚铁磁性 247

12.3.3磁致伸缩 248

12.3.4磁化曲线，磁滞回线 249

12.3.5反复磁化损耗 252

12.4磁性材料 256

12.4.1一般分类 256

12.4.2软磁材料 258

12.4.3硬磁材料 260

13生产和加工工艺过程 265

13.1由原材料至工程材料 265

13.1.1矿石的开采和还原 265

13.1.2钢的生产，金属提纯 272

13.1.3陶瓷材料的生产 277

13.1.4玻璃生产 278

13.2由材料到部件（成型） 279

13.2.1产品和工艺过程概况 279

13.2.2铸锭和连续铸造 281

13.2.3模铸 282

13.2.4粉末冶金 284

13.2.5金属加工技术 285

13.2.6陶瓷成型 290

13.2.7玻璃成型 290

13.2.8塑料成型 292

13.2.9切削加工，电加工 294

13.3材料的连接 297

13.3.1钎焊 297

13.3.2焊接 299

13.3.3粘接 303

13.4.1概述 304

13.4表面改性·涂层 304

13.4.2扩散法表面改性 305

13.4.3施加保护涂层 306

14无损检验 309

14.1 定义，可靠性和安全性 309

14.2 液渗法 311

14.3 磁粉法 312

14.4涡流法 313

14.5 X射线和γ射线透视 314

14.6超声波检查 318

14.7光学全息摄影术 320

14.8声发射 323

附录：钢和有色合金的命名 326