材料科學基礎[化學工業出版社2006年出版圖書]

材料科學基礎

作者：張鈞林、嚴彪、王德平、袁華 編著
叢書名：
出版日期：2006年7月		書號：7-5025-8693-8
開本：16	裝幀：平	版次：1版1次	頁數：452頁

本書從可持續發展的角度看待材料科學問題，充分運用本專業學生已學習過的基礎知識，將金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和複合材料緊密結合，從各種材料的組織結構出發，揭示了材料性能與材料結構和製備工藝之間的關係，全面闡述了各種材料的共性基礎知識及個性特徵。
本書適合材料專業的本科生、研究生及從事材料工作的相關人員閱讀。

目錄

引論1
01關於材料的基本知識1
011材料與物質1
012材料的分類1
02材料發展與人類文明3
021材料發展古代史3
022材料發展近代史4
03材料結構與性能的共性問題6
031材料結構共性問題6
032材料性能共性問題8
04材料科學的形成和發展9
041“材料科學”概念的提出9
042科學技術的發展與材料科學的建立9
043從細分到綜合——材料科學與工程（MSE）簡介10
044材料科學與工程(MSN)的要素模型13
05材料科學的本質屬性14
051材料科學是多學科交叉、滲透和融合的成果14
052材料科學內各學科的相互交叉、移植、滲透和借鑑14
053材料科學是與實踐緊密結合的科學15
054高新技術在各類材料的研究中得到廣泛套用16
055材料科學是一個正在發展中的學科16
06材料科學的地位與任務16
07材料科學研究的方法17
071基本研究方法17
072系統研究方法18
073材料設計（計算)與一體化技術19
08材料科學的展望21
081總體發展趨勢21
082開發新材料發展高技術產業21
083提升傳統材料的技術含量21
084發展材料製備與檢測技術22
085發展綠色材料科學技術22
086軟物質——21世紀的前沿課題22
本章小結24
本章重點25
練習題25
參考文獻26
第1章固體材料的結構基礎知識27
11原子結構及鍵合27
111原子結構27
112鍵合30
12晶體學基礎知識38
121晶體的結構特徵和基本性質38
122晶體的巨觀對稱和晶體分類40
123晶體定向和晶面符號42
124布拉維格子44
125晶體的微觀對稱和空間群46
13固體材料的表面與晶界結構49
131固體材料的表面特性及表面結構49
132晶態固體材料中的晶界結構55
133多晶體的顯微組織變化58
134固體材料的相界面行為59
14穩定態結構與亞穩態結構71
141穩定態結構與亞穩態結構的定義71
142結構形成的熱力學條件和動力學條件71
本章小結73
本章重點73
練習題73
參考文獻74
第2章晶體結構與缺陷75
21晶體化學基本原理75
211原子半徑與離子半徑75
212球體最緊密堆積原理76
213配位數與配位多面體78
22典型金屬的晶體結構79
221金屬的晶體結構79
222點陣常數80
23離子晶體的晶體結構81
231離子晶體的主要特點81
232鮑林規則81
233離子極化82
24共價晶體的晶體結構83
241共價晶體的主要特點83
242典型共價晶體的結構83
25晶體缺陷84
251晶體結構缺陷的類型84
252熱缺陷濃度計算86
253線缺陷（位錯）88
本章小結89
本章重點90
練習題90
參考文獻90
第3章材料的相結構及相圖91
31材料的相結構91
311固溶體91
312中間相95
32二元系相圖103
321固溶體的類型103
322槓桿規則104
323二元系相圖的熱力學性質105
324二元系相圖的吉布斯自由能110
325共晶型二元系115
326同晶型二元系(完全互溶型二元系)116
327固溶型二元系117
328偏晶型二元系118
329化合物型二元系120
3210有晶型轉變的二元系122
33三元相圖125
331三元相圖成分表示方法126
332三元相圖的空間模型127
333三元相圖的截面圖和投影圖128
334三元相圖中的槓桿定律及重心定律129
34相圖熱力學基礎131
341相圖熱力學基本概念131
342Gibbs自由能曲面134
343單變度曲線與無變度點的穩定性136
344Schreinemakers線錐的基本性質138
本章小結139
本章重點140
練習題140
參考文獻140
第4章材料的相變142
41相變的概念及其分類142
411相變的基本概念142
412一些典型的相變142
413相變的分類149
42相變動力學160
43相變熱力學164
431相變熱力學164
432重要的熱力學函式164
433Landua理論簡介165
434Landua理論在熱力學相變中的套用168
本章小結169
本章重點170
練習題170
參考文獻170
第5章金屬材料的結構特徵171
51純金屬的凝固及結晶171
511晶體凝固的熱力學條件171
512晶體長大177
513結晶動力學及凝固組織179
514純金屬的界面不穩定性182
515純金屬凝固微觀組織183
52單相固溶體的凝固及結晶184
521勻晶相圖184
522固溶體凝固185
53兩相共晶體的凝固及結晶188
531共晶凝固理論188
532共晶相圖及其合金凝固195
本章小結200
本章重點200
練習題200
參考文獻201
第6章無機非金屬材料的結構特徵202
61無機非金屬材料的顯微結構202
611基本特徵202
612化學鍵合203
613正負離子的堆積方法203
614典型無機化合物晶體結構203
62矽酸鹽材料的晶體結構209
621矽酸鹽材料的結構特徵及其分類209

