材料科學與工程基礎（第三版）

本書共分5章：緒論、材料結構基礎、材料組成與結構、材料的性能、材料的製備與成型加工。從材料科學與工程的基本原理出發，綜合介紹了各種材料組成、結構、製備工藝、性能及應用的共性規律及金屬材料、無機非金屬材料和有機高分子材料的個性特點和多種組分複合體系的基本特徵。
 
本書可供材料類專業本科生使用，也可供研究生、教師和工程技術人員閱讀參考。

1緒論001
1.1材料的定義、分類及基本性質 001
1.1.1金屬材料 002
1.1.2無機非金屬材料 002
1.1.3高分子材料 003
1.1.4複合材料 004
1.2材料科學與工程概述 005
1.2.1材料科學的由來 005
1.2.2材料科學與工程的性質與範圍 006
1.2.3材料科學在工程中的作用 007

2材料結構基礎010
2.1物質的組成、狀態及材料結構 010
2.1.1物質的組成和狀態 010
2.1.2材料結構的含義 012
2.2材料的原子結構 013
2.2.1量子力學的幾個基本概念 014
2.2.2原子核結構 016
2.2.3原子核外電子 017
2.3原子之間相互作用和結合 021
2.3.1基本結合（化學鍵合） 022
2.3.2派生結合（物理鍵合） 025
2.3.3各種鍵性的比較 027
2.3.4原子間距和空間排列 028
2.4多原子體系中電子的相互作用與穩定性 032
2.4.1雜化軌道和分子軌道理論 033
2.4.2費米能級 036
2.4.3固體中的能帶 039
2.5固體中的原子有序 041
2.5.1晶體的特點與性質 041
2.5.2晶體幾何學基礎 042
2.5.3晶體的類型 053
2.6固體中的原子無序 064
2.6.1固溶體 064
2.6.2晶體結構缺陷 068
2.6.3非晶體 074
2.6.4擴散 078
2.7固體中的轉變 085
2.7.1固體中的轉變類型 085
2.7.2平衡和相變 087
2.7.3相圖 091
2.8固體的表面結構 098
2.8.1表面力和表面力場 099
2.8.2表面能和表面張力 099
2.8.3表面結構及幾何形狀 101
2.8.4固體表面的特性 102
習題及思考題 109

3材料組成與結構113
3.1材料組成與結構的基本內容 113
3.2金屬材料的組成與結構 113
3.2.1金屬材料 113
3.2.2合金材料 116
3.2.3鐵碳合金的基本知識 118
3.2.4非鐵金屬及合金 129
3.2.5非晶態合金 131
3.2.6金屬材料的再結晶 132
3.3無機非金屬材料的組成與結構 134
3.3.1無機非金屬材料的組成與結合鍵 134
3.3.2無機非金屬材料中的簡單晶體結構 135
3.3.3矽酸鹽結構 140
3.3.4無機非金屬材料的非晶體結構 144
3.3.5陶瓷 151
3.3.6碳化合物 152
3.4高分子材料的組成與結構 157
3.4.1高分子材料組成與結構的基本特徵 157
3.4.2高分子鏈的組成與結構 158
3.4.3高分子鏈的聚集態結構 165
3.4.4高分子材料的組成和織態結構及微區結構 175
3.4.5聚合物共混材料 179
3.5複合材料的組成與結構 182
3.5.1複合材料定義及分類 182
3.5.2複合材料的組成 185
3.5.3複合材料的結構 188
3.5.4複合材料的介面 190
習題及思考題 198

4材料的性能200
4.1固體材料的力學性能 200
4.1.1材料的力學狀態 200
4.1.2應力和應變 203
4.1.3彈性形變 208
4.1.4永久形變 218
4.1.5強度、斷裂及斷裂韌性 223
4.1.6硬度 243
4.1.7摩擦和磨損 247
4.1.8疲勞 254
4.2材料的熱性能 258
4.2.1熱導率和比熱容 259
4.2.2熱膨脹性 262
4.2.3耐熱性 265
4.2.4熱穩定性 266
4.2.5高分子材料的燃燒特性 268
4.3材料的電學性能 271
4.3.1電導率和電阻率 271
4.3.2材料的結構與導電性 275
4.3.3材料的超導電性 285
4.3.4材料的介電性 287
4.4材料的磁學性能 293
4.4.1物質的磁性 293
4.4.2磁疇與磁滯回線 297
4.4.3金屬材料的磁學性能 300
4.4.4非金屬材料的磁學性能 302
4.4.5高分子材料的磁學性能 305
4.5材料的光學性能 306
4.5.1電磁輻射及其與原子的相互作用 306
4.5.2反射、吸收和透射 308
4.5.3材料的光學性質 313
4.5.4光性及非線性光學性 318
4.5.5光澤 319
4.5.6發光 319
4.5.7光敏性 320
4.6材料的耐腐蝕性 321
4.6.1物理腐蝕 322
4.6.2化學腐蝕 325
4.6.3電化學腐蝕 332
4.7複合材料的性能 336
4.7.1複合材料的特性 336
4.7.2複合材料性質的複合效應 337
4.7.3複合材料的力學性能 342
4.8納米材料及效應 348
4.8.1納米材料的結構 349
4.8.2納米材料的基本物理效應 353
4.8.3納米材料的表徵與分析 356
4.8.4納米材料的應用 356
習題及思考題 358

5材料的製備與成型加工364
5.1材料製備原理及方法 364
5.1.1金屬材料的製備 364
5.1.2無機非金屬材料的製備 372
5.1.3高分子材料的製備 389
5.2材料的成型加工性 394
5.2.1金屬材料的加工工藝性 394
5.2.2聚合物的成型加工特性及成型加工方法 402
習題及思考題 422
參考文獻423