第一章 晶体学基础及材料性能 1
第一节 晶体特征 1
一、空间点阵 1
二、晶面指数 2
三、对称性 2
第二节 化学键与晶体 3
一、离子键与离子晶体 4
二、共价键与原子晶体 4
三、金属键与金属晶体 4
四、范德华力与分子晶体 4
第三节 晶体结构 5
一、元素的晶体结构 5
二、典型晶体结构 6
第四节 晶体缺陷 9
一、点缺陷 9
二、线缺陷 9
三、面缺陷 10
第五节 导体、半导体和绝缘体 10
一、能带填充与晶体导电性 10
二、导体、半导体和绝缘体的区别 11
第六节 功能材料的性能 12
一、半导体电性 12
二、磁性 12
三、超导性 13
四、光谱性质 14
第二章 超细粉体制备工艺 15
第一节 机械粉磨法 15
一、普通机械粉磨法及其原理 15
二、其它机械粉磨方法 16
第二节 固相合成法 17
一、固相反应法 18
二、固相热分解法 20
三、固态置换法 20
四、自蔓延高温合成法 20
五、机械合金化法 22
第三节 气相法 24
一、气相化学反应法 24
二、激光诱导化学气相沉积法 26
三、等离子体法 29
四、化学蒸发凝聚法 30
五、物理气相沉积法 30
第四节 液相法 33
一、沉淀法 33
二、溶胶-凝胶法 38
三、微乳液法 45
四、水热法 48
五、低温燃烧合成 53
第五节 溶剂蒸发法 56
一、酒精干燥法 57
二、冷冻干燥法 57
三、热煤油干燥法 58
四、喷雾干燥法 59
五、喷雾热分解法 59
六、喷雾反应法 60
第六节 凝胶固相反应法 62
第三章 高分子材料的聚合 64
第一节 高分子材料简介 64
一、高分子基本概念 64
二、高分子材料的结构特点 65
三、高分子材料的类别 66
四、塑料、橡胶、纤维三大合成材料特性 66
第二节 聚合反应 68
一、高分子聚合的发展与基本概念 68
二、聚合反应分类 70
三、聚合反应基本原理 71
第三节 聚合方法 75
一、本体聚合 76
二、溶液聚合 77
三、悬浮聚合 78
四、乳液聚合 80
五、缩聚反应方法 83
第四节 高分子的发展前景 87
第四章 非晶态材料制备工艺 89
第一节 非晶态材料的基本特征和结构模型 89
一、非晶态材料的基本特征 89
二、非晶态材料的结构模型 90
第二节 非晶态固体形成理论 92
一、非晶态固体形成的动力学理论 92
二、有利于非晶态形成的因素 94
第三节 非晶态材料的制备方法 95
一、传统熔体冷却法 96
二、高速熔体冷却法 99
三、雾化法 101
四、激光熔凝法 102
五、乳化液滴法 103
六、固态方法 104
七、电化学方法——阳极氧化 105
八、气相急冷技术 106
九、其它方法 107
第四节 非晶态材料的设计 109
第五章 导电材料 111
第一节 导体材料 111
一、导体的能带结构 111
二、导体的导电机理 112
一、典型应用 129
二、其它功能 135
第六章 原子光谱分析法 142
第一节 原子发射光谱法 142
一、分析过程 142
二、谱线强度 143
三、分析仪器 146
四、分析方法与应用 147
第二节 原子吸收光谱法 149
一、光吸收定律和吸收系数 149
二、原子吸收分光光度计 152
三、原子吸收定量分析 156
第三节 原子荧光光谱法 159
一、原子荧光类型和荧光强度 159
二、仪器 160
三、分析方法 161
第七章 分子光谱分析法 162
第一节 紫外、可见吸收光谱法 162
一、基本原理 162
二、分光光度计（紫外、可见光谱仪） 168
三、应用 169
第二节 分子荧光光谱法 170
一、基本原理 170
二、荧光光谱仪 172
三、应用 173
第三节 红外吸收光谱法 174
一、基本原理 174
二、红外光谱仪 177
三、应用 179
第八章 电子能谱分析法 183
第一节 俄歇电子能谱法 183
一、基本原理 183
二、俄歇电子能谱仪 185
三、俄歇电子能谱分析 186
四、俄歇电子能谱法的应用 188
第二节 X射线光电子能谱法 189
一、基本原理 189
二、X射线光电子能谱仪 190
三、X射线光电子能谱分析与应用 191
第三节 紫外光电子能谱法 194
第九章 热分析技术 197
第一节 差热分析 197
一、差热分析的原理及设备 197
二、差热分析曲线 198
三、差热分析仪 200
四、DTA测量时应注意的要点及其影响因素 202
第二节 示差扫描量热法 202
一、示差扫描量热法的基本原理 203
二、示差扫描量热仪 204
三、DSC在使用中应注意的要点 205
第三节 热分析技术在高聚物研究中的应用 206
一、DTA和DSC在高聚物研究中的应用 206
第十章 红外光谱与拉曼光谱 211
第一节 红外光谱 212
一、红外光谱的基本原理 212
二、实验设备及实验技术 216
三、红外光谱在高聚物研究中的应用 220
第二节 拉曼光谱 226
一、拉曼光谱的基本原理 226
二、实验设备及实验技术 228
三、拉曼光谱在高聚物研究中的应用 229
第十一章 材料晶体塑性变形分析 232
第一节 概述 232
第二节 流变应力 232
