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1 绪论 1

1.1 材料的定义、分类及基本性质 1

1.1.1 金属材料 2

1.1.2 无机非金属材料 2

1.1.3 高分子材料 3

1.1.4 复合材料 4

1.2 材料科学与工程概述 5

1.2.1 材料科学的由来 5

1.2.2 材料科学与工程的性质与范围 6

1.2.3 材料科学在工程中的作用 7

2 材料结构基础 10

2.1 物质的组成、状态及材料结构 10

2.1.1 物质的组成和状态 10

2.1.2 材料结构的含义 12

2.2 材料的原子结构 13

2.2.1 量子力学的几个基本概念 14

2.2.2 原子核结构 16

2.2.3 原子核外电子 17

2.3 原子之间相互作用和结合 21

2.3.1 基本结合（化学键合） 22

2.3.2 派生结合（物理键合） 25

2.3.3 各种键性的比较 27

2.3.4 原子间距和空间排列 28

2.4 多原子体系中电子的相互作用与稳定性 32

2.4.1 杂化轨道和分子轨道理论 33

2.4.2 费米能级 36

2.4.3 固体中的能带 39

2.5 固体中的原子有序 41

2.5.1 晶体的特点与性质 41

2.5.2 晶体几何学基础 42

2.5.3 晶体的类型 53

2.6 固体中的原子无序 64

2.6.1 固溶体 64

2.6.2 晶体结构缺陷 68

2.6.3 非晶体 74

2.6.4 扩散 78

2.7 固体中的转变 85

2.7.1 固体中的转变类型 85

2.7.2 平衡和相变 87

2.7.3 相图 91

2.8 固体的表面结构 98

2.8.1 表面力和表面力场 99

2.8.2 表面能和表面张力 99

2.8.3 表面结构及几何形状 101

2.8.4 固体表面的特性 102

习题及思考题 109

3 材料组成与结构 113

3.1 材料组成与结构的基本内容 113

3.2 金属材料的组成与结构 113

3.2.1 金属材料 113

3.2.2 合金材料 116

3.2.3 铁碳合金的基本知识 118

3.2.4 非铁金属及合金 129

3.2.5 非晶态合金 131

3.2.6 金属材料的再结晶 132

3.3 无机非金属材料的组成与结构 134

3.3.1 无机非金属材料的组成与结合键 134

3.3.2 无机非金属材料中的简单晶体结构 135

3.3.3 硅酸盐结构 140

3.3.4 无机非金属材料的非晶体结构 144

3.3.5 陶瓷 151

3.3.6 碳化合物 152

3.4 高分子材料的组成与结构 157

3.4.1 高分子材料组成与结构的基本特征 157

3.4.2 高分子链的组成与结构 158

3.4.3 高分子链的聚集态结构 165

3.4.4 高分子材料的组成和织态结构及微区结构 175

3.4.5 聚合物共混材料 179

3.5 复合材料的组成与结构 182

3.5.1 复合材料定义及分类 182

3.5.2 复合材料的组成 185

3.5.3 复合材料的结构 188

3.5.4 复合材料的界面 190

习题及思考题 198

4 材料的性能 200

4.1 固体材料的力学性能 200

4.1.1 材料的力学状态 200

4.1.2 应力和应变 203

4.1.3 弹性形变 208

4.1.4 永久形变 218

4.1.5 强度、断裂及断裂韧性 223

4.1.6 硬度 243

4.1.7 摩擦和磨损 247

4.1.8 疲劳 254

4.2 材料的热性能 258

4.2.1 热导率和比热容 259

4.2.2 热膨胀性 262

4.2.3 耐热性 265

4.2.4 热稳定性 266

4.2.5 高分子材料的燃烧特性 268

4.3 材料的电学性能 271

4.3.1 电导率和电阻率 271

4.3.2 材料的结构与导电性 275

4.3.3 材料的超导电性 285

4.3.4 材料的介电性 287

4.4 材料的磁学性能 293

4.4.1 物质的磁性 293

4.4.2 磁畴与磁滞回线 297

4.4.3 金属材料的磁学性能 300

4.4.4 非金属材料的磁学性能 302

4.4.5 高分子材料的磁学性能 305

4.5 材料的光学性能 306

4.5.1 电磁辐射及其与原子的相互作用 306

4.5.2 反射、吸收和透射 308

4.5.3 材料的光学性质 313

4.5.4 旋光性及非线性光学性 318

4.5.5 光泽 319

4.5.6 发光 319

4.5.7 光敏性 320

4.6 材料的耐腐蚀性 321

4.6.1 物理腐蚀 322

4.6.2 化学腐蚀 325

4.6.3 电化学腐蚀 332

4.7 复合材料的性能 336

4.7.1 复合材料的特性 336

4.7.2 复合材料性质的复合效应 337

4.7.3 复合材料的力学性能 342

4.8 纳米材料及效应 348

4.8.1 纳米材料的结构 349

4.8.2 纳米材料的基本物理效应 353

4.8.3 纳米材料的表征与分析 356

4.8.4 纳米材料的应用 356

习题及思考题 358

5 材料的制备与成型加工 364

5.1 材料制备原理及方法 364

5.1.1 金属材料的制备 364

5.1.2 无机非金属材料的制备 372

5.1.3 高分子材料的制备 389

5.2 材料的成型加工性 394

5.2.1 金属材料的加工工艺性 394

5.2.2 聚合物的成型加工特性及成型加工方法 402

习题及思考题 422

参考文献 423