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第一章 原子结构和原子间的结合键 1

第一节 原子的结构 1

第二节 原子序数及原子质量 2

一、原子序数 2

二、原子质量 2

第三节 原子的电子结构 3

一、氢原子的结构 3

二、原子核外电子的量子数 5

三、多电子原子的电子结构 7

第四节 原子及分子键的类型 10

一、离子键 11

二、共价键 15

三、钨键 19

四、弱键 20

五、混合键 21

第二章 晶体结构 24

第一节 晶体学基础 24

一、空间点阵及晶胞 24

二、晶系与Bravais点阵 25

三、晶面指数和晶向指数 26

第二节 主要金属的晶体结构 32

一、体心立方晶体结构 33

二、面心立方晶体结构 35

三、密排六方晶体结构 36

四、FCC、BCC以及HCP晶体结构的比较 38

五、体密度、面密度、线密度 39

六、同素异构 40

第三章 凝固、晶体缺陷、固体中的原子扩散 43

第一节 金属的凝固 43

一、纯金属 43

二、形核率与过冷度的关系 50

第二节 晶体的生长 50

一、纯金属中晶体温表的生长及晶粒形状 51

二、单晶的凝固 53

三、金属固深 54

第三节 晶体中的缺陷 56

一、点缺陷 57

二、线缺陷（位错） 58

三、晶界（面缺陷） 60

第四节 固体中原子的扩散 61

一、扩散机制 62

二、稳态扩散 63

三、非稳态扩散 66

四、扩散过程在工业中的应用 67

五、温度对固体中扩散的影响 69

第四章 相图 72

第一节 纯物质的相图 72

第二节 Ｇｉｂｂｓ相律 73

第三节 二元合金匀晶相图及其建立 74

第四节 杠杆定律 76

第五节 合金的凝固过程 78

一、合金的平衡凝固 78

二、合金的非平衡凝固 79

第六节 二元共晶合金相图 80

第七节 二元包晶合金相图 84

第八节 二元偏晶合金相图 86

第九节 合金相图中常见的三相反应 87

第十节 含有中间相和化合物的相图 88

一、含有中间相的相图 88

二、中间化合物 89

第十一节 三元相图 90

一、三无相图中浓度的表示方法 90

二、械杆定律 92

三、三无系中草药的截面及三无合金凝固投影图 93

一、弹性及塑性变形 95

二、工程应力及工程应变 95

第一节 金属中的应力与应变 95

第五章 材料的力学性能 95

三、剪切应力与应变 97

第二节 拉伸实验及工程应力应变图 98

一、应力应变曲线与力学性能 98

二、真应力不从心及真应力应变曲线 101

第三节 金属单晶的塑性变形 103

一、金属晶体表面的滑移线与滑移带 103

二、金属晶体中的滑移机制 104

三、滑移系 106

四、金属单晶体的临界分切应力 107

五、孪生 109

二、塑性变形对金属强度的影响 111

第四节 多晶体的塑性变形 111

一、晶界对金属强度的影响 111

三、金属的固溶强化 112

四、塑性变形金属的回复与再结晶 113

第五节 金属的断裂 116

一、塑性断裂 116

二、脆性断裂 116

三、韧性及冲击韧性 117

四、金属的疲劳断裂 118

第六节 金属的蠕变 121

第六章 材料的电学性能 123

第一节 金属的导电性 123

一、金属中导电性的经典模型 123

二、导电的能带模型 128

第二节 本征半导体 131

一、半导体的导电机制 131

二、纯硅晶格中电荷的输运 132

三、本征半导体的能带图 133

四、本征半导体中电导的定量关系 133

五、温度对半导体的影响 134

第三节 非本征半导体 136

一、n型半导体（负极型） 136

二、p型（正电荷型）非本征半导体 137

三、非本征半导体材料的掺杂 138

四、掺杂对非本征半导体载流子的影响 139

一、pn结 143

第四节 半导体器件 143

二、pn结的应用 145

第七章 铁碳相图和铁碳合金的显微组织 149

第一节 铁碳相图 149

一、铁碳相图 149

二、铁碳合金的平衡组织 151

三、铸铁缓冷时的固态转变与室温组织 153

第二节 马氏体转变 156

一、马氏体 156

二、铁-碳合金中马氏体的形态 157

三、马氏体的晶体结构 158

四、铁-碳合金马氏体的硬度与强度 159

第三节 奥氏体的等温转变 160

第四节 共析钢连续冷却的组织转变 163

第五节 马氏体在加热过程中的组织转变 164

一、回火过程中马氏体组织的变化 164

二、回火过程中碳钢性能的变化 166

第八章 陶瓷材料 168

第一节 陶瓷材料的晶体结构 168

一、陶瓷中化合物的离子键及共价键 168

二、离子晶体的结构 169

三、CsCl的晶体结构 170

四、NACL的晶体结构 171

五、FCC及HCP晶体结构中的间隙位置 172

六、ZNS型晶体结构 173

七、CAFW型晶体结构 173

十、钙钛矿结构 174

八、反荧石型晶体结构 174

九、刚玉（AL203）型晶体结构 174

十一、尖晶石型结构 175

十二、石墨 175

第二节 硅酸盐的结构 176

一、硅酸盐的基本结构 176

二、岛状、链状及环状结构 176

三、片层状结构 177

四、网状硅酸盐 177

第三节 陶瓷的生产工艺过程 178

一、烧结 178

二、玻璃相 179

二、工程陶瓷 180

一、传统陶瓷 180

第四节 传统陶瓷及工程陶瓷 180

第五节 陶瓷的力学性能 181

一、陶瓷材料的变形机制 182

二、影响陶瓷材料强度的因素 183

三、陶瓷材料的韧性 184

第六节 陶瓷材料的热性质 186

第九章 高分子材料 187

第一节 高分子材料的基本知识 187

一、高分子化合物 187

二、单体与分子链 187

三、链节与聚合度 188

第二节 高分子化合物的结构 189

四、高分子的相对分子质量及多分散性 189

二、大分子链的链接方式 190

三、大分子的形态及性能比较 190

一、大分子链的组成 190

四、大分子链的构象 192

第三节 高分子化合物的合成 193

一、加聚反应 193

二、缩聚反应 195

第四节 高分子化合物的分类 196

一、按高分子化合物主链上的化学组成分类 196

二、按高聚物的热行为分类 197

三、按高聚物的性能及用途分类 197

一、高聚物的三态 198

第五节高分子化合物的物理状态及性能 198

二、高聚物的基本性能 199

第六节 高分子功能材料 202

一、高分子液晶材料 203

二、导电高分子材料 206

三、压电高分子材料 208

第十章 材料的磁性及磁性材料 211

第一节 材料的碳性 211

一、磁性的基本概念 211

二、磁性的类型 213

三、温度对磁性的影响 215

四、铁磁畴结构 215

五、铁磁材料的磁化与退磁 220

第二节 碳性材料 222

一、软磁材料 222

二、永磁（或硬磁）材料 223

三、稀土磁性合金 224

四、ND-FE-B合金 225

五、FE-CR-CO磁性合金 226

第十一章 材料的光学性质及超导 227

第一节 光与电教波 227

第二节 光的折射 228

一、折射指数 228

二、光折射Snell定律 229

一、金属 230

第三节 光的吸收、传播和反射 230

二、硅化物玻璃 231

三、塑料 233

四、半导体 233

第四节 发光 234

第五节 激光 235

第六节 超导 237

一、什么是超导 237

二、超导材料的磁性能 238

三、超导材料中的电流与磁场 240

四、高电流、高磁场超导 241

五、高临界温度的超导氧化物 242

参考文献 245