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第1章 材料的晶体学基础 1

1.1晶体学基本定义 1

1.1.1晶体的概念 1

1.1.2晶体的基本特点 3

1.1.3晶体的点阵结构 4

1.2晶体对称性与空间群 7

1.2.1晶体的宏观对称性 8

1.2.2晶体的微观对称性 17

1.3晶体的培养与X射线衍射实验 19

1.3.1晶体的培养 19

1.3.2晶体生长实验方法 21

1.3.3晶面的发育 22

1.3.4 X射线衍射实验 23

1.4晶态和非晶态材料的区别 26

1.4.1非晶态材料的特点 26

1.4.2几种非晶态材料 27

思考题 30

第2章 材料中的结构缺陷 31

2.1点缺陷 32

2.1.1点缺陷的类型 32

2.1.2点缺陷化学反应表示法 34

2.1.3热缺陷浓度计算 37

2.1.4点缺陷的化学平衡 39

2.1.5点缺陷对晶体材料性能的影响 40

2.2线缺陷 40

2.2.1位错的基本类型和特征 40

2.2.2柏氏矢量 43

2.2.3位错的运动 44

2.2.4位错的生成和增殖 47

2.2.5实际晶体结构中的位错 48

2.3面缺陷 50

2.3.1晶界和亚晶界 50

2.3.2相界 52

2.4体缺陷 53

2.5缺陷的应用 54

2.5.1金属的强化 54

2.5.2杂质半导体 55

思考题 56

第3章 材料的制备方法 57

3.1金属材料的制备方法 58

3.1.1钢铁的制备 58

3.1.2铝的制备 60

3.1.3有色金属的冶炼 60

3.1.4合金的制备 62

3.2无机非金属材料的制备方法 63

3.2.1干法水泥生产工艺 64

3.2.2玻璃材料的制备 66

3.2.3陶瓷的制备 69

3.2.4新型无机非金属材料的制备 71

3.3有机高分子材料的制备方法 74

3.3.1加聚反应 74

3.3.2缩聚反应 75

3.4复合材料的制备方法 76

3.4.1复合材料概述 76

3.4.2复合材料的制备加工 76

3.5纳米材料的制备方法 78

3.5.1物理制备方法 78

3.5.2化学制备方法 80

思考题 81

第4章 材料结构与性能的关系 82

4.1化学性能 82

4.1.1耐氧化性 82

4.1.2耐酸碱性 84

4.1.3耐有机溶剂性 85

4.1.4耐老化性 85

4.2电性能 85

4.2.1导电性能 86

4.2.2介电性能 88

4.2.3压电性能 89

4.2.4铁电性能 90

4.3热性能 93

4.3.1材料的热容 93

4.3.2材料的热膨胀 95

4.3.3材料的热传导 96

4.4光学性能 98

4.4.1材料对光的折射和反射 98

4.4.2材料的透光性 101

4.4.3材料的颜色 105

4.4.4其他光学性能的应用 108

4.5力学性能和磁性 109

4.5.1力学性能 109

4.5.2磁性 111

思考题 113

第5章 材料表面化学 115

5.1表面现象热力学 115

5.1.1比表面吉布斯自由能和表面张力 115

5.1.2影响表面张力（σ）的因素 117

5.2介稳状态和新相的生成 117

5.2.1过饱和蒸气 117

5.2.2过热液体 118

5.2.3过冷液体 118

5.2.4过饱和溶液 118

5.3材料表面的吸附 119

5.4材料表面特征 123

5.4.1弯曲表面下的附加压力与毛细管现象 123

5.4.2清洁表面的原子排列 125

5.4.3固体的内表面和外表面 126

5.5材料表面分析 127

5.5.1表面分析概况 127

5.5.2表面分析的复杂性 127

5.6表面现象在材料科学中的应用简介 129

5.6.1气-固吸附在陶瓷工业中的应用 129

5.6.2气-固吸附在真空镀膜工艺中的应用 130

思考题 130

第6章 无机非金属材料 131

6.1离子晶体 131

6.1.1典型二元离子晶体的结构型式 132

6.1.2离子键与晶格能 134

6.2分子间作用力与超分子化学 135

6.2.1分子间作用力 135

6.2.2超分子化学 141

6.3玻璃 143

6.3.1结构与性能 143

6.3.2分类与应用 144

6.4水泥 149

6.4.1水泥定义及分类 149

6.4.2水泥的制造方法和主要成分 149

6.4.3水泥的强度及指标 151

6.4.4水泥强化的方法 152

6.5陶瓷 152

6.5.1陶瓷的性能 153

6.5.2陶瓷的应用 153

思考题 155

第7章 金属材料 156

7.1金属材料概论 156

7.2金属单质结构 156

7.2.1金属键 156

7.2.2金属的晶体结构 157

7.3金属的性质 159

7.3.1金属的物理性质 159

7.3.2金属的化学性质 160

7.4合金的结构 161

7.4.1金属固溶体 162

7.4.2金属化合物 162

7.5金属材料 163

7.5.1钢铁 163

7.5.2铝及铝合金 167

7.5.3镁及镁合金 168

7.5.4钛及钛合金 169

7.6新型合金材料 170

7.6.1储氢合金 170

7.6.2形状记忆合金 172

7.6.3超耐热合金 174

7.6.4超塑性合金 174

7.6.5减振合金 176

思考题 176

第8章 高分子材料 177

8.1高分子材料概述 177

8.1.1高分子材料的概念 177

8.1.2高分子材料的命名 177

8.1.3高分子材料的分类 178

8.2高分子化合物的结构 179

8.2.1高分子化合物的化学结构 179

8.2.2高分子化合物的二级结构 181

8.2.3高分子化合物的三级结构 181

8.3高分子材料的性能 182

8.3.1力学性能 182

8.3.2电学性能 183

8.3.3光学性能 183

8.3.4热学性能 183

8.3.5化学稳定性 184

8.4常用高分子材料 184

8.4.1塑料 184

8.4.2橡胶 188

8.4.3纤维 190

8.4.4涂料 191

8.4.5胶黏剂 193

8.5功能高分子材料 195

8.5.1功能高分子材料概述 195

8.5.2物理功能高分子材料 195

8.5.3化学功能高分子材料 197

8.5.4生物功能高分子材料 200

8.5.5可降解高分子材料 201

8.5.6智能型高分子材料 202

思考题 203

第9章 复合材料 204

9.1复合材料概述 204

9.2复合材料的基体 206

9.2.1金属基体材料 206

9.2.2无机非金属基材料 208

9.2.3聚合物基体材料 209

9.3复合材料的增强相 214

9.3.1纤维增强体 214

9.3.2晶须增强体 217

9.3.3颗粒增强体 218

9.4复合材料的主要性能与应用 219

9.4.1聚合物基复合材料 219

9.4.2金属基复合材料 219

9.4.3陶瓷基复合材料 221

9.4.4复合材料的应用 222

9.4.5复合材料存在的问题与展望 223

思考题 224

参考文献 225