材料科学与工程导论 第8版PDF电子书下载

第1章 简介 2

1.1 历史观点 2

1.2 材料科学与工程 3

1.3 为何要研读材料科学与工程？ 4

1.4 材料的分类 5

1.5 先进材料 10

1.6 现代材料的需求 13

总结 14

本章习题 14

第2章 原子结构与原子间的键结 16

2.1 简介 16

原子结构 16

2.2 基本概念 16

2.3 原子中的电子 18

2.4 周期表 24

固体中的原子键结 26

2.5 键结力与键结能 26

2.6 主要的原子间键结 28

2.7 次要键结或凡得瓦键 32

2.8 分子 33

总结 34

方程式摘要 34

本章习题 35

第3章 结晶固体的结构 38

3.1 简介 38

晶体结构 39

3.2 基本概念 39

3.3 单位晶胞 39

3.4 金属的晶体结构 40

3.5 密度计算 45

3.6 多形体和同素异形体 46

3.7 晶体系统 46

晶体学的点、方向和平面 48

3.8 点座标 48

3.9 结晶方向 50

3.10 结晶平面 57

3.11 线和平面密度 62

3.12 紧密堆积的晶体结构 63

结晶与非晶材料 65

3.13 单晶 65

3.14 多晶材料 66

3.15 异向性 66

3.16 X光绕射：晶体结构的测定 68

3.17 非结晶固体 73

总结 74

方程式摘要 75

本章习题 76

第4章 固体中之缺陷 82

4.1 简介 82

点缺陷 83

4.2 空位和自填隙 83

4.3 固体中的杂质 84

4.4 组成之规格 86

各种缺陷 90

4.5 差排-线缺陷 90

4.6 界面缺陷 94

4.7 体缺陷 97

4.8 原子的振动 97

微观的检视 98

4.9 微镜学的基本概念 98

4.10 显微技术 99

4.11 晶粒大小之测定 102

总结 105

方程式摘要 106

本章习题 107

第5章 扩散 110

5.1 简介 110

5.2 扩散机制 111

5.3 稳态扩散 113

5.4 非稳态扩散 115

5.5 影响扩散的因素 119

5.6 半导体材料中的扩散 123

5.7 其他扩散路径 126

总结 126

方程式摘要 127

本章习题 127

第6章 金属的机械性质 132

6.1 简介 132

6.2 应力和应变的观念 133

弹性变形 137

6.3 应力-应变行为 137

6.4 滞弹性 140

6.5 材料的弹性 140

塑性变形 143

6.6 拉伸性质 144

6.7 真实应力和应变 150

6.8 塑性变形后的弹性回复 153

6.9 压缩、剪力和扭转变形 153

6.10 硬度 154

性质变异和设计／安全因子 160

6.11 材料性质的变异 160

6.12 设计／安全因子 162

总结 163

方程式摘要 165

本章习题 165

第7章 差排与强化机制 172

7.1 简介 172

差排与塑性变形 173

7.2 基本概念 173

7.3 差排之特性 175

7.4 滑移系统 177

7.5 单晶中的滑移 178

7.6 多晶材料之塑性变形 181

7.7 双晶变形 183

金属之强化机制 185

7.8 藉由晶粒尺寸减小之强化（细晶强化） 185

7.9 固溶强化 187

7.10 应变硬化 188

回复、再结晶与晶粒成长 191

7.11 回复 192

7.12 再结晶 192

7.13 晶粒成长 196

总结 197

方程式摘要 198

本章习题 199

第8章 破损 204

8.1 简介 204

破裂 205

8.2 破裂的基本原理 205

8.3 延性破裂 206

8.4 脆性破裂 208

8.5 破裂力学原理 211

8.6 破裂韧性试验 216

疲劳 221

8.7 循环应力 222

8.8 S-N曲线 223

8.9 裂缝起始和扩展 226

8.10 影响疲劳寿命的因素 228

8.11 环境效应 230

潜变 231

8.12 综合潜变行为 231

8.13 应力和温度的影响 233

8.14 数据外插法 235

8.15 高温用之合金 236

总结 236

方程式摘要 239

本章习题 239

第9章 相图 246

9.1 简介 246

定义和基本概念 247

9.2 溶解度 247

9.3 相 248

9.4 显微结构 249

9.5 相平衡 249

9.6 单成分（一元）相图系统 250

二元相图 251

9.7 二元同形系统 252

9.8 相图之解说 254

9.9 多形合金中显微结构的发展 258

9.10 多形合金之机械性质 261

