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第1章　绪论1

1.1 材料的定义、判据及分类1

1.1.1　材料的定义1

1.1.2　材料的判据1

1.1.3　材料的分类3

1.2　材料科学的形成及材料的发展对人类进步的贡献3

1.2.1　材料科学的形成3

1.2.2　材料的发展对人类进步的贡献4

1.3　材料科学与工程研究工作的重点6

参考文献7

第2章　金属材料9

2.1　金属的晶体结构9

2.1.1 晶体与非晶体9

2.1.2　晶体结构与空间点阵9

2.1.3　金属中常见的三种晶体结构10

2.1.4　晶向指数和晶面指数12

2.2.1 点缺陷13

2.2 实际金属中的晶体缺陷13

2.2.2　线缺陷14

2.2.3　面缺陷15

2.2.4　体缺陷16

2.3　金属材料的性能16

2.3.1　金属的塑性变形16

2.3.2 塑性变形对金属组织与性能的影响18

2.3.3　回复与再结晶20

2.4　铁碳合金23

2.4.1　铁碳合金的组元及基本相23

2.4.2　铁碳合金相图25

2.4.3　铁碳合金的平衡结晶过程及组织27

2.4.4　碳的质量分数对铁碳合金平衡组织和性能的影响31

2.5 钢材的冶金过程和冶金质量33

2.5.1　钢材的冶金过程33

2.5.2　钢材的冶金质量41

2.6　钢的热处理45

2.6.1　钢的加热转变46

2.6.2　钢的冷却转变48

2.6.3　钢的退火和正火53

2.6.4　钢的淬火和回火54

2.7 工业用钢55

2.7.1　钢的分类及编号55

2.7.2　合金元素在钢中的作用57

2.7.3　合金结构钢59

2.7.4　合金工具钢62

2.7.5　特殊性能钢及合金63

2.8　非铁金属与合金66

2.8.1　铝及铝合金66

2.8.2　铜及铜合金70

2.8.3　钛及钛合金72

2.8.4　轴承合金73

参考文献75

3.1.1 概述76

第3章 无机非金属材料76

3.1 陶瓷76

3.1.2　陶瓷制备技术79

3.1.3　陶瓷材料的键性和结构85

3.1.4　陶瓷的基本性质86

3.1.5　普通陶瓷89

3.1.6　特种陶瓷91

3.2　玻璃与非晶态材料95

3.2.1　玻璃、无定形材料与非晶态材料95

3.2.2　玻璃的分类95

3.2.3　制备玻璃的常用方法97

3.2.4　硅酸盐玻璃的结构99

3.2.5　玻璃的性质101

3.2.6　新型玻璃材料105

3.3　水泥及胶凝材料107

3.3.1　气硬性无机胶凝材料107

3.3.2　水泥111

3.4.1 概述116

3.4.2　混凝土的分类116

3.4 混凝土116

3.4.3　普通水泥混凝土的制作原理117

3.4.4　普通混凝土的性能119

3.4.5　特种混凝土122

3.5　耐火材料124

3.5.1　概述124

3.5.3　耐火材料的制作原理125

3.5.2　耐火材料的分类125

3.5.4　耐火材料的性质126

3.5.5　耐火材料的种类128

3.5.6　新型耐火材料131

参考文献132

第4章　高分子材料134

4.1 概述134

4.2.1　高分子与高分子材料135

4.2 高分子材料的结构与性能135

4.2.2　聚合物结构139

4.2.3 聚合物的分子运动及物理状态144

4.2.4　高分子材料的力学性能146

4.2.5　高分子材料的物理性能150

4.3 高分子材料各论155

4.3.1　塑料155

4.3.2　橡胶159

4.3.3　纤维162

4.3.4　胶粘剂166

4.3.5　涂料168

4.3.6　功能高分子材料169

参考文献170

第5章　复合材料171

5.1 概述171

5.1.1　复合材料的定义、分类及性能171

5.1.2　复合材料的发展与应用174

5.2　复合材料基体与增强体175

5.2.1　基体材料175

5.2.2　增强体178

5.3　金属基复合材料187

5.3.1　基体及增强体材料188

5.3.2　金属基复合材料的制造方法189

5.3.3　纤维增强金属基复合材料190

5.3.4　颗粒增强金属基复合材料191

5.3.5 晶须增强金属基复合材料193

5.3.6 片层叠合金属基复合材料194

5.4　陶瓷基复合材料194

5.4.1　陶瓷基复合材料类型194

5.4.2　陶瓷基复合材料特性195

5.4.3 陶瓷基复合材料制备工艺195

5.4.4 颗粒增强陶瓷基复合材料197

5.4.5 晶须增强陶瓷基复合材料197

5.4.6　纤维增强陶瓷基复合材料199

5.4.7　陶瓷基层状复合材料204

5.5　聚合物基复合材料205

5.5.1　热固性树脂基复合材料205

5.5.2　热塑性树脂基复合材料207

参考文献211

第6章　能源材料212

6.1 世界能源状况与面临的挑战212

6.1.1 能源需求212

6.1.2　矿物能源消费213

6.1.3　能源结构的变化213

6.1.4　矿物能源面临枯竭的前景213

6.1.5　矿物燃料燃烧造成的环境污染214

6.2　新能源与新能源材料214

6.2.1 新能源214

6.2.2　新能源材料216

6.3.1　能量类型、来源、转换和储存220

6.3　能源转换与储能材料220

6.3.2　太阳电池材料221

6.3.3　热电转换材料224

