第一章 引言——走出大山，追求梦想 1
1.1 走出大山，充满希望的旅程 1
1.1.1 山河破碎、兵荒马乱的童年时代 1
1.1.2 憧憬未来的少年 2
1.1.3 沐浴在新中国阳光下的青年 2
1.1.4 在湘江之畔的岳麓山成长 4
1.1.5 在长江之滨的马房山追逐梦想 5
1.1.6 充实、提高 6
1.2 见证马房山的历史变迁 7
1.2.1 从全面学习原苏联开始 7
1.2.2 大跃进，从中专到大学 8
1.2.3 大学下马 8
1.2.4 两校合并，湖北建筑工业学院的诞生 8
1.2.5 改革开放，武汉工业大学的崛起 9
1.2.6 三校合并，武汉理工大学起航 10
1.3 耕耘在材料学科园地 10
1.3.1 步入硅酸盐材料科学 10
1.3.2 材料的物理化学力学 11
1.3.3 参与国家材料学科的规划与建设 12
1.3.4 组建“材料科学”专业 13
1.3.5 创建材料科学（英文版）期刊 13
1.4 出任武汉工业大学校长 14
1.4.1 武汉工业大学崛起的进程和标志 14
1.4.2 提出“建设有特色的一流大学”的目标 15
1.4.3 狠抓“课程建设”，优化育人环境 17
1.4.4 坚持以学科建设为中心，全面提高办学水平 17
1.4.5 建设跨学科研究中心，增强学科活力，提高学科水平 18
1.4.6 坚持知识创新、技术创新的方向，造就创新型人才 19
1.5 创建材料复合新技术国家重点实验室 19
1.5.1 材料复合新构想的提出 19
1.5.2 建设一流水平的研究平台 22
1.5.3 承担一流水平的研究项目 23
1.5.4 造就一流水平的人才 28
1.5.5 推进实验室的国际化：走出去，请进来 30
1.6 见识世界顶级水平 32
1.6.1 进入材料复合新技术的国际领域，拜访领域内世界顶级水平的专家 32
1.6.2 参访国际著名大学 33
1.6.3 参访国际著名研究所 34
第二章 资源能源环境——探索建材工业可持续发展的途径 35
2.1 前言——对建材工业节约资源、能源，保护环境的思考 35
2.1.1 涉足建筑材料学科 35
2.1.2 水泥胶凝过程的本质和基本规律 36
2.1.3 粉煤灰、矿渣及硅铝酸盐玻璃态胶凝材料的组分、结构与性能研究 37
2.1.4 水化硅酸钙脱水相再水化机理的研究 38
2.1.5 煤矸石灰渣及其预处理技术在生产新型胶凝材料中的应用研究 39
2.1.6 大力发展硅酸盐低钙复合水泥 40
2.2 硅铝酸盐玻璃态胶凝材料的结构、性能与应用 41
2.2.1 硅铝酸盐玻璃态胶凝材料的提出 41
2.2.2 硅铝酸盐熔体的结构与控制 42
2.2.3 硅铝酸盐玻璃态结构与潜在胶凝能力的关系 43
2.2.4 硅铝酸盐玻璃体潜在胶凝能力的激发机理 43
2.2.5 硅铝酸盐玻璃态胶凝材料的研制 43
2.3 水化物脱水相胶凝材料的设计与制备 46
2.3.1 水化物脱水相（DHP）的提出 46
2.3.2 DHP体系胶凝材料相组成的设计原理 47
2.3.3 DHP胶凝材料硬化体的结构与性能 48
2.4 煤矸石的组成、结构及其新型胶凝材料的制备原理 53
2.4.1 高岭土煅烧过程的结构演变 53
2.4.2 煅烧高岭土的火山灰活性 55
2.4.3 高岭土-CaO-矿化物体系的预处理 57
2.4.4 预处理原料在煅烧过程中的物相变化 57
2.4.5 新型胶凝材料设计 58
2.4.6 流化床生产新型胶凝材料 59
2.4.7 展望 61
2.5 高性能、低钙复合水泥的设计与制备 61
2.5.1 引言 61
2.5.2 性能调节型材料的组成、结构及其激活原理 62
2.5.3 低钙复合水泥的复合原理 63
第三章 金属 陶瓷 聚合物——构建材料复合新技术平台 67
3.1 前言 67
3.2 在微结构层次上的材料复合与材料化学键调整 67
3.2.1 非化学计量碳化钛及其固溶体研究 67
3.2.2 过渡金属硼化物固溶体的化学键特性与性能 69
3.3 纳米复合技术与纳米复合材料 76
3.3.1 金属与陶瓷的纳米复合技术与纳米复合材料 76
3.3.2 有机与无机的纳米复合 79
3.4 原位复合技术与精细复合材料 81
3.4.1 概述 81
3.4.2 SHS技术研究国内外发展历史 81