9.11 二元共晶系统 262

9.12 共晶合金显微结构的发展 267

9.13 具有中间相或化合物的平衡图 274

9.14 共析和包晶反应 276

9.15 等组成相变化 277

9.16 陶瓷和三元相图 278

9.17 吉伯斯相律 278

铁-碳系统 280

9.18 铁-碳化铁（Fe-Fe3C）相图 281

9.19 铁-碳合金中显微结构的发展 284

9.20 其他合金元素的影响 291

总结 292

方程式摘要 294

本章习题 295

第10章 相变化：显微结构的发展与机械性质的变化 302

10.1 简介 302

相变化 303

10.2 基本概念 303

10.3 相变化之动力学 303

10.4 介稳与平衡态 314

铁-碳合金中显微结构与性质的改变 315

10.5 恒温相变化图 315

10.6 连续冷却相变化图 325

10.7 铁-碳合金之机械行为 329

10.8 回火麻田散铁 333

10.9 铁-碳合金相变化与机械性质的评论 336

总结 337

方程式摘要 338

本章习题 339

第11章 金属合金的应用与加工 344

11.1 简介 344

金属合金的类型 345

11.2 铁合金 345

11.3 非铁合金 358

金属之制造 368

11.4 成型操作 368

11.5 铸造 370

11.6 其他不同的技术 372

金属之热制程 373

11.7 退火制程 374

11.8 钢之热处理 377

11.9 析出硬化 387

总结 392

本章习题 393

第12章 陶瓷的结构与性质 396

12.1 简介 396

陶瓷的结构 397

12.2 晶体结构 397

12.3 矽酸盐陶瓷 407

12.4 碳 411

12.5 陶瓷中的缺陷 414

12.6 离子材料中的扩散 418

12.7 陶瓷的相图 419

机械性质 423

12.8 陶瓷的脆裂 423

12.9 应力-应变行为 428

12.10 塑性变形机制 430

12.11 各种机械上的考量 432

总结 434

方程式摘要 436

本章习题 436

第13章 陶瓷的应用与加工 442

13.1 简介 442

陶瓷的种类和应用 443

13.2 玻璃 443

13.3 玻璃陶瓷 444

13.4 黏土产品 445

13.5 耐火物 445

13.6 研磨料 448

13.7 水泥 449

13.8 先进陶瓷 450

陶瓷的制作与加工 452

13.9 玻璃和玻璃陶瓷的制作与加工 453

13.10 黏土产品的制作与加工 458

13.11 粉末压制 463

13.12 带状铸造 465

总结 466

本章习题 467

第14章 聚合物结构 470

14.1 简介 470

14.2 碳氢化合物分子 471

14.3 聚合物分子 473

14.4 聚合物分子的化性 474

14.5 分子量 478

14.6 分子形状 481

14.7 分子结构 483

14.8 分子组态 484

14.9 热塑性和热固性聚合物 488

14.10 共聚物 489

14.11 聚合物结晶度 491

14.12 聚合物晶体 493

14.13 聚合物中的缺陷 496

14.14 聚合物材料中的扩散 497

总结 499

方程式摘要 500

本章习题 501

第15章 聚合物的特性、应用与加工 506

15.1 简介 506

聚合物的机械行为 507

15.2 应力-应变行为 507

15.3 巨观变形 509

15.4 黏弹性变形 509

15.5 聚合物的破裂 514

15.6 各种机械特性 515

聚合物变形及强化机制 517

15.7 半晶聚合物的变形 517

15.8 影响半晶聚合物机械性质的因素 519

15.9 弹性体的变形 523

聚合物的结晶化、熔化及玻璃转化现象 525

15.10 结晶化 525

15.11 熔化 526

15.12 玻璃转化 527

15.13 熔点及玻璃转化温度 527

15.14 影响熔点及玻璃转化温度的因素 528

聚合物类型 530

15.15 塑胶 530

15.16 弹性体 533

15.17 纤维 534

15.18 各种不同的应用 535

15.19 先进的聚合物材料 537

聚合物的合成与加工 541

15.20 聚合化 541

15.21 聚合物添加物 543

15.22 塑胶成型技术 545

15.23 弹性体的制造 548

15.24 纤维及薄膜的制造 548

总结 550

方程式摘要 552

本章习题 552

第16章 复合物 558

16.1 简介 558