6.3.4　储氢材料225

参考文献229

第7章　信息材料231

7.1 信息技术及相关材料概述231

7.1.1 信息材料是信息技术发展的基础与先导231

7.1.2　信息材料的分类232

7.1.3　信息材料的应用领域232

7.1.4　信息技术及信息材料的发展趋势233

7.2　微电子芯片技术材料233

7.2.1　半导体材料233

7.2.2　超晶格半导体材料235

7.2.4　钝化层材料236

7.2.5　封装材料236

7.2.3　集成电路互连材料236

7.3　半导体激光器材料237

7.3.1 半导体激光器237

7.3.2　半导体激光器材料238

7.4　信息处理材料239

7.4.1　微电子信息处理材料239

7.4.2　光电子信息处理材料240

7.4.3　集成光路材料241

7.4.4　光电子集成回路材料242

7.5　信息存储材料243

7.5.1　半导体存储器材料243

7.5.2　磁存储材料243

7.5.3　无机光盘存储材料244

7.5.4　有机光盘存储材料246

7.5.5　铁电存储材料246

7.6　信息显示材料247

7.6.1　液晶显示材料247

7.6.2　等离子体显示材料248

7.6.3　阴极射线管显示材料249

7.6.4　场发射显示材料249

7.6.5　真空荧光显示材料249

7.6.6　无机电致发光显示材料249

7.6.7　有机电致发光显示材料250

7.7　信息传输材料252

7.7.1　光纤通信材料252

7.7.2　微波通信材料255

7.7.3　GSM数字蜂窝移动通信材料256

7.8　信息传感材料257

7.8.1　力敏传感材料257

7.8.2　光敏传感材料258

7.8.3　磁敏传感材料259

7.8.4　压敏材料259

7.8.5　热（温）敏传感材料259

7.8.8　光纤传感材料260

7.8.7　湿敏材料260

7.8.6　气敏材料260

参考文献261

第8章　航空航天材料262

8.1　航空航天材料的种类及要求262

8.1.1　航空航天材料的种类262

8.1.2　航空航天材料的要求263

8.1.3　航空航天材料的发展方向265

8.2　隐身材料267

8.2.1　雷达吸波材料268

8.2.2　结构型雷达吸波材料和吸波-承载复合材料结构275

8.2.3　耐高温吸波材料275

8.2.4　红外隐身材料276

8.2.5　多频谱兼容隐身材料277

8.2.6　智能型隐身材料277

8.2.7　导电高聚物材料278

8.3　烧蚀防热材料278

8.3.1 树脂基防热烧蚀复合材料279

8.3.2 弹性体基防热烧蚀复合材料280

8.3.3 几种典型的烧蚀防热材料281

8.3.4　防热烧蚀材料的应用概况284

8.4 高比强度合金与高温合金284

8.4.1　高强高韧铝合金285

8.4.2　高温高强钛合金286

8.4.3　高温合金287

8.4.4　超高强度钢288

8.4.5　铝锂合金290

参考文献292

第9章　生物医学材料294

9.1 生物医学材料总论294

9.1.1　概述294

9.1.2　生物医学材料的定义与特性298

9.1.3　生物医学材料的分类300

9.1.4 生物医学材料的研究内容301

9.2　生物惰性材料302

9.2.1　生物惰性陶瓷302

9.2.2　碳质生物材料303

9.2.3　生物惰性金属材料304

9.2.4　生物惰性高分子及复合材料307

9.3 生物活性和可降解材料308

9.3.1　多孔陶瓷308

9.3.2　生物活性玻璃和玻璃陶瓷308

9.3.3　钙磷陶瓷和水泥309

9.3.4　复合生物活性材料与生物活性涂层312

9.3.5　生物可降解材料313

9.4　细胞与基因活性生物材料314

9.4.1　基因控制与活化314

9.4.2　细胞与基因活性材料的制备314

9.5 生物医学材料前沿领域315

9.5.1 组织工程与组织工程材料315

9.4.3　细胞与基因活性材料的利用315

9.5.2　药物、基因与DNA控释材料与系统316

9.5.3 生物材料与人体器官克隆317

参考文献318

第10章　环境材料319

10.1 环境材料的定义、特征和分类320

10.1.1 定义320

10.1.2　环境材料的特征320

10.2.1　环境协调性评价321

10.1.3　分类321

10.2　环境材料的评价方法321

10.2.2　能源评价法323

10.2.3　环境影响因子评价法323

10.2.4　环境负荷单位法323

10.2.5　生态指数323

10.3.1　生态设计324

10.3　环境材料设计与生产324

10.2.7　生态因子法324

10.2.8　单位服务的材料消耗324

10.2.6　环境商值324

10.3.2　清洁生产326

10.3.3　材料的循环再生327

10.4　环境降解材料328

10.4.1　光降解塑料329

10.4.2　生物降解塑料329

10.4.3　光-生物双降解塑料332

10.4.4　可降解塑料的应用332

10.5 水处理材料332

10.5.1　废水生物处理材料333

10.5.2　废水物化处理材料335

10.6 固体废弃物的综合利用343

10.6.1　概述343

10.6.2　几种典型工业固体废弃物的利用345

参考文献353