第1章 绪论 1
1.1材料科学与工程四要素 1
1.1.1材料科学与工程的定义 1
1.1.2材料科学与工程的内涵 1
1.2传统材料的地位与发展 2
1.2.1传统材料的地位 2
1.2.2传统材料的发展趋势 2
1.3新材料的发展趋势 2
1.3.1新材料与发展高技术的关系 2
1.3.2新材料的发展趋势 3
1.4材料的特点与分类 3
1.4.1结构材料的特点与分类 3
1.4.2功能材料的特点与分类 5
1.5材料的结构、组织和性能的关系 6
1.5.1材料性能对结构和组织的敏感性 6
1.5.2金属材料结构和组织与性能的关系 6
1.5.3高分子材料结构和组织与性能关系 7
1.5.4陶瓷材料的结构与性能关系 7
1.5.5复合材料的组成、几何排列与性能关系 8
1.6材料设计的范围与目标 9
1.6.1材料设计的范围 9
1.6.2材料设计的目标 9
参考文献 10
第2章 传统结构材料的性能 11
2.1结构材料的主要性能 11
2.1.1结构材料的典型性能 11
2.1.2持久、蠕变性能 14
2.1.3疲劳与断裂性能 16
2.1.4腐蚀、氧化与防护 20
2.2高分子材料的结构性能 24
2.2.1高分子结构材料的特性与类型 24
2.2.2高分子结构材料的性能 24
2.2.3高性能工程塑料的主要性能 25
2.3高温合金的使用性能 26
2.3.1燃烧室用合金的性能 26
2.3.2涡轮叶片用合金的性能 27
2.3.3涡轮盘用合金的性能 28
2.3.4增压涡轮用合金的性能 29
2.4陶瓷材料的结构性能 29
2.4.1结构陶瓷的特性与应用准则 29
2.4.2结构陶瓷的主要使用性能 30
参考文献 31
第3章 复合结构材料的性能 32
3.1复合材料的种类、特性与法则 32
3.1.1混合法则 32
3.1.2混杂效应 32
3.1.3结构设计特性 33
3.1.4界面结构与性能 33
3.2不同基体复合材料的特性 33
3.2.1树脂基复合材料的性能 33
3.2.2金属基复合材料的性能 34
3.2.3陶瓷基复合材料的性能 36
3.3 C／C复合材料的性能 38
3.3.1 C／C复合材料的力学性能 39
3.3.2摩擦、磨损性能 39
3.3.3抗烧蚀性能 41
3.3.4抗热震性能 42
3.3.5高温蠕变性能 43
3.3.6抗氧化性能 46
参考文献 47
第4章 金属功能材料的性能 48
4.1弹性合金的性能 48
4.1.1弹性合金的特性与种类 48
4.1.2弹性合金的性能表征 49
4.2膨胀合金的性能 51
4.2.1膨胀合金的特性与种类 51
4.2.2膨胀合金的性能表征 52
4.3电阻合金的性能 53
4.3.1电阻合金的特性与种类 54
4.3.2电阻合金的性能表征 54
4.4贮氢、抗氢材料的性能 56
4.4.1贮氢材料的性能 56
4.4.2抗氢合金的性能 60
4.5贵金属功能材料的性能 61
4.5.1电接触材料的性能 61
4.5.2精密电阻材料的性能 64
4.5.3测温材料的性能 65
4.5.4电阻应变材料的性能 66
参考文献 67
第5章 功能高分子及其复合材料的性能 68
5.1功能高分子材料的定义、分类、特点 68
5.1.1功能高分子材料的定义 68
5.1.2功能高分子材料的分类 68
5.1.3功能高分子材料的特点 68
5.2导电高分子材料的性能 69
5.2.1导电高分子材料导电机理与分类 69
5.2.2导电高分子材料的性能与应用 69
5.3电绝缘高分子材料的性能 72
5.3.1电绝缘高分子材料的特性与分类 72
5.3.2电绝缘高分子材料的性能与应用 73
5.4压电和热电高分子材料的性能 75
5.4.1压电和热电高分子材料的特性与分类 75
5.4.2压电和热电高分子材料的性能 75
5.4.3压电和热电高分子材料的应用 77
5.5感光高分子材料的性能 78
5.5.1感光高分子材料的种类与应用范围 78
5.5.2感光高分子材料的性能 79
5.6特殊功能高分子材料的性能 80
5.6.1密封材料的种类与特性 80
5.6.2胶黏剂的种类与特性 81
5.6.3抗声纳复合材料的性能 82
5.6.4磁性高分子材料性能 82
参考文献 83
第6章 功能陶瓷材料的性能 84
