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第一章 绪论——材料科学的进展及发展趋势 1

一、材料科学的进展 1

二、材料科学技术的发展趋势 2

第二章 原子结构及原子间的作用力 9

第一节 原子结构 9

一、量子力学的基本知识 10

二、原子结构 24

三、原子的结构特征与其金属活泼性 30

第二节 原子间的键合及其本质 33

一、分子及晶体中化学键的类型与特点 33

二、化学键的强度及极性 36

三、共价键理论 38

四、分子间力与氢键 44

第三节 固体材料内结合力、结合能及其与性能的关系 47

一、双原子（离子）间的结合力和结合能 47

二、晶体中的结合力和结合能 49

三、结合能与离子晶体性能的关系 52

四、结合力与离子晶体力学性能的关系 53

第三章 晶体结构 58

第一节 结晶学基础 58

一、晶体与非晶体 58

二、空间点阵 59

三、晶向指数与晶面指数 61

四、晶带与晶面间距 64

第二节 物质的晶体结构 66

一、典型的金属晶体结构 66

二、离子晶体结构 77

三、共价晶体结构 91

四、分子晶体与混合晶体 92

五、类质同晶与同质多晶现象 94

六、固溶体 96

第四章 非晶体结构 104

第一节 非晶体材料的形成原因及分类 104

一、非晶体材料的形成原因 104

二、非晶体的分类 106

第二节 玻璃体结构 106

一、玻璃结构的形成特点 106

二、玻璃体结构 107

第三节 凝胶体的性质与结构特征 113

一、凝胶体的定义与分类 113

二、凝胶体的结构 114

三、凝胶体的膨胀性 114

四、凝胶结构的形成特点 115

第四节 玻璃陶瓷及其他非晶态材料 115

一、玻璃陶瓷（微晶玻璃） 115

二、非晶态合金 116

三、非晶态半导体 118

第五章 晶体结构的不完整性 120

第一节 点缺陷 120

一、点缺陷 121

二、电子缺陷 123

第二节 线缺陷（位错） 124

一、位错的概念和类型 124

二、位错的基本理论 126

第三节 面缺陷 141

一、外表面 141

二、晶界 142

三、相界面 145

第四节 体缺陷 146

一、气孔及裂隙 146

二、沉积物和掺杂物 148

第六章 固体的表面现象 149

第一节 固体的表面结构 150

一、表面力场 150

二、表面电子结构 150

三、表面原子结构 154

第二节 固体的界面行为 161

一、表面张力、表面能和比表面积 161

二、弯曲表面的效应 164

三、表面吸附现象 166

四、润湿与粘附现象 170

五、界面能与晶界构型的关系 173

六、固体表面活性与表面活性剂 174

第三节 粘土－水系统性质 178

一、粘土胶体 178

二、粘土的离子交换 180

三、粘土－水系统的电动性质 182

四、粘土－水系统的流变性质 183

第七章 相平衡理论 190

第一节 相律和相平衡的研究方法 190

一、相律 190

二、相平衡的研究方法 191

第二节 单元系统 194

一、单元系统相图 194

二、可逆与不可逆多晶转变 195

三、SiO2系统的相图 196

第三节 二元系统 198

一、二元系统的相图类型 198

二、二元系统相图实例 205

第四节 三元系统 209

一、基本原理 209

二、三元系统相图类型 214

三、三元系统相图举例 224

第五节 四元系统 229

一、四元系统的组成表示法及四面体的性质 229

二、最简单的四元系统相图 230

三、四元系统中的几类析晶情况 232

四、四元系统相图举例 235

第六节 交互三元系统和盐水系统 239

一、交互三元系统 239

二、盐水系统 241

第八章 固体物质内的扩散与相变过程 246

第一节 固体物质内部粒子的扩散过程 246

一、固体的扩散方式 246

二、菲克定律（扩散定律） 247

三、扩散系数 249

四、固体材料中的扩散现象及其应用 256

第二节 物质的相变过程 257

一、相变过程的类型 257

二、液相→固相的转变 258

三、固相→固相的转变 267

四、气相→固相（液相）的转变 278

第九章 固相反应与烧结 284

第一节 固相反应 284

一、固相反应机理 284

二、固相反应动力学 291

第二节 烧结过程 300

一、概述 300

二、烧结动力学 305

三、影响烧结的因素 317

第十章 材料的力学性质 319

第一节 材料的应力、应变与弹性变形 319

一、应力 319

二、应变 320

三、弹性变形 321

第二节 塑性变形 327

一、塑性变形机理 328

二、影响塑性变形的因素 329

三、无机材料的蠕变变形 331

四、高温下玻璃相的粘性流动 332

第三节 无机材料的断裂 333

一、断裂的形式与特征 334

二、断裂机理 335

三、静态疲劳 340

第四节 无机材料的强度与硬度 342

一、无机材料强度波动的分析 342

二、强度的统计分析 342

三、提高无机材料强度和韧性的途径 343

四、无机材料的硬度 346

第十一章 无机材料的热学性质 349

第一节 晶格振动的概念 349

一、一维单原子晶格的线性振动 349

二、一维双原子晶格的线性振动 351

第二节 无机材料的热容 353

第三节 无机材料的热膨胀 357

一、固体热膨胀机理 357

二、晶体的热膨胀 358

三、玻璃的热膨胀 360

四、复合材料的热膨胀 360

第四节 无机材料的热传导 361

一、非金属材料的热传导机理 362

二、固体结构对热传导的影响 363

三、多相硅酸盐材料的热传导系数 364

第五节 无机材料的热稳定性 364

一、热应力 365

二、抗热冲击断裂性能 366

三、抗热冲击损伤性 369

四、提高抗热冲击断裂性能的措施 370

第十二章 无机材料的化学稳定性 372

第一节 耐火材料的腐蚀 372

第二节 玻璃的化学稳定性 374

第三节 混凝土材料的化学稳定性 376

参考文献 378