622島狀結構210
623組群狀結構210
624鏈狀結構211
625層狀結構212
626架狀結構214
63熔體及非晶態固體的結構217
631熔體的結構模型217
632熔體的性質218
633非晶態固體的結構特徵與表征221
634玻璃的概念與通性222
635玻璃的結構理論223
636玻璃化條件225
本章小結229
本章重點230
練習題230
參考文獻231
第7章高分子材料的結構特徵232
71高分子鏈的近程結構（nearrangestructure）233
711結構單元的化學組成233
712結構單元的連線方式234
713高分子鏈的幾何形狀238
714高分子鏈的構型240
72高分子鏈的遠程結構（longrangestructure）242
721高分子的大小243
722高分子鏈的柔順性（flexibility）244
73高分子材料的結晶態258
731高分子結晶特點258
732晶態高分子的形態259
733晶態高分子分子鏈的堆砌266
734高分子晶態結構的模型267
735高分子材料的結晶度268
74高分子材料的非晶態272
741無規線團結構模型及證據273
742摺疊鏈纓狀膠束粒子模型及證據273
75高分子材料的取向273
751取向現象（orientation）273
752取向方式274
753取向度——取向的程度275
76高分子材料的混合體系的織態構造276
761高分子材料混合體系276
762高分子的相容性（miscibility,compatibility）276
763非均相高分子材料混合體系的織態結構277
77高分子材料的液晶態結構278
771高分子液晶的特點278
772高分子液晶的基本性質279
773高分子液晶的套用281
本章小結282
本章重點282
練習題282
參考文獻284
第8章複合材料的結構特徵285
81複合材料的定義及形態分類285
811複合材料的定義285
812複合材料的基本特點285
813複合材料的分類286
814複合材料的結構層次288
82複合材料複合原理289
821單向複合材料工程彈性常數的預測289
822單向複合材料強度的預測290
823複合材料的複合原理套用291
83複合材料的界面292
831複合材料界面的基本概念293
832聚合物基複合材料的界面295
833金屬基複合材料的界面296
834陶瓷基複合材料的界面299
84複合材料的強化和韌化理論301
841增強材料的表面處理301
842纖維的增強作用304
843纖維的增韌作用304
85複合材料結構設計的理論基礎305
851複合材料結構設計過程305
852複合材料結構設計條件306
853材料設計306
本章小結309
本章重點309
練習題309
參考文獻309
第9章材料的力學性能311
91力學性能概論311
911單向靜拉伸試驗和應力應變圖311
912彈性變形及其性能指標313
913非理想彈性與內耗316
914塑性變形及其性能指標320
915斷裂324
916硬度328
917韌度329
918材料的疲勞性能334

919蠕變335
9110磨損與耐磨性336
92高分子材料的力學性能336
921高分子材料的力學狀態337
922高分子材料的應力應變行為339
923高分子材料的高彈性與黏彈性340
924高分子材料的靜態黏彈性——蠕變與應力鬆弛341
925高分子材料的動態黏彈性——滯後與內耗343
926高分子材料的強度343
927高分子材料的韌性344
928高分子材料減摩、耐磨性344
93複合材料的力學性能特徵345
931力學性能共性345
932主要複合材料的力學性能346
94力學性能綜合348
941密度348
942彈性模量348
943屈服強度350
944比強度351
945斷裂韌性351
本章小結352
本章重點352
練習題353
參考文獻353
第10章材料的物理性能和化學性能355
101材料的電性能355
1011固體材料中的電子能帶結構基本理論355
1012導電體與電阻率358
1013絕緣體和介電性能361
1014半導體367
1015超導體369
102材料的磁性能372
1021磁性的量度372
1022材料的各類磁性373
1023磁化與退磁化374
1024磁性材料374
103材料的熱性能377
1031熱能和熱容377
1032熱膨脹378
1033熱傳導379
1034熱應力379
104材料的光學性能381
1041光的本質381
1042金屬材料的光學性質384
1043非金屬材料的光學性質384
1044發光387
1045光導纖維（光纖）388
1046雷射材料388
105材料的抗腐蝕和耐老化性能390
1051材料的腐蝕性能390
1052腐蝕速率的表示方法391
1053提高耐腐蝕性途徑392
1054高分子材料的老化393
本章小結393
本章重點395
練習題395
參考文獻395
第11章材料的製備、強化與韌化397
111材料製備的基本原理及方法397
1111金屬材料的製備397
1112無機非金屬材料的製備401
1113高分子材料的製備合成408
1114複合材料的製備410
1115現代工程材料的特殊製備413
112材料強化基本原理和方法418
1121材料強化基本原理418
1122金屬材料強化基本原理及途徑421
1123高分子材料強化基本原理及途徑423
113材料韌化基本原理與方法425
1131材料韌化基本原理425
1132金屬材料的韌化430
1133無機非金屬材料的韌化431
1134高分子材料韌化433
本章小結434
本章重點435
練習題435
參考文獻436
附錄晶體結構的230種空間群437