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第1章 绪论1

1.1 材料的定义、分类及基本性质1

1.1.1 金属材料2

1.1.2 无机非金属材料2

1.1.3 高分子材料3

1.1.4 复合材料4

1.2 材料科学与工程概述5

1.2.1 材料科学的由来5

1.2.2 材料科学与工程的性质与范围7

1.2.3 材料科学在工程中的作用9

第2章 物质结构基础11

2.1 物质的组成、状态及材料结构11

2.1.1 物质的组成和状态11

2.1.2 材料结构的涵义13

2.2 物质的原子结构14

2.2.1 量子力学的几个基本概念15

2.2.2 原子核结构18

2.2.3 原子核外电子19

2.3 原子之间相互作用和结合25

2.3.1 基本结合(化学键合)25

2.3.2 派生结合(物理键合)30

2.3.3 各种键型的比较33

2.3.4 原子间距和空间排列33

2.4 多原子体系中电子的相互作用与稳定性38

2.4.1 杂化轨道和分子轨道理论39

2.4.2 费米能级45

2.4.3 固体中的能带47

2.4.4 库柏对50

2.4.5 极化子52

2.5 固体中的原子有序53

2.5.1 结晶体特性与晶体结构53

2.5.2 晶体几何学基础58

2.5.3 液晶73

2.6 固体中的原子无序77

2.6.1 固溶体77

2.6.2 晶体结构缺陷82

2.6.3 非晶体及描述理论92

2.6.4 扩散103

2.7 固体中的转变112

2.7.1 固体中的转变类型112

2.7.2 平衡和相变114

2.7.3 相图118

2.7.4 相图热力学127

2.7.5 非平衡相变130

2.8 固体物质的表面结构131

2.8.1 表面力和表面力场131

2.8.2 表面能和表面张力132

2.8.3 表面结构及几何形状133

2.8.4 固体表面的特性135

3.2.1 高分子材料组成和结构的基本特征141

3.2 高分子材料的组成和结构141

第3章 材料组成与结构141

3.1 材料组成和结构的基本内容141

3.2.2 高分子链的组成和结构143

3.2.3 高分子链的聚集态结构151

3.2.4 高分子材料的组成和织态结构及微区结构164

3.2.5 聚合物共混材料169

3.3 金属材料的组成与结构173

3.3.1 金属材料173

3.3.2 合金材料177

3.3.3 铁碳合金的基本知识180

3.3.4 非铁金属及合金194

3.3.5 非晶态合金196

3.3.6 金属材料的再结晶198

3.4 无机非金属材料的组成与结构199

3.4.1 无机非金属材料的组成与结合键199

3.4.2 无机非金属材料中的简单晶体结构201

3.4.3 硅酸盐结构206

3.4.4 无机非金属材料的非晶体结构211

3.4.5 陶瓷220

3.4.6 碳化合物221

3.5 复合材料的组成与结构226

3.5.1 复合材料定义及分类226

3.5.2 复合材料的组成及特性229

3.5.3 复合材料的结构235

3.5.4 复合材料的界面235

第4章 材料的性能257

4.1 固体材料的力学性能257

4.1.1 材料的力学状态257

4.1.2 应力和应变261

4.1.3 弹性形变266

4.1.4 永久形变277

4.1.5 强度、断裂及断裂韧性281

4.1.6 硬度304

4.1.7 摩擦和磨损309

4.1.8 疲劳318

4.2 材料的热性能323

4.2.1 热导率和比热容323

4.2.2 热膨胀性327

4.2.3 耐热性329

4.2.4 热稳定性331

4.2.5 高分子材料的燃烧特性333

4.3 材料的电学性能336

4.3.1 电导率和电阻率336

4.3.2 材料的结构与导电性342

4.3.3 材料的半导电性350

4.3.4 材料的超导电性351

4.3.5 材料的介电性353

4.3.6 静电现象360

4.4.1 物质的磁性363

4.4 材料的磁学性能363

4.4.2 磁畴与磁滞回线368

4.4.3 金属材料的磁学性能371

4.4.4 非金属材料的磁学性能376

4.4.5 高分子材料的磁学性能378

4.5 材料的光学性能379

4.5.1 电磁辐射及其与原子的相互作用379

4.5.2 吸收、反射和透射380

4.5.3 旋光性及非线性光学性389

4.5.4 光泽391

4.5.5 发光391

4.5.6 光敏性395

4.6 材料的耐腐蚀性396

4.6.1 物理腐蚀397

4.6.2 化学腐蚀401

4.6.3 电化学腐蚀412

4.7.1 复合材料性质的复合效应417

4.7 复合材料的性能417

4.7.2 复合材料的力学性能423

4.8 纳米材料及效应433

4.8.1 纳米材料的结构434

4.8.2 纳米材料的基本物理效应439

4.8.3 纳米材料的应用442

第5章 材料的制备与成型加工446

5.1 材料制备原理及方法446

5.1.1 金属材料的制备446

5.1.2 无机非金属材料的制备457

5.1.3 高分子材料的制备479

5.2 材料的成型加工性487

5.2.1 金属材料的加工工艺性487

5.2.2 聚合物的成型加工特性及成型加工方法498

思考题及习题519

参考文献528