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第1章 材料的支柱和先导作用 2

1.1材料的定义和分类 2

1.2材料是人类社会进步的标志 4

1.3材料是当代文明社会的根基 6

1.4材料是各类产业的基础 8

1.5先进材料是高新技术的核心 10

1.6新材料是国家核心竞争力的体现 12

1.7材料可以“点石成金，化腐朽为神奇” 14

1.8“制造材料者制造技术”，材料可以“以不变应万变” 16

1.9复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域 18

1.10材料科学与工程的定义和学科特点 20

1.11材料科学与工程四要素 22

1.12重视材料的加工和制造 24

1.13提高材料的性能永无止境 26

1.14关注材料的最新应用——强调发展，注重创新 28

1.15 “9·11”恐怖袭击事件中世贸大厦垮塌和“3·11”福岛核事故都涉及材料 30

1.16新材料如何适应技术创新和产业创新 32

第2章 材料就在元素周期表中 36

2.1门捷列夫元素周期表——最伟大的材料事件 36

2.2 120种元素综合分析 38

2.3原子的核外电子排布（1）——量子数和电子轨道 40

2.4原子的核外电子排布（2）——电子排布的三个准则 42

2.5核外电子排布的应用（1）——碳的sp3、sp2、sp杂化 44

2.6核外电子排布的应用（2）——四面体键的奇妙之处 46

2.7原子的核外电子排布（3）——电子授受及元素氧化数的变化 48

2.8原子的核外电子排布（4）——过渡族元素和难熔金属 50

2.9原子半径、离子半径和元素的电负性 52

2.10原子的电离能和可能的价态表现 54

2.11原子的核外电子排布（5）——稀土元素和锕系元素 56

2.12日常生活中须臾不可离开的元素 58

2.13材料性能与化学键类型的关系 60

2.14材料性能与微观结构的关系 62

2.15铁的晶体结构 64

2.16材料性能与组织的关系 66

2.17从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体的能带图 68

2.18化合物半导体和荧光体材料 70

第3章 金属及合金材料 74

3.1从矿石到金属制品（1）——高炉炼铁 74

3.2从矿石到金属制品（2）——转炉炼钢 76

3.3晶态和非晶态，单晶体和多晶体 78

3.4相、相图、组织和结构 80

3.5凝固中的形核与长大 82

3.6铸锭组织和连续铸造 84

3.7钢的各种组织形态 86

3.8钢的强化机制及合金钢 88

3.9应用最广的碳钢 90

3.10金属的热变形 92

3.11金属的冷变形 94

3.12由铜锭到铜箔的压延加工 96

3.13热处理的目的和热处理温度的确定 98

3.14钢的退火 100

3.15钢的正火 102

3.16钢的淬火（1）——加热和急冷的选择 104

3.17钢的淬火（2）——增加淬透性和防止淬火开裂 106

3.18钢的回火 108

3.19恒温转变 110

3.20表面处理（1）——表面淬火及渗碳淬火 112

3.21表面处理（2）——表面渗碳、氮化及喷丸处理 114

3.22合金钢（1）——强韧钢、可焊高强度钢和工具钢 116

3.23合金钢（2）——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢 118

3.24铸铁及轻金属的减振应用 120

第4章 粉体和纳米材料 124

4.1粉体及其特殊性能（1）——小粒径和高比表面积 124

4.2粉体及其特殊性能（2）——高分散性和易流动性 126

4.3粉体及其特殊性能（3）——低熔点和高化学活性 128

4.4粉体的特性及测定（1）——粒径和粒径分布的测定 130

4.5粉体的特性及测定（2）——密度及比表面积的测定 132

4.6粉体的特性及测定（3）——折射率和附着力的测定 134

4.7破碎和粉碎 136

4.8分级和集尘 138

4.9混料及造粒 140

4.10输送及供给 142

4.11粉体的非机械式制作方法 144

4.12日常生活用的粉体 146

4.13工业应用的粉体材料 148

4.14粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善 150

4.15纳米材料与纳米技术 152

4.16包罗万象的纳米领域 154

4.17“纳米”就在我们身边 156

4.18纳米材料制备和纳米加工 158

4.19纳米材料与纳米技术的发展前景 160

第5章 陶瓷及陶瓷材料 164

5.1陶瓷进化发展史——人类文明进步的标志 164

5.2日用陶瓷的进展 166

5.3陶瓷及陶瓷材料（1）——按致密度和原料分类 168

5.4陶瓷及陶瓷材料（2）——按性能和用途分类 170

5.5陶瓷及陶瓷材料（3）——结构陶瓷和功能陶瓷 172

5.6普通粘土陶瓷的主要原料 174

5.7陶瓷成型工艺（1）——旋转制坯成型和注浆成型 176

5.8陶瓷成型工艺（2）——干压成型、热压注成型和等静压成型 178

5.9陶瓷成型工艺（3）——挤压成型、注射成型和流延成型 180

5.10普通陶瓷的烧结过程 182

5.11陶瓷的烧成和烧结工艺 184

5.12普通陶瓷的组织和结构 186

5.13精细陶瓷的组成、组织结构和性能 188

5.14结构陶瓷及应用（1）—— Al2O3 190

5.15结构陶瓷及应用（2）—— ZrO2 TiO2、 BeO和AIN 192

5.16结构陶瓷及应用（3）—— SiC和Si3N4 194

5.17低温共烧陶瓷基板 196

5.18单晶材料及制作 198

