第一章材料科学概况 1
§1-1材料科学的由来 1
目录 1
§1-2材料科学的任务 2
§1-3材料科学与工程 4
第二章原子结构和结合键 8
§2-1材料结构的涵义 8
§2-2元素周期表 11
§2-3原子结构 11
一、量子力学的几个基本概念 12
二、原子核结构 14
三、原子核外电子 15
一、结合键的普遍性质 20
§2-4结合键 20
二、结合键的类型 23
第三章固体材料中的原子排列 30
一、原子的周期性排列 30
二、晶面指数和晶向指数 33
三、正格子空间和倒格子空间 38
§3-1晶体学基础 39
四、晶体中的密堆积 41
五、晶态与非晶态的区别 42
六、同素异构转变 45
§3-2金属的结构 46
一、纯金属的结构 46
二、合金的结构 54
§3-3无机非金属的结构 61
一、简单的晶体结构 62
二、复杂的晶体结构 64
§3-4有机聚合物的结构 70
一、有机聚合物的组成 70
二、有机聚合物中的原子排列 71
§3-5晶体缺陷 76
一、点缺陷 76
二、线缺陷（位错） 78
三、面缺陷 83
二、状态函数和过程函数 89
一、热力学的特点 89
§4-1热力学基础 89
第四章平衡和相图 89
三、热力学第一定律，内能，热函 90
四、热力学第二定律，熵 91
五、自由能 93
六、化学势 94
§4-2平衡和相变 95
一、热力学平衡 95
二、相变 96
§4-3相律与相图 98
一、相律 98
二、相图的意义 99
三、一元相图 100
四、二元相图 101
五、三元相图 121
§4-4相图热力学 130
一、固溶体的自由能 130
二、多相合金的自由能 132
三、多相平衡时的自由能－成分曲线 133
四、从自由能－成分曲线建立相图 134
第五章固体材料中的动力学过程 138
§5-1反应速度 138
一、激活能 138
二、麦克斯韦－玻尔兹曼定律 139
三、阿伦尼乌斯定律 140
四、绝对反应速度 142
一、扩散现象 144
§5-2扩散 144
二、稳定扩散（菲克第一定律） 145
三、不稳定扩散（菲克第二定律） 145
四、扩散机制 150
五、柯肯达尔效应 152
六、影响扩散的因素 153
七、上坡扩散 154
§5-3结晶 155
一、形核 156
二、长大 163
三、晶体生长形态和结晶组织 168
四、单晶生长 185
五、区域熔炼 187
六、定向凝固 189
§5-4固态相变 190
一、相变分类 190
二、固态相变的特点 193
三、调幅分解 195
四、固态相变形核 198
五、固态相变的晶核长大 200
六、相变研究的进展 203
§5-5金属的腐蚀 206
一、金属腐蚀的形式 206
二、金属腐蚀的原因 208
三、电化学腐蚀 210
四、金属的氧化 212
五、防止腐蚀的基本途径 215
第六章固体材料的机械性能 218
§6-1导言 218
§6-2弹性变形 218
一、应力和应变 218
二、广义虎克定律 222
三、弹性模量 226
四、金属的弹性模量 227
五、无机材料的弹性模量 229
六、有机聚合物的弹性，粘弹性 231
七、滞弹性 237
§6-3永久变形 239
一、单晶体的塑性流动 239
二、多晶体的塑性流动 247
三、冷变形金属在加热时的变化 253
四、金属材料的热加工 258
五、粘性流动 261
六、粘弹性的机械模型 262
七、超塑性 266
§6-4金属材料的强化 269
一、冷变形强化 269
二、细晶强化 270
三、固溶强化 270
四、有序强化 270
五、多相强化（聚合型） 272
六、分散强化 273
七、马氏体强化 274
§6-5材料的断裂 275
一、延性断裂 276
二、脆性断裂 277
三、疲劳断裂 292
四、蠕变断裂 299
第七章固体材料的物理性能 302
§7-1 导言 302
§7-2统计物理基础 302
一、粒子运动状态的描述 302
二、平衡态的统计分布 307
§7-3固体材料的热学性能 312
一、晶格中的热振动 312
二、格波 313
三、波恩－冯·卡门边界条件 318
四、声子 320
五、固体的热容量 321
六、绝缘体的热传导 327
七、固体的热膨胀 332
§7-4固体中的电子 334
一、金属的自由电子理论 335
二、固体的能带理论 345
三、导体、绝缘体、半导体 356
§7-5固体材料的电学性能 365
一、导电性 365
二、超导性 367
三、霍尔效应 369
四、半导体 371
五、绝缘体 381
六、离子导电 386
§7-6固体材料的磁学性能 388
一、磁性的几个基本概念 388
二、铁磁性 391
三、反铁磁性 392
四、亚铁磁性 393
五、磁共振和微波激射器 393
六、磁性材料 396
§7-7固体材料的光学性能 400
一、电磁波 400
二、反射、折射、吸收和透射 400
三、色心 404
四、发光 405
五、激光 406
§7-8固体材料的声学性能 410
一、声波 410
二、声频和水声 411
三、次声频段 413
四、超声频段 413
五、特超声频段 414
§7-9固体材料的功能转换 415
一、热－电转换 415
三、光－电转换 416
二、光－热转换 416
四、力－电转换 417
五、磁－光转换 418
六、电－光转换 419
七、声－光转换 419
第八章新型材料与新兴技术 422
§8-1导言 422
§8-2特殊形式的材料 422
一、单晶 422
二、非晶 424
三、微晶 427
四、薄膜和晶须 428
五、液晶 430
一、金属结构材料 432
§8-3金属材料 432
二、金属电子和能源材料 434
三、形状记忆合金 435
四、稀土金属及其应用 437
五、粉末冶金 438
六、金属表面处理技术 438
七、合金设计 441
§8-4无机非金属材料 441
一、新型陶瓷 441
二、特种玻璃 446
三、光导纤维 447
四、高温涂层 449
一、塑料 450
§8-5有机高分子材料 450
二、化学纤维 451
三、合成橡胶 452
四、功能高分子 453
§8-6复合材料 455
一、概述 455
二、纤维增强复合材料 457
§8-7分析仪器和测试技术 459
一、电子显微镜 459
二、X射线衍射和电子衍射 462
三、X射线光谱仪和电子探针 464
四、质谱仪和离子探针 465
五、激光探针 467
六、俄歇电子能谱仪 468