目录 1
第一章材料导引 1
1-1 引言 1
1-2材料的类别 1
1-3结构－性能－工艺之间的关系 4
1-4环境对材料行为的影响 8
1-5强度－重量比 9
第Ⅰ篇原子结构、原子排列和原子运动 14
第二章原子结构 14
2-1 引言 14
2-2原子结构 14
2-3原子的电子结构 15
2-4周期表 20
2-5原子键 23
2-6结合能及原子间距 27
3-2短程有序与长程有序 32
3-1引言 32
第三章原子排列 32
3-3 晶胞 33
3-4晶胞中的点、方向和晶面 39
3-5同素异构转变 47
3-6复杂晶体结构 48
第四章原子排列中的缺陷 58
4-1 引言 58
4-2位错 58
4-4施米德定律 61
4-3位错的重要性 61
4-5晶体结构的影响 63
4-6滑移过程的控制 66
4-7位错的相互作用 66
4-8 点缺陷 66
4-9 面缺陷 69
5-4扩散机制 76
5-3合金中的扩散 76
5-2自扩散 76
5-1 引言 76
第五章材料中的原子运动 76
5-5扩散激活能 78
5-6扩散速率（菲克第一定律） 78
5-7成分分布（菲克第二定律） 83
5-8互扩散和柯肯德尔效应 85
5-9扩散的类型 87
5-10晶粒长大和扩散 88
5-11扩散焊 89
5-12烧结和粉末冶金 90
5-13离子化合物中的扩散 91
5-14聚合物中的扩散 91
第Ⅱ篇材料微观组织和力学性能的控制 98
第六章力学试验和性能 98
6-1 引言 98
伸拉试验 98
6-2应力－应变图 98
6-4屈服强度 101
6-3弹性变形和塑性变形 101
6-5拉伸强度 103
6-6真应力－真应变 103
6-7脆性行为 104
6-8弹性模量 104
6-9 延性 106
6-10温度的影响 107
冲击试验 107
6-11冲击试验的实质 107
6-12温度对冲击试验的影响 108
6-13缺口敏感性 109
6-14冲击能与真应力－真应变的关系 109
6-15冲击性能的使用和注意事项 109
疲劳试验 110
6-16疲劳试验的实质 110
6-17疲劳试验的结果 110
6-18影响疲劳性能的因素 111
6-19蠕变试验的实质 112
蠕变试验 112
6-20蠕变数据的应用 114
硬度试验 115
6-21硬度试验的实质 115
第七章凝固和晶粒度强化 124
7-1引言 124
7-2成核 124
7-3长大 128
7-4凝固时间 130
7-5冷却曲线 132
7-6铸件（锭）组织 133
7-7凝固缺陷 134
7-8铸件组织的控制 138
7-9凝固和金属的连接 140
第八章凝固和固溶强化 149
8-1 引言 149
8-2相、固溶体、溶解度 149
8-3金属具有无限固溶性所需的条件 151
8-4固溶强化 152
8-5同晶相图 153
8-6强度和相图之间的关系 157
8-7固溶合金的凝固 158
8-8固溶合金的非平衡凝固 159
8-9偏析 161
8-10具有一定凝固范围的合金的可铸性 163
8-11陶瓷和聚合物系统 163
冷加工 170
9-2与应力－应变曲线的关系 170
第九章变形、应变硬化、退火 170
9-1 引言 170
9-3位错增殖 171
9-4性能与冷作百分数的关系 172
9-5金属冷加工后的微观组织 174
9-6残余应力 176
9-7冷加工的特性 177
9-8 退火的三个阶级 179
退火 179
9-9 退火的控制 181
9-10 退火织构 182
9-11 用冷加工与退火相结合的方法对性能进行控制 183
9-12 退火与高温性能的关系 183
热加工 184
9-13 热加工工艺的特性 184
9-14 热加工变形工艺 186
9-15 变形连接工艺 186
9-16 超塑成型 188
第十章凝固和弥散强化 196
10-1 引言 196
10-2 弥散强化的原理 196
10-3 金属间化合物 197
10-4 三相反应相图 198
10-5 共晶相图 200
10-6 共晶合金的强度 206
10-7 共晶系的非平衡凝固 209
10-8 包晶反应 210
10-9 偏晶反应 211
10-10三元相图 212
第十一章相变及热处理引起的弥散强化 225
11-1 引言 225
11-2 固态反应的成核及长大 225
11-3 超过溶解度极限引起的合金强化 225
11-4 时效硬化或沉淀硬化 229
11-5 时效温度及时间的影响 231
11-6 时效硬化的必要条件 232
11-7 在高温下使用的时效硬化合金 233
11-8 在淬火过程中产生的残余应力 234
11-9 共析反应 235
11-10共析反应的控制 239
11-11马氏体反应 244
11-12马氏体回火 247
12-2 铝合金 253
12-1 引言 253
第十二章有色合金 253
第Ⅲ篇工程材料 253
12-3 镁合金 260
12-4 铍 262
12-5 铜合金 263
12-6 镍和钴 270
12-7 锌合金 272