3.4.3 开展SHS研究的思路 82
3.4.4 SHS技术基础研究成果 82
3.4.5 SHS/QP技术制备金属陶瓷 84
3.4.6 新设备的开发 87
3.4.7 新材料和产业化关键技术 89
3.5 梯度复合技术与梯度复合材料 89
3.5.1 概述 89
3.5.2 FGM概念的诞生 90
3.5.3 我校FGM研究的历史回顾 91
3.5.4 FGM的研究内容 91
3.5.5 梯度复合技术 92
3.5.6 FGM的发展与应用 99
第四章 信息技术 生物技术 纳米技术 103
4.1 前言 103
4.2 光纤光栅传感器技术与智能监控系统 103
4.2.1 光纤光栅传感的基本原理 103
4.2.2 光纤光栅的信号解调技术 104
4.2.3 光纤光栅制备技术 105
4.2.4 基于光纤光栅的智能监控系统 108
4.3 电、磁流变液材料，智能器件与系统 113
4.3.1 概述 113
4.3.2 电流变液材料 113
4.3.3 磁流变液材料 115
4.3.4 电、磁流变液材料 116
4.3.5 高性能智能可控流体阻尼器 117
4.3.6 MR自适应减震智能结构系统 118
4.4 超磁致伸缩材料，智能器件与系统 119
4.4.1 概述 119
4.4.2 Tb0.3 Dy0.7 Fe1.95单晶的特性 119
4.4.3 RFe2合金单晶材料的应用 121
4.5 纳米复合磁性微珠与免疫检测系统 122
4.5.1 概述 122
4.5.2 聚合物磁性粒子制备 122
4.5.3 磁分离酶联免疫分析系统开发 124
4.5.4 磁分离酶联免疫分析仪的设计 124
4.5.5 实际临床应用 125
4.6 纳米复合可降解医用材料及其在医疗器件中的应用 126
4.6.1 概述 126
4.6.2 复合可降解PDLLA/HA骨内固定件制备技术研究 126
4.6.3 复合可降解PDLLA/HA骨内固定材料生物相容性研究 127
4.6.4 复合可降解PDLLA/HA骨内固定材料的特点 128
4.6.5 复合可降解PDLLA/HA骨内固定件的临床应用效果 132
4.6.6 复合可降解PDLLA/HA骨内固定件的先进性 132
4.7 羟基磷灰石纳米粒子与癌细胞作用的基础研究 133
4.7.1 概述 133
4.7.2 HA纳米粒子对癌细胞作用的初步研究 134
4.7.3 HA纳米粒子对胃癌MGC-803细胞的影响 134
4.7.4 HA纳米粒子对骨癌Os-732细胞的影响 135
4.7.5 HA纳米粒子对W-256癌肉瘤细胞的影响 137
4.7.6 HA纳米粒子对Bel-7402肝癌细胞的影响 138
第五章 氢能源、燃料电池、氢电动汽车——迎接氢经济时代的到来 145
5.1 前言 145
5.2 制氢技术：氢能产业的兴起 145
5.3 燃料电池技术：氢经济的发动机 146
5.3.1 燃料电池工作原理 147
5.3.2 质子交换膜燃料电池的组成 147
5.3.3 几个超前的判断 148
5.3.4 燃料电池发动机产业化的关键问题 150
5.4 燃料电池结构优化与计算机模拟 151
5.4.1 燃料电池模型 151
5.4.2 燃料电池模拟与优化 152
5.4.3 总结 160
5.5 燃料电池关键技术之一——关键材料的低成本制造技术 161
5.5.1 燃料电池是一个多相、多尺度、动态复杂系统 161
5.5.2 燃料电池核心器件CCM 161
5.5.3 燃料电池催化剂的低成本制备技术 162
5.5.4 燃料电池质子交换膜的低成本制备技术 164
5.5.5 具有内增湿功能的低成本水泥／导电填料复合双极板制备技术 165
5.6 燃料电池关键技术之二——性能与耐久性兼优设计技术 169
5.7 燃料电池汽车与汽车产业结构调整 170
5.7.1 汽车产业结构变革的基本趋势 170
5.7.2 世界各大汽车集团竞相发展电动汽车的基本态势 170
5.7.3 我国汽车工业发展的对策 171
5.7.4 氢燃料电池“智能型”汽车的方案设计 171
5.7.5 汽车产业结构的重大调整 171
5.7.6 我国在燃料电池汽车领域的研发进展 171
5.7.7 中国发展燃料电池汽车的独特优势 172
5.8 展望：迎接氢经济时代的到来 172
