第1章 材料科学发展史 1
1.1物质与材料 1
自然界中的元素和物质 1
材料的作用与分类 3
1.2材料发展简史 6
古代材料发展史 6
近代材料发展史 8
1.3当代材料发展和展望 10
材料发展的历程和趋势 10
多种材料的共存 12
第2章 材料科学共性 13
2.1全材料科学的形成 13
材料学科的细分化到综合 13
材料学科的交叉和渗透 14
材料科学与工程的形成 16
材料科学与工程学科的地位和特点 18
2.2材料科学的共性规律 24
晶体学结构规律 24
材料缺陷与断裂强度 25
材料的相变原理 27
材料的形变与断裂规律 27
材料的强韧化原理 30
2.3材料的共同效应 31
材料的界面效应 31
材料的表面效应 32
材料的复合效应 33
材料的形状记忆效应 33
材料的动态效应 34
材料的环境效应 35
材料的纳米效应 35
第3章 材料科学研究基本方法 37
3.1科学研究的基本类型 37
3.2科学研究选题与创新 38
科学研究选题的基本原则 38
科学研究选题的来源与计划 39
3.3归纳与演绎法 44
归纳法 44
演绎法 46
归纳与演绎的关系 47
3.4分析与综合法 48
分析的作用与特点 48
综合的作用与特点 49
3.5类比与移植法 50
类比法的作用与局限性 50
移植法的特点与作用 51
3.6数学与模型法 53
数学方法及其应用 53
模型化方法 54
3.7系统方法 55
系统方法的基本原则 55
系统方法的基本步骤 56
系统方法在科研创新中的作用 58
3.8假说与理论法 58
科学假说的特点和作用 58
科学理论的基本特征与结构要素 59
3.9原型启发法与仿生法 61
第4章 材料结构设计与系统分析 63
4.1材料结构与性能的基本特性 63
材料结构的基本特性 63
材料性能的基本特性 66
4.2结构稳定性与设计 69
材料结构的稳定性 69
材料结构的测定与表征 70
材料结构的设计与控制 71
4.3结构与性能的系统分析 73
黑箱法 73
相关法 74
过程法 74
环境法 75
4.4材料结构的自组织与仿生 75
材料的耗散结构 76
材料的自组织现象 76
智能结构与属性评定 78
材料结构的仿生 80
4.5材料过程的能量分析方法 87
材料过程的基本原理 88
材料过程的能量分析方法 90
第5章 材料使用与环境评价方法 97
5.1材料与环境、资源的关系 97
材料生产对环境和资源的影响 97
生态环境材料与能源材料 100
5.2材料环境协调性评价与设计 103
材料环境协调性评价 103
材料环境协调性设计 110
5.3材料环境适应性评估 118
材料工况环境适应性评估 118
材料自然环境适应性评估 120
第6章 材料（计算）设计与方法 123
6.1材料（计算）设计概述 123
材料设计的发展历程 123
材料设计范围与层次 126
材料设计的任务 127
6.2材料设计的主要途径与方法 128
从相图角度进行设计 128
从数量冶金学角度进行设计 129
基于量子理论的设计 130
基于物理、数值模拟的设计 130
多尺度材料模型与计算设计 131
材料（计算）设计的主要技术 132
6.3数学方法在材料（计算）设计中的应用 133
有限元法 133
遗传算法 135
分形理论 138
其他方法 140
6.4材料（计算）设计实例 141
复合材料（计算）设计 141
超硬材料（计算）设计 148
工程应用层次的材料（计算）设计 150
第7章 材料研究的模型化与模拟 154
7.1材料研究的模型化 154
模型化的基本概念 154
数值模型化与模拟 156
模型的基本范畴与分类 157
模型化的基本思路 159
7.2材料研究的物理模拟 161
物理模拟基本概念 161
金属塑性加工物理模拟 162
薄板冲压工艺模拟技术 164
塑料注射成形过程模拟仿真 166
7.3材料研究的数值模拟 167
铸造工艺过程的数值模拟 167
计算机数值模拟应用的实例 172
第8章 材料失效分析方法 175
8.1材料失效分析基本概念 175
失效分析的意义 175
失效分析和失效学 176
机械失效形式和产生原因 176
材料失效形式 178
8.2失效分析的基本思路 179
以失效抗力为主线的分析思路 180
失效树分析法 181
特性因素图分析法 182
8.3失效分析的基本方法 183
化学成分分析 183
力学性能的测试及分析 185
显微组织分析 185
应力分析 186
无损检测技术 187
断口分析 188
裂纹分析 193
腐蚀、磨损和环境分析 195
8.4失效分析的基本程序和实施步骤 197
第9章 材料经济学 200
9.1概念 200
9.2材料的循环 202
生态材料 202
再生材料 203
绿色材料技术 205
9.3材料的选用与竞争 207
材料选用的基本原则 207
各类材料的竞争 209
材料竞争的国际化 216
9.4材料的经济分析 217
材料经济分析方法 217
材料经济的能源与环境因素 221
材料经济的潜在效益 222
第10章 材料科学发展重点与趋势 224
10.1开发先进材料，发展高技术产业 224
信息功能材料 224
生物材料 226
其他功能材料 226
功能复合材料 228
生态环境材料 228
能源材料 230
10.2纳米材料与纳米技术 231
10.3材料制备技术的开发 232
材料制备技术是材料开发的关键 232
注重材料的应用开发研究 235
10.4材料设计与一体化技术 236
10.5材料性质检测与评价 237
10.6材料科学基础理论的深入研究 238
开拓超微结构的领域 238
探测电子关联体系中的宝藏 240
开拓有机材料的新领域 241
10.7传统材料与表面技术 243
高性能金属材料 244
陶瓷材料 246
材料表面技术 246
习题 249
参考文献 251