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第1章 绪论 1

1.1 材料的历史与发展 1

1.2 材料的分类 3

1.3 材料科学与工程及其发展 5

1.4 先进材料 5

思考与练习 7

参考文献 7

第2章 材料科学与工程纲要 8

2.1 材料的成分 8

2.2 材料的组织结构 8

2.2.1 固体中的结合键与存在形式 9

2.2.2 原子间结合键与材料类型 11

2.2.3 固体材料的结构 12

2.3 材料成分与组织结构的检测 17

2.4 材料的合成与加工 18

2.4.1 原材料的选用 18

2.4.2 材料的制备 19

2.4.3 材料的成形加工 21

2.5 材料的性质与使用性能 27

2.5.1 材料的物理性质及其表征 27

2.5.2 材料的化学性质及其表征 30

2.5.3 材料的力学性质及其表征 31

2.6 材料设计 33

2.7 结构材料的失效 34

2.7.1 过量变形失效 34

2.7.2 断裂失效 35

2.7.3 表面损伤失效 37

2.7.4 失效分析的主要方法 39

思考与练习 39

参考文献 40

第3章 金属材料 41

3.1 钢铁材料 41

3.1.1 碳钢及铁碳合金相图 41

3.1.2 钢的热处理 47

3.1.3 合金钢 53

3.1.4 铸铁 61

3.2 铝及铝合金、镁及镁合金 64

3.2.1 铝及铝合金 64

3.2.2 镁及镁合金 67

3.3 铜及铜合金、钛及钛合金 75

3.3.1 铜及铜合金 75

3.3.2 钛及钛合金 79

思考与练习 83

参考文献 83

第4章 无机非金属材料 86

4.1 无机非金属材料概述 86

4.2 陶瓷 87

4.2.1 陶瓷的定义及分类 87

4.2.2 陶瓷的制备工艺 88

4.2.3 陶瓷的结构与性能 90

4.2.4 普通陶瓷 93

4.2.5 特种陶瓷 95

4.3 玻璃 99

4.3.1 玻璃的概念与分类 99

4.3.2 玻璃的形成 100

4.3.3 玻璃的结构与性质 105

4.3.4 常见玻璃简介 107

4.4 水泥 111

4.4.1 通用硅酸盐水泥概述 111

4.4.2 硅酸盐水泥的生产工艺 112

4.4.3 硅酸盐水泥的水化和硬化 115

4.4.4 硅酸盐水泥的性能 119

4.4.5 其他品种的水泥 123

思考与练习 124

参考文献 125

第5章 高分子材料 126

5.1 高分子材料概述 126

5.1.1 高分子材料的基本概念 126

5.1.2 高分子材料的命名 126

5.1.3 高分子材料的分类 127

5.2 高分子的合成 128

5.2.1 高分子的合成原理 128

5.2.2 高分子的合成方法 129

5.2.3 高分子材料的组成 130

5.3 高分子材料的结构与性能 131

5.3.1 高分子材料的结构 131

5.3.2 高分子材料的性能 136

5.4 高分子材料的种类 141

5.4.1 塑料 141

5.4.2 橡胶 151

5.4.3 纤维 154

5.4.4 粘合剂及涂料 156

5.5 高分子材料的成型加工 159

5.5.1 塑料的成型加工 159

5.5.2 橡胶的成型加工 162

5.5.3 合成纤维的纺丝工艺 164

思考与练习 166

参考文献 166

第6章 复合材料 168

6.1 复合材料概述 168

6.1.1 复合材料的定义 168

6.1.2 复合材料的命名与分类 169

6.2 增强材料及其界面 170

6.2.1 复合材料的增强材料 170

6.2.2 复合材料的界面 177

6.3 常用复合材料及其性能 179

6.3.1 聚合物基复合材料 179

6.3.2 金属基复合材料 189

6.3.3 陶瓷基复合材料 195

6.4 复合材料的力学性能预测 202

6.4.1 定向连续长纤维复合材料的力学性能 202

6.4.2 随机取向短纤维复合材料的力学性能 203

思考与练习 203

参考文献 204

第7章 新材料 205

7.1 电性材料 205

7.1.1 电子功能陶瓷 205

7.1.2 电致变色玻璃 208

7.2 磁性材料 210

7.2.1 磁性陶瓷 210

7.2.2 磁性高分子材料 211

7.3 光学材料 212

7.3.1 光学纤维材料 212

7.3.2 非线性光学材料 214

7.3.3 光功能高分子材料 216

7.4 其他新材料 217

7.4.1 纳米材料 217

7.4.2 新型碳材料 220

7.4.3 梯度功能材料 224

7.4.4 智能敏感材料 225

思考与练习 227

参考文献 227

第8章 材料的选择 229

8.1 金属、陶瓷、高分子材料及复合材料的力学性能比较 229

8.1.1 应力-应变曲线 229

8.1.2 弹性模量 229

8.1.3 材料的强度 230

8.1.4 材料的塑性 231

8.1.5 材料的韧性 232

8.1.6 材料的比模量、比强度 232

8.2 金属、陶瓷及高分子材料的物理性能比较 233

8.2.1 电学性能比较 233

8.2.2 磁学性能比较 235

8.2.3 材料的透光性 235

8.3 材料的选择因素 236

8.3.1 材料的性能 236

8.3.2 材料的价格 237

8.3.3 材料的货源 238

8.3.4 材料的社会因素 239

思考与练习 239

参考文献 239