第六章 材料物理 材料化学 材料力学——设计与探索新材料 174
6.1 前言 174
6.2 类钙钛矿化合物晶体结构的构建规律与新材料探索 174
6.2.1 概述 174
6.2.2 铌、钽酸盐新化合物的合成与PDF标准衍射数据的确定 175
6.2.3 A6M12（Nb,Ta）4O42型新铌、钽酸盐晶体化合物的发现、合成 176
6.2.4 钨青铜结构新铌、钽酸盐晶体的发现与合成 178
6.2.5 A2BM3O10系列新型层状铌、钽酸盐的发现与合成 185
6.2.6 AnBn-1O3n型B位缺位六方类钙钛矿结构铌、钽酸盐的发现与合成 185
6.2.7 其它结构类型的新化合物的发现与合成 187
6.2.8 类钙钛矿新铌、钽酸盐的构建规律研究与探索 188
6.2.9 类钙钛矿铌、钽酸盐新材料探索 195
6.3 复合材料显微结构的物理模型与性能预测 201
6.3.1 概述 201
6.3.2 从简单混合法则到有效介质理论 201
6.3.3 从简单混合法则到界限技术 203
6.3.4 多重散射理论 204
6.3.5 显微结构中非完美界面、几何相关效应问题 207
6.4 复合材料的细观力学模型与性能预测 207
6.4.1 概述 207
6.4.2 梯度材料的细观结构特征 207
6.4.3 细观力学理论方法在梯度材料研究中的应用及评价 208
6.4.4 计算细观力学方法及其在梯度材料研究中的应用 212
6.4.5 计算细观力学方法在梯度材料研究中的应用 214
6.5 梯度材料的设计理论 217
6.5.1 概述 217
6.5.2 统一优化设计理论 217
6.5.3 梯度材料制备过程中的热应力分析与优化 219
6.5.4 梯度材料工作过程中的热应力分析与优化 223
6.5.5 展望 225
第七章 物质世界 信息世界 思维世界——与时俱进的科学宇宙论 226
7.1 前言 226
7.1.1 猴子变人，社会发展的规律 226
7.1.2 宇宙观、人生观、价值观 226
7.1.3 材料科学方法论 226
7.1.4 物质科学方法论 226
7.1.5 科学宇宙观 226
7.2 宇宙的诞生与演化 226
7.2.1 宇宙膨胀——从静态理论到大爆炸理论 226
7.2.2 宇宙暴胀——从均匀辐射到随机混沌 229
7.2.3 宇宙大尺度结构的形成 231
7.2.4 宇宙在加速膨胀 233
7.2.5 黑洞主宰宇宙——物质从有序到无序 234
7.2.6 多重宇宙 234
7.2.7 科学宇宙观 235
7.3 物质与物质世界 235
7.3.1 物质的本质 235
7.3.2 基本粒子的诞生与聚集 238
7.3.3 生命物质的诞生与演化 238
7.3.4 物质进化观 241
7.4 信息与信息世界 242
7.4.1 信息的本质 242
7.4.2 信息系统与信息交流 242
7.4.3 信息世界及其演化 虚拟世界 242
7.4.4 信息态的进化与物质态进化同步 242
7.5 思维与思维世界 242
7.5.1 思维的本质 242
7.5.2 思维过程的神经科学基础 244
7.5.3 思维过程的社会实践基础 246
7.5.4 思维进化观 248
7.6 “人-自然”系统智慧结构的形成与演化 250
7.6.1 人类个体智慧结构的进化 250
7.6.2 人类集团智慧结构的进化 250
7.6.3 人类社会智慧网络结构的形成与演进 250
7.6.4 “人类-自然“系统智慧结构的形成与演进 250
7.7 展望 250
后语 251
附录一：发表的第一篇论文 253
水泥胶凝过程的本质和基本规律 255
附录二：追思 261
逝世后的悼念活动 263
袁润章同志生平 263
送别袁润章教授 266
国内外唁电、唁函、挽联选登 268
武汉理工大学袁润章奖学基金会章程 275
深情怀念 278
相识、相知、相伴&高琼英 278
忆父亲二三事&袁捷 291
思念&袁润琨 292
病中师生情&欧阳世翕 294
无尽的思念&傅正义 299
师风雨露 润物无声——袁润章教授关心材料学院教学工作纪实&水中和、黄学辉 304
记恩师袁润章先生&木士春 306
怀念敬爱的导师&邵刚勤 309
回首往事忆恩师&欧阳世翕 310
附录三：音容长存 317