绪论 1
0.1材料是人类社会进步的里程碑 1
0.2材料科学的形成与内涵 3
0.3工程材料 4
第1章 工程材料的结构 6
1.1工程材料的键合 6
1.1.1原子结构和周期表 6
1.1.2离子键 8
1.1.3共价键 9
1.1.4分子 10
1.1.5金属键 10
1.1.6弱键 11
1.2工程材料的结构特征 11
1.2.1对称性与对称操作 11
1.2.2对称元素的组合 13
1.2.3对称破缺——无序与有序 14
1.3工程材料的集合状态 18
1.3.1晶态 18
1.3.2非晶态 19
1.3.3液晶态 23
思考题 27
第2章 工程材料的主要性能 28
2.1物理性能 28
2.1.1密度 28
2.1.2熔点 30
2.1.3磁性 31
2.1.4导电性能 33
2.1.5其他性质 34
2.2力学性能 36
2.2.1刚度 36
2.2.2强度 37
2.2.3硬度 37
2.2.4塑性 38
2.2.5韧性 39
2.2.6疲劳及疲劳强度 40
2.2.7黏弹性 40
2.3耐久性 41
2.3.1耐久性的概念 41
2.3.2影响耐久性的主要因素 42
2.3.3材料的腐蚀防治 44
思考题 47
第3章 工程材料性能测试技术 49
3.1破坏性测试 49
3.1.1硬度测试 49
3.1.2拉伸试验 51
3.1.3弯曲冲击试验 52
3.1.4蠕变试验 53
3.1.5材料疲劳测试 54
3.2非破坏性试验 55
3.2.1渗透探伤 55
3.2.2磁粉探伤 57
3.2.3射线探伤 59
3.2.4超声波探伤 63
思考题 64
第4章 工程材料常用的表征技术 66
4.1扫描电子显微镜 66
4.1.1电子束与固体样品作用时产生的物理信号 66
4.1.2扫描电子显微镜的工作原理及结构 67
4.1.3扫描电子显微镜的主要性能指标 70
4.2透射电子显微镜 72
4.2.1透射电子显微镜的工作原理及结构 72
4.2.2电子衍射基本公式 75
4.3 X射线微结构检测 75
4.3.1 X射线的产生及其与物质的相互作用 76
4.3.2 X射线衍射物相分析方法 79
思考题 83
第5章 工程材料制备与制品加工成型 84
5.1金属的冶金方法 84
5.1.1火法冶金 84
5.1.2湿法冶金 85
5.1.3电冶金 87
5.2聚合物的成型 87
5.2.1塑料制品的成型技术 87
5.2.2橡胶制品的成型技术 95
5.3陶瓷的成型 100
5.3.1常用工业陶瓷 100
5.3.2陶瓷的成型技术 101
思考题 103
第6章 材料的腐蚀与防护 104
6.1材料腐蚀的基本概念 104
6.2电化学腐蚀的基本原理 105
6.2.1腐蚀电池的工作过程 106
6.2.2宏观与微观腐蚀电池 106
6.2.3电极与电极电位 107
6.3金属材料的腐蚀 108
6.3.1金属材料腐蚀的类型 108
6.3.2金属材料腐蚀的试验方法 109
6.3.3金属材料腐蚀的电化学保护 110
6.3.4阳极保护 114
6.4聚合物材料的腐蚀 116
6.4.1聚合物材料腐蚀的类型 116
6.4.2聚合物的存放效应与物理老化 117
6.4.3高分子基复合材料的腐蚀 120
6.5无机非金属材料的腐蚀 123
6.5.1概述 123
6.5.2无机非金属材料的腐蚀介质 123
6.5.3典型材料的耐蚀性 123
6.5.4陶瓷基复合材料的腐蚀 130
6.6材料腐蚀防护 131
6.6.1结构设计过程中的腐蚀防护 131
6.6.2加工成型过程中的腐蚀防护 135
思考题 137
第7章 材料的失效与分析 139
7.1工程材料的失效形式 139
7.1.1断裂 139
7.1.2表面损伤 140
7.1.3过量变形 141
7.2失效原因与失效分析 141
7.2.1失效原因 141
7.2.2失效分析 142
7.3裂纹分析 144
7.3.1工艺裂纹与使用裂纹 144
7.3.2各种裂纹形成原因及形态特征 144
7.3.3各种类型裂纹的分析与鉴别 149
7.4断口分析 151
7.4.1宏观断口分析 152
7.4.2微观断口分析 159
思考题 167
第8章 工程材料设计与选材 168
8.1工程材料选用基础 168
8.1.1材料性能与设计指标 168
8.1.2材料的工艺性能与选材 169
8.2零件设计中的工程材料选择 171
8.2.1工程材料选择的三原则 171
8.2.2零件选材时应注意的几个问题 173
8.2.3金属材料选用的适应性 173
8.2.4聚合物材料选用的适应性 175
8.2.5陶瓷材料选用的适应性 177
8.3材料的选用与可持续发展 180
8.3.1工程材料与环境 181
8.3.2工程材料的选用和可持续发展 181
思考题 182
参考文献 183