颗粒强化复合物 560

16.2 大颗粒复合物 561

16.3 分散强化复合物 565

纤维强化复合物 565

16.4 纤维长度的影响 566

16.5 纤维排列方向及浓度的影响 567

16.6 纤维相 576

16.7 基材相 577

16.8 聚合物基复合物 578

16.9 金属基复合物 582

16.10 陶瓷基复合物 584

16.11 碳-碳复合物 585

16.12 混成复合物 586

16.13 纤维强化复合物之加工 586

结构性复合物 589

16.14 积层复合物 589

16.15 夹层板 590

总结 591

方程式摘要 593

本章习题 594

第17章 材料之腐蚀与劣化 598

17.1 简介 598

金属的腐蚀 599

17.2 电化学的考量 599

17.3 腐蚀速率 608

17.4 腐蚀速率之预测 609

17.5 钝化 617

17.6 环境效应 618

17.7 腐蚀的形式 619

17.8 腐蚀环境 627

17.9 腐蚀防制 628

17.10 氧化 630

陶瓷材料的腐蚀 633

聚合物的劣化 634

17.11 膨胀和溶解 634

17.12 键结破断 636

17.13 风化作用 638

总结 638

方程式摘要 640

本章习题 640

第18章 电性质 644

18.1 简介 644

电的传导 645

18.2 欧姆定律 645

18.3 电导率 646

18.4 电子和离子的电传导 646

18.5 固体中的能带结构 647

18.6 能带传导及原子键结模式 650

18.7 电子迁移 652

18.8 金属的电阻率 653

18.9 商用合金的电特性 655

半导体 656

18.10 本质半导体 656

18.11 外质半导体 659

18.12 载体浓度的温度相依性 664

18.13 影响载体迁移率之因素 665

18.14 霍尔效应 668

18.15 半导体元件 670

离子陶瓷和聚合物中的导电性 676

18.16 离子材料中之电导 677

18.17 聚合物之电性质 677

介电行为 678

18.18 电容 679

18.19 电场向量和极化 681

18.20 极化的种类 684

18.21 介电常数的频率相依性 686

18.22 介电强度 687

18.23 介电材料 687

材料的其他电性 688

18.24 铁电性 688

18.25 压电性 689

总结 690

方程式摘要 692

本章习题 693

第19章 热性质 698

19.1 简介 698

19.2 热容量 698

19.3 热膨胀 702

19.4 热导率 704

19.5 热应力 707

总结 710

方程式摘要 710

本章习题 711

第20章 磁性质 714

20.1 简介 714

20.2 基本概念 714

20.3 反磁性和顺磁性 718

20.4 铁磁性 720

20.5 反铁磁性和亚铁磁性 721

20.6 温度对磁行为之影响 725

20.7 磁域和磁滞 725

20.8 磁异向性 729

20.9 软磁材料 730

20.10 硬磁材料 732

20.11 磁性储存 735

20.12 超导性 738

总结 742

方程式摘要 743

本章习题 744

第21章 光学性质 748

21.1 简介 748

基本概念 748

21.2 电磁辐射 748

21.3 光和固体的交互作用 750

21.4 原子和电子的交互作用 751

金属的光学性质 752

非金属的光学性质 753

21.5 折射 754

21.6 反射 755

21.7 吸收 756

21.8 透射 759

21.9 颜色 760

21.10 绝缘体中的不透明和半透明 761

光学现象的应用 762

21.11 发光 762

21.12 光电导性 763

21.13 雷射 763

21.14 通信用的光纤 768

总结 771

方程式摘要 772

本章习题 773

第22章 在材料科学与工程中的经济、环境和社会问题 776

22.1 简介 776

经济考量 777

22.2 组件设计 777

22.3 材料 778

22.4 制造技术 778

环境和社会考量 778

22.5 材料科学与工程中的回收议题 781

总结 785

附录A国际单位系统（SI） 787

附录B常用工程材料的重要性质 789

附录C常用工程材料的价格与相对价格 823

附录D常见高分子之聚单体结构 829

附录E常见聚合物材料的玻璃转化和熔融温度表 833

名词解释 835

部分习题解答 859

英中文索引 865