6.1功能陶瓷材料的定义、分类和要求 84
6.1.1功能陶瓷材料的定义 84
6.1.2功能陶瓷材料的分类 84
6.1.3功能陶瓷的一般要求 84
6.2功能陶瓷材料的物性、安全和寿命 84
6.2.1功能陶瓷的物性 84
6.2.2功能陶瓷的安全和寿命 85
6.2.3功能陶瓷的物化性能 85
6.3不同功能陶瓷材料的性能 90
6.3.1绝缘陶瓷的性能 90
6.3.2介电铁电陶瓷的性能 92
6.3.3压电陶瓷的性能 97
6.3.4热释电陶瓷的性能 101
6.3.5敏感陶瓷的性能 102
参考文献 108
第7章 磁性材料的性能 109
7.1物质的磁性 109
7.1.1交换作用 109
7.1.2抗磁性 110
7.1.3顺磁性 110
7.1.4强磁性 111
7.1.5反铁磁性 112
7.2物质的磁性效应 112
7.2.1磁致伸缩效应 113
7.2.2典型磁效应 113
7.2.3磁热效应 114
7.2.4其他磁效应 115
7.3磁各向异性 115
7.3.1磁晶各向异性 115
7.3.2形状各向异性 115
7.3.3感生单轴各向异性 116
7.3.4应力各向异性 116
7.4磁能与磁畴 116
7.4.1静磁能 116
7.4.2磁畴与磁壁 117
7.4.3磁化与磁化能 118
7.5磁性测量与表征参量 120
7.5.1磁性测量 120
7.5.2主要磁性参量 121
7.5.3磁性参量关系式 121
7.6磁性材料的性能 122
7.6.1各类磁性材料的特性 122
7.6.2各类磁性材料的典型性能 123
参考文献 133
第8章 半导体材料的性能 134
8.1半导体材料及其物理性质 134
8.1.1半导体材料的类型与应用 134
8.1.2半导体超晶格材料的类型 137
8.1.3半导体材料的物理性质 140
8.2半导体材料的性能 142
8.2.1元素半导体的性能 142
8.2.2化合物半导体材料的性能 144
8.3半导体薄膜的性质 148
8.3.1单晶半导体薄膜的性质 149
8.3.2多晶半导体薄膜的性质 151
8.3.3非晶半导体薄膜的性质 152
8.3.4氧化物半导体薄膜的性质 154
8.4半导体材料的应用性能 155
8.4.1集成电路用半导体材料的性能 155
8.4.2传感器用半导体材料的性能 156
8.4.3光电子器件用半导体材料的性能 161
参考文献 164
第9章 薄膜材料的性能 165
9.1薄膜材料的力学性能 165
9.1.1薄膜的附着性能—界面结合强度 165
9.1.2薄膜的硬度 173
9.1.3薄膜的弹性模量 176
9.1.4薄膜的韧性 178
9.1.5薄膜的强度 179
9.1.6薄膜内应力及其测试方法 181
9.2金属薄膜材料的电学性质 186
9.2.1连续金属薄膜的导电性能 186
9.2.2不连续金属薄膜的导电性能 190
9.3介质薄膜的电学性能 193
9.3.1介质薄膜的绝缘性能 194
9.3.2介质薄膜的介电性能 196
9.3.3介质薄膜的压电性能 199
9.3.4介质薄膜的热释电性能 201
9.3.5介质薄膜的铁电特性 202
9.4特种新型薄膜材料的性能 204
9.4.1超导薄膜的性能 204
9.4.2磁性薄膜的性能 205
9.4.3金刚石薄膜的性能 209
参考文献 211
第10章 光学材料的性能 212
10.1光学材料的一般概念 212
10.1.1光学材料的概述 212
10.1.2光色与波长的关系 213
10.1.3光的电磁辐射参量 214
10.1.4光电效应 214
10.1.5光的反射、吸收与透射 216
10.2光学材料的性能 219
10.2.1光学玻璃的性能 219
10.2.2光学晶体的特性 223
10.2.3光学塑料的性能 227
10.3光学薄膜的特性 229
10.3.1光学薄膜的种类 229
10.3.2光学薄膜的性能 230
10.4光学纤维的性能 231
10.4.1光纤的结构和分类 231
10.4.2典型光纤的性能 234
10.4.3光纤在非通信领域的应用性能 237
参考文献 240
第11章 电子、光电子材料的性能 241
11.1电子、光电子材料的分类 241
11.1.1电子、光电子材料的应用范围 241
