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前言 1

绪论 1

目 录 1

第一章材料的常用特性 4

第一节结构—性能—加工—使用表现 5

第二节材料的性能 6

一、材料的力学性能 7

二、材料的物理性能 11

三、材料的工艺性能 14

一、材料的腐蚀与防护 15

第三节材料与环境 15

二、材料与环境的协调性 16

思考作业题 17

第二章材料的电子结构 18

第一节原子中的电子排列 18

一、微观粒子运动的描述方法和量子效应 18

二、薛定谔方程与电子波函数 19

三、原子中的电子排列 19

第二节固体的能带理论 23

一、电子轨道与能带 23

二、材料的能带结构与导电性 24

三、材料的热电效应 29

第三节半导体材料的电子结构 31

一、电荷载流子 32

二、半导体材料的能带理论 33

三、半导体晶体管的电子结构 41

第四节磁性材料的电子结构 45

一、磁矩与磁畴 46

二、材料与磁场的相互作用 48

第五节材料的光电效应 52

一、材料的发光性能与电子跃迁 52

二、激光器原理 57

三、光电效应 59

思考作业题 61

第三章材料的原子结构 62

第一节材料的结合方式 62

一、原子结合键 62

二、材料的键性 63

三、晶体与非晶体 64

第二节金属及合金的结构 65

一、晶体结构的基本概念 66

二、常见纯金属的晶格类型 66

三、实际金属的晶体结构 68

四、合金的相结构 70

第三节高分子材料的结构 75

一、高分子材料的基本概念 75

二、高分子材料的分子链结构 76

三、高分子材料的聚集态结构 81

第四节陶瓷材料的结构 82

一、陶瓷材料的结构特点 82

二、晶体相 83

三、玻璃相 86

四、气相 86

二、液晶的分类 87

第五节液晶态结构 87

一、晶体和液体间的过渡态 87

三、液晶分子排列结构 88

四、聚合物液晶 89

五、液晶的物理性质 89

思考作业题 90

第四章金属的结晶与二元相图 91

第一节金属及合金的结晶 91

一、结晶现象 91

二、纯金属的结晶 92

一、二元相图的建立 96

第二节二元相图 96

二、二元相图的基本类型 97

三、杠杆定律和枝晶偏析现象 102

四、合金的结晶 103

第三节铁碳合金 104

一、铁碳合金中铁与碳的存在形式 104

二、铁碳合金相图 105

三、铁碳合金的结晶过程及组织 107

四、室温组织的计算 111

思考作业题 111

一、金属的塑性变形与再结晶 113

第五章材料的制备与加工 113

第一节金属材料的成形与加工 113

二、金属的热加工 115

三、金属热处理 116

第二节高分子材料的合成 118

一、加聚反应 118

二、缩聚反应 119

第三节陶瓷材料的制备 119

一、制粉 119

三、烧结 120

第四节低维材料的制备技术 120

二、成型 120

一、固体薄膜制备技术 121

二、纤维材料制备技术 123

三、粉体材料制备技术 124

思考作业题 124

第六章常用金属材料 126

第一节工业用钢 126

一、钢的分类与牌号 126

二、常见工业用钢的性能及用途 128

第二节铸铁 136

二、球墨铸铁 137

一、灰铸铁 137

三、其它铸铁 139

第三节有色金属及合金 140

一、铝及铝合金 141

二、铜合金 144

三、镁合金 147

四、钛合金 149

五、轴承合金 150

思考作业题 152

一、塑料 154

第一节高分子材料 154

第七章常用非金属材料 154

二、橡胶 155

三、合成纤维 155

第二节无机非金属材料 157

一、结构陶瓷 157

二、超硬工具陶瓷 163

三、电介质陶瓷材料 165

思考作业题 166

第八章复合材料 167

第一节复合材料的基本类型与组成 167

二、增强材料 168

一、基体材料 168

第二节金属基复合材料 169

一、纤维增强金属基复合材料 169

二、颗粒增强金属基复合材料 170

三、晶须增强金属基复合材料 171

第三节聚合物基复合材料 171

一、热固性树脂基复合材料 171

二、热塑性树脂基复合材料 171

三、几种常用的聚合物基复合材料 172

第四节陶瓷基复合材料 172

二、颗粒增强陶瓷基复合材料 173

一、纤维增强陶瓷基复合材料 173

第五节功能复合材料简介 174

一、导电复合材料 174

二、磁性复合材料 175

三、摩擦功能复合材料 175

四、阻尼功能复合材料 175

五、其它功能复合材料 175

思考作业题 176

第九章功能材料及信息材料 177

第一节磁性材料 177

一、软磁材料 177

二、硬磁材料 178

三、磁记录材料 182

第二节导电材料 184

一、导电及电阻材料 184

二、半导体材料 185

三、超导材料 190

第三节现代信息材料 192

一、光纤材料 192

二、智能材料 193

三、传感器材料 193

四、信息显示材料 196

思考作业题 198

第十章生物材料与能源材料 199

第一节生物医用材料 199

一、生物医用材料的性能要求 199

二、金属生物医学材料 199

三、陶瓷生物材料 200

四、生物医用高分子材料 202

第二节仿生材料 204

第三节能源材料 205

一、能量转换材料 205

二、储氢材料 208

三、致冷材料 210

思考作业题 212

第十一章纳米材料与环境材料 213

第一节纳米材料 213

一、纳米材料的概念 213

二、纳米材料的应用 217

第二节环境材料 219

一、材料与环境 219

二、材料在环境保护中的应用 220

思考作业题 221

参考文献 222