5.19功能陶瓷及应用（1）——陶瓷电子元器件 200

5.20功能陶瓷及应用（2）——生物陶瓷和换能器件 202

5.21功能陶瓷及应用（3）——微波器件、传感器和超声波马达 204

青铜器的历史与材料 207

唐三彩 212

玻璃 214

琉璃 216

陶瓷的历史与材料 217

第6章 玻璃及玻璃材料 224

6.1玻璃的发现至少有5000年 224

6.2古代玻璃与现代玻璃的组成惊人的相似 226

6.3玻璃的传统定义和现代定义 228

6.4玻璃的熔融和加工 230

6.5非传统方法制造玻璃 232

6.6新型建筑玻璃（1） 234

6.7新型建筑玻璃（2） 236

6.8汽车、高铁用玻璃（1） 238

6.9汽车、高铁用玻璃（2） 240

6.10生物医学用玻璃材料 242

6.11特殊性能玻璃材料（1） 244

6.12特殊性能玻璃材料（2） 246

6.13图像显示、光通信用玻璃材料（1） 248

6.14图像显示、光通信用玻璃材料（2） 250

6.15图像显示、光通信用玻璃材料（3） 252

6.16高新技术前沿用玻璃材料（1） 254

6.17高新技术前沿用玻璃材料（2） 256

第7章 高分子及聚合物材料 260

7.1何谓高分子和聚合物 260

7.2加聚反应和聚合物实例（1）——均加聚 262

7.3加聚反应和聚合物实例（2）——共加聚 264

7.4聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构 266

7.5缩聚反应和聚合物实例——共缩聚 268

7.6塑料的分类、特性及用途 270

7.7高分子链的结构层次和化学结构 272

7.8高分子链间的相互作用 274

7.9天然橡胶和合成橡胶 276

7.10高分子的聚集态结构 278

7.11热固性树脂（热固性塑料） 280

7.12聚合物的结构模型及力学特性 282

7.13聚合物的形变机理及变形特性 284

7.14常见聚合物的结构和用途（1）——按结构和聚合反应分类 286

7.15常见聚合物的结构和用途（2）——按性能和用途分类 288

7.16工程塑料 290

7.17新兴电子产业用的塑料膜层 292

7.18聚合物的成形加工及设备（1）——压缩模塑和传递模塑 294

7.19聚合物的成形加工及设备（2）——挤出成形和射出成形 296

7.20聚合物的成形加工及设备（3）——塑料薄膜和纤维丝制造 298

7.21胶粘剂（1）——胶粘剂的构成和粘结原理 300

7.22胶粘剂（2）——胶粘剂的制造和用途 302

7.23涂料（1）——涂料的分类及构成 304

7.24涂料（2）——涂料中各种成分的选择 306

7.25涂料（3）——涂料的成膜和固化 308

第8章 复合材料和生物材料 312

8.1复合材料的定义和分类 312

8.2复合材料的界面 314

8.3复合材料的特长及优势 316

8.4复合材料中增强材料与基体材料的匹配 318

8.5增强纤维的制造 320

8.6碳纤维及碳/碳复合材料 322

8.7增强纤维的编织和铺展 324

8.8复合材料的成形制造 326

8.9复合材料在航空航天领域的应用 328

8.10天然复合材料（1）——木材的断面组织 330

8.11天然复合材料（2）——木材的微观结构 332

8.12生物材料的定义和范畴 334

8.13骨骼、筋和韧带组织 336

8.14骨骼固定和关节修复 338

8.15各种植入人体的材料 340

8.16植入人体材料的损伤与防止 342

第9章 磁性及磁性材料 346

9.1磁性源于电流 346

9.2磁矩、磁导率和磁化率 348

9.3过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系 350

9.4高磁导率材料、高矫顽力材料及半硬质磁性材料 352

9.5亚铁磁性和软磁铁氧体磁性材料 354

9.6铁氧体永磁体的制作 356

9.7从铁系合金到铁氧体材料 358

9.8磁畴及磁畴壁的运动 360

9.9决定磁畴结构的能量类型 362

9.10磁滞回线及其决定因素 364

9.11非晶态高磁导率材料 366

9.12永磁材料及其进展 368

9.13钕铁硼稀土永磁材料及制备工艺 370

9.14钕铁硼永磁材料性能的提高和改进 372

9.15添加Dy的Nd-Fe-B系合金（1）——细化晶粒以提高矫顽力 374

9.16添加Dy的Nd-Fe-B系合金（2）——界面控制以提高矫顽力 376

9.17粘结磁体 378

9.18永磁材料的应用和退磁曲线 380

9.19各种各样的电机都离不开磁铁 382

9.20磁记录材料 384

9.21光磁记录材料 386

第10章 薄膜材料及薄膜制备技术 390

10.1薄膜的定义和薄膜材料的特殊性能 390

10.2获得薄膜的三个必要条件 392

10.3真空获得 394

10.4薄膜是如何沉积的 396

10.5气体放电 398

10.6等离子体与薄膜沉积 400

10.7物理气相沉积（1）——真空蒸镀 402

10.8物理气相沉积（2）——离子镀和激光熔射 404

10.9物理气相沉积（3）——溅射镀膜 406

10.10物理气相沉积（4）——磁控溅镀靶 408

10.11物理气相沉积（5）——溅射镀膜的应用 410

10.12化学气相沉积（1）——原理及设备 412

10.13化学气相沉积（2）——各类CVD的应用 414

10.14超硬涂层 416

10.15金刚石及类金刚石涂层 418

10.16电镀Cu膜用于集成电路芯片制作 420

10.17薄膜的图形化——湿法刻蚀和干法刻蚀 422

10.18反应离子刻蚀和反应离子束刻蚀 424

10.19平坦化技术和大马士革工艺 426

作者简历 429

作者书系 429