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第1章 绪论1

1.1材料的定义与分类1

1.2材料的地位、作用与发展3

1.3材料科学与工程6

1.3.1材料科学的形成6

1.3.2材料科学与工程的定义7

1.3.3材料科学与工程的特点7

1.3.4材料科学与工程的四要素8

1.3.5材料科学与工程研究的重要问题10

1.3.6材料科学与工程的发展趋势12

1.4材料类专业的历史与现状12

1.4.1欧美国家材料科学与工程学科办学历史演变12

1.4.2中国材料科学与工程学科办学历史演变13

习题14

第2章 材料的基本性能15

2.1材料的力学性能17

2.1.1弹性、塑性及强度17

2.1.2硬度21

2.1.3疲劳极限与蠕变极限24

2.1.4韧度25

2.1.5摩擦与磨损26

2.2材料的物理性能27

2.2.1材料的电学性能27

2.2.2材料的磁学性能29

2.2.3材料的热学性能33

2.2.4材料的光学性能37

2.3材料的耐环境性能38

2.3.1金属材料的腐蚀38

2.3.2高分子材料的老化43

习题43

第3章 材料的结构44

3.1原子的结构44

3.1.1原子的电子结构44

3.1.2元素周期表及元素性质的周期性变化46

3.1.3固体材料中的电子结构与物理性能50

3.2原子间的结合键55

3.2.1一次键55

3.2.2二次键57

3.2.3材料中的多种键型60

3.2.4原子间结合键的本质及原子间距61

3.2.5原子间的结合键与性能类型62

3.2.6结合键与材料性能的关系63

3.3原子的排列方式65

3.3.1晶体与非晶体65

3.3.2晶体结构与晶胞68

3.3.3晶体缺陷72

3.3.4原子排列结构的研究方法75

3.4晶体材料的组织76

3.4.1组织的显示与观察76

3.4.2单相组织77

3.4.3多相组织77

习题78

第4章 金属材料80

4.1钢铁材料80

4.1.1碳素钢80

4.1.2低合金钢和合金钢82

4.1.3铸铁86

4.2有色金属及其合金88

4.2.1铝及铝合金88

4.2.2铜及铜合金90

4.2.3钛及钛合金93

4.2.4镁及镁合金93

4.2.5轴承合金94

4.3金属材料的制备95

4.4金属材料的加工工艺102

4.4.1铸造102

4.4.2金属压力加工108

4.4.3焊接115

4.5金属材料的热处理122

4.5.1钢的热处理122

4.5.2固溶处理与时效处理124

习题124

第5章 无机非金属材料126

5.1陶瓷材料126

5.1.1概述126

5.1.2陶瓷的结构与性能127

5.1.3陶瓷的制备工艺130

5.1.4典型的陶瓷材料135

5.2水泥和玻璃141

5.2.1水泥141

5.2.2玻璃142

5.3矿物材料简介145

5.3.1概论145

5.3.2典型矿物材料146

习题149

第6章 高分子材料150

6.1概述150

6.1.1高分子材料的基本概念150

6.1.2高分子材料发展简史151

6.1.3高分子材料的分类和命名152

6.2高分子材料合成原理与方法154

6.2.1加聚反应154

6.2.2缩合聚合反应160

6.2.3聚合反应的工业实施方法162

6.3高分子材料的结构与性能164

6.3.1高分子的链结构和凝聚态结构164

6.3.2高分子材料的主要性能167

6.4通用高分子材料168

6.4.1热塑性和热固性塑料168

6.4.2天然橡胶和合成橡胶172

6.4.3合成纤维172

6.4.4涂料及粘合剂175

6.5高分子材料成型加工176

6.5.1塑料成型加工176

6.5.2橡胶成型加工180

6.5.3化学纤维成型加工181

6.6功能高分子与高分子新材料182

6.6.1化学功能高分子材料182

6.6.2物理功能高分子材料183

6.6.3生命功能高分子材料184

6.6.4环境友好高分子材料185

习题185

第7章 复合材料187

7.1概述187

7.1.1复合材料的提出187

7.1.2复合材料的发展历史和意义187

7.1.3复合材料的定义、命名及分类188

7.1.4复合材料的界面190

7.1.5复合材料的特性191

7.2复合材料的增强体193

7.2.1纤维增强体193

7.2.2晶须197

7.2.3颗粒增强体198

7.3复合材料的基体198

7.3.1基体的作用198

7.3.2基体的类型199

7.4聚合物基复合材料200

7.5金属基复合材料203

7.6陶瓷基复合材料206

7.7 C/C复合材料208

习题210

第8章 新材料简介211

8.1纳米材料211

8.2超导材料214

8.3环境材料215

8.4生物材料216

8.5新能源材料218

8.6形状记忆材料219

8.7信息材料221

8.8磁性材料222

习题223

第9章 材料的失效与防护工程224

9.1失效与失效分析的基本概念224

9.2失效的分类224

9.3失效分析的分析思路和步骤程序227

9.3.1失效分析的分析思路227

9.3.2失效分析的步骤和程序228

9.4失效诊断技术和方法230

9.4.1断口诊断技术和方法231

9.4.2痕迹诊断技术和方法232

9.4.3腐蚀诊断技术和方法234

9.4.4失效原因诊断技术和方法235

9.5金属材料的失效模式及失效机理236

9.6陶瓷材料与高分子材料的失效模式及失效机理240

9.7材料失效的预防240

9.7.1常用的预防失效技术241

9.7.2金属和陶瓷材料腐蚀的控制与防护技术241

9.7.3高分子材料的防老化243

9.8零件的缺陷与无损检测技术244

9.8.1零件缺陷244

9.8.2材料的无损检测技术246

9.9材料选用的一般原则248

习题250

第10章 材料表面处理技术251

10.1概述251

10.1.1表面工程及其应用251

10.1.2表面工程技术的分类252

10.2表面淬火253

10.2.1火焰加热表面淬火253

10.2.2感应加热表面淬火254

10.2.3激光表面淬火255

10.3化学表面热处理256

10.4电镀和化学镀257

10.4.1电镀257

10.4.2化学镀258

10.5气相沉积技术260

10.5.1物理气相沉积261

10.5.2化学气相沉积261

10.6离子注入263

10.7热喷涂264

10.7.1火焰喷涂266

10.7.2电弧喷涂267

10.7.3等离子喷涂268

10.8堆焊269

10.9熔覆技术271

10.9.1激光熔覆271

10.9.2氧-乙炔火焰熔覆274

10.10表面技术选择与设计的一般原则275

习题278

参考文献279