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第1章 绪论 1

1.1材料科学与工程 1

1.2材料的分类 2

1.3材料的性能 2

1.3.1力学性能 2

1.3.2电学性能 4

1.3.3热学性能 5

1.3.4化学性能 5

1.4材料的应用 6

1.5材料在人类社会和国民经济发展中的地位与作用 8

第2章 金属材料 11

2.1概述 11

2.1.1金属材料的基本概念 11

2.1.2金属材料的晶体结构 12

2.2金属及合金的相图 16

2.2.1二元合金相图 16

2.2.2铁碳合金相图 24

2.3金属材料的结晶 27

2.3.1结晶的过程 27

2.3.2结晶的热力学条件 28

2.3.3形核 28

2.3.4晶核的长大 33

2.4金属材料的性能 36

2.4.1物理性能 36

2.4.2化学性能 37

2.4.3力学性能 37

2.4.4工艺性能 40

2.5金属的热处理 41

2.5.1退火和正火 42

2.5.2淬火及回火 42

2.5.3表面热处理 43

2.6新型金属材料简介 43

2.6.1形状记忆合金 44

2.6.2其他金属功能材料 46

第3章 无机非金属材料 47

3.1无机非金属材料概述 47

3.1.1无机非金属材料的概念及分类 47

3.1.2无机非金属材料主要性能及应用 47

3.2陶瓷材料 48

3.2.1陶瓷的概念及分类 48

3.2.2陶瓷的显微结构与性能 49

3.2.3普通陶瓷 53

3.2.4特种陶瓷 54

3.2.5耐火材料 61

3.3玻璃 65

3.3.1玻璃的概念、特点及分类 65

3.3.2玻璃的结构 66

3.3.3玻璃的性质 67

3.3.4普通玻璃 69

3.3.5特种玻璃 72

3.4胶凝材料 76

3.4.1胶凝材料的定义、分类及发展现状 76

3.4.2普通水泥 77

3.4.3特种水泥 83

3.4.4石膏和石灰 85

第4章 高分子材料 87

4.1概述 87

4.1.1高分子材料的基本概念 87

4.1.2高分子材料的命名 87

4.1.3高分子材料的分类 88

4.1.4聚合反应 88

4.1.5高分子材料的成型加工 89

4.1.6高分子材料的发展现状与趋势 90

4.2高分子的结构与性能 91

4.2.1高分子的结构 91

4.2.2高分子的物理状态 94

4.2.3高分子基本性能及特点 95

4.3常用的高分子材料 99

4.3.1塑料 99

4.3.2橡胶 109

4.3.3纤维 114

4.3.4胶黏剂 116

4.3.5涂料 119

4.4功能高分子 120

4.4.1离子交换树脂 121

4.4.2高吸水性树脂 122

4.4.3感光性高分子 123

4.4.4导电高分子 123

第5章 矿物材料 125

5.1概述 125

5.1.1矿物材料概念 125

5.1.2矿物材料学的特点 126

5.1.3矿物材料分类 127

5.1.4矿物材料的现状与发展趋势 127

5.2矿物材料的加工 129

5.2.1初加工 129

5.2.2深加工 130

5.2.3矿物材料深加工技术发展趋势 130

5.2.4矿物材料制品 132

5.3单晶矿物材料及应用 132

5.3.1金刚石 132

5.3.2石墨 134

5.3.3刚玉 136

5.3.4石英 136

5.3.5高岭石 137

5.3.6蒙脱石 138

5.3.7硅灰石 141

5.3.8电气石 142

5.4矿物材料的开发及应用 143

5.4.1环境矿物材料 143

5.4.2保温、隔热、轻质矿物材料 148

第6章 复合材料 153

6.1概述 153

6.1.1复合材料概念 153

6.1.2复合材料的命名与分类 153

6.1.3复合材料性能特点 155

6.1.4复合材料现状与发展趋势 157

6.2复合材料的复合原理与增强机理 160

6.2.1复合原理 160

6.2.2复合材料增强机理 162

6.2.3复合材料的增韧机理 165

6.2.4复合材料界面 167

6.3增强材料 170

6.3.1玻璃纤维 171

6.3.2碳纤维 172

6.3.3硼纤维 173

6.3.4碳化硅纤维 173

6.3.5芳纶纤维 173

6.4聚合物基复合材料 174

6.4.1聚合物复合材料基体 174

6.4.2聚合物基复合材料的成型方法 175

6.4.3聚合物基复合材料的性能 176

6.4.4聚合物基复合材料的应用 177

6.5金属基复合材料 177

6.5.1概述 177

6.5.2金属基复合材料性能 178

6.5.3金属基复合材料的种类 179

6.6无机非金属基复合材料 180

6.6.1陶瓷基复合材料 180

6.6.2碳/碳复合材料 181

6.6.3无机胶凝复合材料 182

6.7功能复合材料 183

6.7.1树脂基功能复合材料 184

6.7.2金属基功能复合材料 184

6.7.3陶瓷基功能复合材料 185

第7章 新型材料 187

7.1新型能源材料 187

7.1.1太阳能电池材料 187

7.1.2储氢材料 188

7.1.3锂离子电池材料 190

7.1.4燃料电池材料 192

7.2磁性材料 193

7.2.1材料的磁性 193

7.2.2磁性材料的种类及其特点 194

7.3压电材料 195

7.3.1压电陶瓷 195

7.3.2压电高分子材料 196

7.4信息材料 197

7.4.1信息技术与信息材料 197

7.4.2信息处理材料 197

7.4.3信息存储材料 198

7.4.4信息传递材料 199

7.4.5信息显示材料 199

7.4.6获取信息材料 200

7.5智能材料 200

7.5.1智能材料的定义及分类 200

7.5.2智能材料的构成与功能 200

7.5.3智能材料的应用 201

7.6生态环境材料 201

7.6.1概述 201

7.6.2材料的环境协调性评价 202

7.6.3材料和产品的生态设计 203

7.6.4金属材料的生态环境化 204

7.6.5无机非金属材料的生态环境化 205

7.6.6高分子材料的生态环境化 207

7.7生物材料 208

7.7.1概述 208

7.7.2生物金属材料 209

7.7.3生物医用无机非金属材料 209

7.7.4生物医用高分子材料 210

7.7.5生物医用复合材料 211

7.7.6生物衍生材料 211

7.8纳米材料 211

7.8.1概述 211

7.8.2纳米结构单元 213

7.8.3纳米材料的制备 216

7.8.4纳米材料的性能 217

7.8.5纳米材料的应用 219

参考文献 221