一、晶体的理论屈服强度 233
二、派-纳力 234
三、位错的长程弹性相互作用 235
四、与林位错的相互作用 236
第三节 流变应力与温度的关系 238
一、内应力与有效应力 238
二、内应力的测量方法 239
第四节 晶体变形与加工硬化 240
一、滑移的晶体学及几何关系 240
二、加工硬化现象 242
三、加工硬化的唯象解释 245
第五节 固溶体合金的变形——固溶强化 246
一、长程应力场 247
二、短程交互作用 248
三、非均匀强化 250
第六节 复相合金的变形——弥散强化 251
一、Orowan机制 251
二、位错切割第二相粒子 252
第七节 多晶体塑性变形——细晶强化 253
一、多晶体流变应力——细晶强化 254
二、Taylor因子 254
第八节 金属间化合物的塑性变形 256
一、晶体结构位错面缺陷 256
二、金属间化合物的流变应力 258
三、塑性与脆性 260
四、改善塑性措施 261
第九节 陶瓷材料的塑性变形 262
一、NaCl型结构陶瓷晶体的塑性变形 262
二、Al2O3晶体的塑性变形 264
第十二章 材料的断裂分析测试 265
第一节 格里菲斯断裂理论 265
一、理论断裂强度 265
二、格里菲斯裂纹理论 266
第二节 线弹性断裂力学基础 268
一、裂纹尖端附近应力场及应力强度因子 268
二、塑性区修正 270
三、裂纹扩展的能量率 273
四、延性材料的裂纹失稳扩展判据 276
第三节 弹塑性断裂力学基础 277
一、J积分的定义 277
二、J积分和裂纹前端应力、应变场的关系 278
三、裂纹顶端张开位移COD 279
第四节 断裂韧性测量原理 280
第五节 断裂的位错理论 281
一、位错与裂纹的交互作用 281
二、裂纹及裂尖塑性区的位错模型 283
三、裂尖塑性区位错结构的观察 285
四、裂纹尖端无位错区形成的理论 285
第六节 材料韧性（延性）断裂分析 288
一、韧性断裂的一般特征 288
二、微空洞形核 290
三、裂纹扩展 292
第七节 材料脆性解理断裂分析 292
一、解理断裂的一般特征 292
二、发生解理的条件 294
第八节 材料韧（延）-脆转变分析 297
一、韧脆转变温度 297
二、韧脆转变温度的影响因素 300
第十三章 材料的循环变形与疲劳分析 302
第一节 单晶体金属的循环变形 302
一、循环变形的力学特性 302
二、Bauschinger效应 304
第二节 循环变形中位错亚结构的变化 304
第三节 实际材料的循环变形分析 307
第四节 疲劳裂纹萌生分析 309
一、循环变形与表面挤出和侵入 309
二、裂纹沿PSB萌生 310
三、裂纹在冶金缺陷处萌生 311
四、环境对疲劳裂纹萌生的影响 312
第五节 疲劳裂纹扩展分析 313
一、疲劳裂纹扩展的不同区段 313
二、疲劳裂纹扩展的微观过程 314
第六节 疲劳裂纹扩展的断裂力学问题 316
一、△K及△J 316
二、循环塑性区 317
第七节 裂纹闭合分析 317
一、塑性诱发裂纹闭合 318
二、氧化物诱发裂纹闭合 320
第八节 高温低周疲劳分析 320
一、高温循环变形 321
二、高温下的疲劳损伤和裂纹萌生 321
第九节 蠕变疲劳交互作用分析 322
一、两种蠕变疲劳交互作用 322
二、蠕变疲劳断裂机制图 324
三、蠕变疲劳寿命预测方法 325
四、蠕变疲劳裂纹扩展的断裂力学问题 326
第十四章 钢的冷脆分析 328
第一节 钢的冷脆概述 328
一、冷脆现象 328
二、冷脆的本质 328
第二节 冷脆的评定方法 331
一、常规冲击试验 331
二、能量准则法 337
三、断口形貌准则法 337
四、落锤试验法 338
五、撕裂试验法 340
六、脆性转变温度的定量确定 342
第三节 影响冷脆的因素 342
一、材料方面的因素 343
二、影响冷脆转变的外部因素 344
三、处理对冷脆的影响 347
第十五章 材料的环境强度分析测试 348
第一节 氢致开裂 349
一、金属中的氢 349
二、氢致开裂（HIC） 349
三、氢致开裂机制 350
第二节 应力腐蚀开裂的一般特性 351
一、应力腐蚀体系 351
二、SCC的材料因素 352
三、SCC的电化学因素 353
第三节 几种材料的应力腐蚀开裂 354
一、不锈钢 355
二、碳钢与低合金钢 357
三、有色金属及其合金 357
第四节 应力腐蚀开裂机制 358
一、氢致开裂模型 358
二、钝化膜破坏模型 359
三、表面膜引发开裂模型 359
四、局部表面塑性模型（LSP模型） 360
第五节 应力腐蚀开裂的断裂力学 361
一、SCC临界应力强度因子KISCC 361
二、SCC裂纹扩展速率和寿命 363
三、KISCC和da/dt的测试 364
第六节 腐蚀疲劳的一般特性分析 367
一、概述 367
二、腐蚀疲劳的电化学因素 367
三、腐蚀疲劳的环境因素 368
第七节 腐蚀疲劳的断裂力学 369
一、腐蚀疲劳裂纹扩展 369
二、力学因素对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响 371