12-8 钛合金 273
12-9 锆 278
12-10难熔金属 278
第十三章铁基合金 283
13-1 引言 283
13-2 Fe-Fe3C平衡图的回顾 283
13-3 钢的命名及其典型组织 284
13-4 简单热处理 286
13-5 等温热处理和弥散强化 288
13-6 淬火和回火热处理 291
13-8 合金元素对TTT和CCT图的影响 295
13-7 钢中添加合金元素的目的 295
13-9 淬透性曲线 299
13-10工具钢 302
13-11特种钢 302
13-12表面处理 303
13-13钢的可焊性 305
13-14不锈钢 307
13-15铸铁的凝固 311
铸铁 311
13-16铸铁的基体组织 316
13-17铸铁的特征和生产 317
第十四章陶瓷材料 331
14-1 引言 331
14-2 晶体陶瓷材料的短程有序 331
14-3 晶体陶瓷材料的长程有序 334
14-4 硅酸盐结构 337
14-5 晶体陶瓷结构中的缺陷 338
14-6 非晶陶瓷材料 341
14-7 变形和失效 344
14-8 陶瓷材料的相图 346
14-9 陶瓷的加工 352
14-10陶瓷的用途和性能 358
第十五章聚合物 366
15-1 引言 366
15-2聚合物的分类 366
15-3聚合物结构的表达方式 367
15-4加聚机制中链的生成 368
15-5由缩聚机制所形成的链 374
15-6聚合度 376
15-7热塑性聚合物的变形 378
15-8温度对热塑性材料行为的影响 380
15-9热塑性材料结构和性能的控制 383
15-10弹性体（橡胶） 391
15-11热固性聚合物 395
15-12聚合物的添加剂 401
15-13聚合物的成型 402
16-3弥散强化复合材料 409
16-2颗粒增强复合材料 409
第十六章复合材料 409
16-1 引言 409
16-4真正颗粒状复合材料 411
16-5颗粒状复合材料的应用 412
16-6纤维增强复合材料 417
16-7纤维增强复合材料的性能 418
16-8纤维增强复合材料的特性 421
16-9纤维及复合材料的制造 425
16-10纤维增强体系 427
16-11层状复合材料 429
16-12层状复合材料的实例及应用 431
16-13层状复合材料的制造 434
16-14木材 434
16-15混凝土和沥青 436
16-16夹层材料 438
17-2欧姆定律和电导率之间的关系 444
17-1引言 444
第Ⅳ篇工程材料的物理性能 444
第十七章导电性 444
17-3能带理论 446
17-4碱金属的能带结构 447
17-5其他金属的能带结构 447
17-6控制金属电导率的因素 451
17-7热偶 455
17-8超导性 456
17-9能隙——绝缘体和半导体 458
17-10本征半导体 459
17-11非本征半导体 461
17-12半导体在电气器件中的应用 465
17-13半导体器件的制造 469
17-14离子材料的电导率 470
18-3材料在电场中的极化 475
18-2偶极子 475
18-1引言 475
第十八章介电性能和磁性能 475
18-4介电性能和电容器 478
18-5介电性能的控制 481
18-6介电性能和电绝缘体 484
18-7压电现象和电致伸缩现象 484
18-8铁电效应 486
18-10磁偶极子和磁矩 488
18-9磁化与极化 488
18-11磁化强度、磁导率和磁场强度 489
18-12磁偶极子和磁场的相互作用 491
18-13磁畴结构 492
18-14磁化曲线的应用 493
18-15温度效应 496
18-16磁性材料 497
18-17涡流损耗 500
19-2连续辐射和特征辐射 505
光学性能 505
第十九章光学性能、热性能及弹性性能 505
19-1引言 505
19-3辐射现象实例 508
19-4材料和光子的交互作用 513
热性能 519
19-5热容 519
19-6热膨胀 521
19-7热导率 524
19-8弹性 526
弹性性能 526
19-9滞弹性和热弹性 529
第Ⅴ篇材料劣化与失效的预防 536
第二十章腐蚀与磨损 536
20-1 引言 536
20-2化学腐蚀 536
20-3电化学原电池 538
20-4电化学原电池中的电极电位 540
20-5电化学原电池中的腐蚀电流 543
20-6极化的来源 549
20-7电化学腐蚀的类型 550
20-8电化学腐蚀的预防 553
20-9氧化和其他气体反应 560
20-10辐照损伤 563
20-11磨损和浸蚀 563
21-1 引言 571
21-2确定金属失效的断裂机制 571
第二十一章失效——起源、检测和预防 571
21-3非金属材料的断裂 577
21-4金属失效的起源及预防 578
21-5缺陷材料的检测 581
21-6断裂力学 592
附录A金属的部分物理性能 598
附录B部分元素的原子半径和离子半径 600
部分奇数练习题的答案 600
索引 610