11.1.2电子、光电子技术用主要材料分类 242
11.1.3电子、光电子技术用材料现状 243
11.2电子、光电子主要材料的性能 246
11.2.1光学功能材料的性能 246
11.2.2激光材料的性能 260
11.2.3光电探测器材料及器件的性能 267
11.2.4光存储和显示材料的性能 271
参考文献 274
第12章 智能材料的性能表征 276
12.1概述 276
12.1.1智能材料的一般概念 276
12.1.2智能材料系统设计程序与基本构成 276
12.2智能材料的功能原理与应用 278
12.2.1光导纤维的功能与应用 278
12.2.2形状记忆合金增强复合材料的功能与应用 280
12.2.3电流变体材料的功能与应用 280
12.2.4压电材料的驱动与传感功能 282
12.2.5磁致伸缩材料的功能 282
12.3典型智能材料及其特性 283
12.3.1智能材料的基本要求 283
12.3.2典型智能材料的特性 284
参考文献 300
第13章 新技术材料的性能 301
13.1阻尼材料的性能表征 301
13.1.1阻尼材料的类型与一般特性 301
13.1.2阻尼材料的性能表征 302
13.1.3两种复合材料的阻尼性能 303
13.2隐身（吸波）材料的性能 305
13.2.1隐身材料的类型与一般特性 305
13.2.2隐身材料的吸波特性 306
13.2.3不同功能隐身材料的特性 311
13.3超导材料及其特性 312
13.3.1超导材料的类型 312
13.3.2超导电性 313
13.3.3实用超导材料的应用性能 315
13.3.4典型器件用高温超导体材料的性能 320
13.4纳米材料的性能与表征 323
13.4.1纳米微粒的特性 324
13.4.2纳米固体材料的特性 325
13.4.3典型纳米材料的性能 327
参考文献 330
第14章 生物医用材料的性能 331
14.1生物材料的分类、标准与特性 331
14.1.1生物医用材料的分类 331
14.1.2生物材料标准 331
14.1.3生物材料一般特性 332
14.1.4不同生物医用材料的性能要求 333
14.2典型生物医用材料的性能 337
14.2.1 TC4钛合金的性能 337
14.2.2 TiNi基形状记忆合金（SMA）的性能 338
14.2.3齿科钛合金的耐腐蚀性能 340
14.2.4 C／C复合材料的生物活性 341
14.2.5羟基磷酸钙（HAP）的生物性能 342
14.2.6 Ti02薄膜的光催化氧化杀伤性能 345
参考文献 346
第15章 材料的环境特性 347
15.1生态材料的概念及其性质 347
15.1.1材料与环境的关系 347
15.1.2材料的环境负荷分析 349
15.2典型材料的环境协调性评价 350
15.2.1两种包装材料的环境协调性评价 351
15.2.2钢铁材料的环境负荷评价 351
15.2.3电解铝的环境负荷评价 352
15.3生态材料及其性能 353
15.3.1生态建筑材料的综合评价体系 353
15.3.2生态保护材料的性能 355
参考文献 358
第16章 新能源材料及其特性 359
16.1能源材料的发展趋势 359
16.1.1能源材料的发展概况 359
16.1.2核材料的应用与要求 360
16.2核材料的性能 362
16.2.1核燃料及相关性能 363
16.2.2反应堆堆芯结构材料及特性 366
16.2.3反应堆压力容器材料及特性 368
16.2.4反应堆控制材料及特性 368
16.2.5反应堆冷却剂材料及特性 370
16.2.6中子慢化和反射材料及特性 371
16.2.7屏蔽材料及特性 373
16.2.8聚变堆主要材料及性能 373
16.3电池材料的性能 375
16.3.1太阳能电池材料的性能 375
16.3.2燃料电池材料的性能 376
16.3.3锂离子电池材料的性能 378
16.3.4聚合物电池材料的性能 379
16.4火药和推进剂的性能 380
16.4.1火药的性能 380
16.4.2火箭推进剂的性能 382
16.5节能材料的性能 384
16.5.1材料的能耗性能 384
16.5.2热电材料的转换效率 387
16.5.3贮氢材料的性能 388
参考文献 394