导语

  

内容提要

  

    陶杰、姚正军、薛烽主编的《材料科学基础（第2版十二五普通高等教育本科国家级规划教材）》为高等学校教材。本教材以材料基础理论为重点,并将金属材料、陶瓷材料和高分子材料与复合材料有机结合,建立了更为宽广的基础知识体系。
    全书主要从四部分展开论述:固体的结构、相图和相变基础、晶体的缺陷与界面结构和固体材料的变形。具体细分为晶体学基础、固体材料的结构、固体中的扩散、凝固、相图、固态相变的基本原理、晶体缺陷、材料表面与界面、金属材料的变形与再结晶、非金属材料的应力-应变行为与变形机制共十章内容。
    本教材适合材料专业本科生、研究生以及工程技术人员学习使用。

第1章　晶体学基础
  1.1  晶体的周期性和空间点阵
    1.1.1  晶体与晶体学
    1.1.2  晶体点阵与空间点阵
  1.2  布拉菲点阵
  1.3  晶向指数与晶面指数
    1.3.1  晶向指数
    1.3.2  晶面指数
    1.3.3  六方晶系的晶向指数与晶面指数
  1.4  晶面间距、晶面夹角和晶带定理
    1.4.1  晶面间距
    1.4.2  晶面夹角
    1.4.3  晶带定理
  1.5  晶体的对称性
    1.5.1  宏观对称元素
    1.5.2  32种点群
    1.5.3  微观对称元素
    1.5.4  空间群
  1.6  极射投影
    1.6.1  参考球和极射投影
    1.6.2  吴氏网
    1.6.3  标准投影图
第2章  固体材料的结构
  2.1  基础知识
    2.1.1  原子结构
    2.1.2  能级图和原子的电子结构
    2.1.3  周期表与周期性
    2.1.4  晶体中的原子结合
  2.2  金属及合金相的晶体结构
    2.2.1  元素的晶体结构
    2.2.2  典型金属的晶体结构
    2.2.3  合金相的晶体结构
  2.3  陶瓷的晶体结构
    2.3.1  概述
    2.3.2  离子晶体结构
    2.3.3  硅酸盐晶体结构
    2.3.4  同质异构现象
  2.4  非晶、准晶和纳米晶
    2.4.1  非晶态材料
    2.4.2  准晶的结构
    2.4.3  纳米晶的结构
  2.5  高分子的链结构及聚集态结构
    2.5.1  高分子链的组成和构造（近程结构）
    2.5.2  高分子链的构象（远程结构）
    2.5.3  高聚物的晶态结构
    2.5.4  高聚物的非晶态、取向及液晶态结构
    2.5.5  高分子合金的织态结构
  2.6  复合材料的细观结构
    2.6.1  复合材料及其组成
    2.6.2  复合材料的细观结构
第3章  固体中的扩散
  3.1  扩散定律及其应用
    3.1.1  扩散第一定律
    3.1.2  扩散第二定律
    3.1.3  扩散第二定律的解及其应用
  3.2  扩散微观理论与机制
    3.2.1  原子跳动和扩散距离
    3.2.2  原子跳动和扩散系数
    3.2.3  扩散的微观机制
    3.2.4  扩散激活能
  3.3  达肯方程
    3.3.1  柯肯达尔效应
    3.3.2  达肯方程与互扩散系数
  3.4  扩散的热力学分析
    3.4.1  扩散的驱动力
    3.4.2  扩散系数的普遍形式
    3.4.3  上坡扩散
  3.5  影响扩散的因素
    3.5.1  温度
    3.5.2  成分
    3.5.3  晶体结构
    3.5.4  短路扩散
  3.6  反应扩散
    3.6.1  反应扩散的过程及特点
    3.6.2  反应扩散动力学
第4章  凝固
  4.1  液体的性能与结构
    4.1.1  液态金属的结构
    4.1.2  高分子溶液
  4.2  金属的凝固与结晶
    4.2.1  纯金属的凝固
    4.2.2  固溶体合金的凝固
    4.2.3  共晶合金的凝固
    4.2.4  铸锭组织与凝固技术
  4.3  陶瓷的凝固
  4.4  聚合物的结晶
    4.4.1  结晶动力学
    4.4.2  结晶热力学
第5章  相图
  5.1  相图基础知识
    5.1.1  研究相图的意义
    5.1.2  相图的表示方法
    5.1.3  相图的建立
    5.1.4  相图热力学基础
    5.1.5  杠杆定律和重心法则
  5.2  一元相图
    5.2.1  纯铁的相图
    5.2.2  碳的相图
  5.3  二元相图
    5.3.1  二元匀晶相图
    5.3.2  二元共晶相图
    5.3.3  二元包晶相图
    5.3.4  二元相图的分析与使用
    5.3.5  实际二元相图举例
  5.4  三元相图
    5.4.1  两相平衡的三元相图
    5.4.2  三相平衡的三元相图
    5.4.3  四相平衡的三元相图
    5.4.4  形成稳定化合物的三元相图
    5.4.5  三元相图小结
    5.4.6  实际三元相图举例
    5.4.7  三元交互系统相图
第6章  固态相变的基本原理
  6.1  固态相变的分类与特征
    6.1.1  固态相变的分类
    6.1.2  固态相变的特征
  6.2  相变热力学
    6.2.1  热力学基本原理
    6.2.2  固态相变的形核
  6.3  相变动力学
    6.3.1  扩散性长大
    6.3.2  相变动力学方程
  6.4  扩散型相变
    6.4.1  固溶体的析出
    6.4.2  共析转变
  6.5  非扩散型相变
    6.5.1  马氏体相变的基本特征
    6.5.2  马氏体相变热力学
    6.5.3  马氏体相变动力学
    6.5.4  钢中马氏体的晶体结构
    6.5.5  马氏体的组织形态
    6.5.6  马氏体相变机制
    6.5.7  马氏体的力学性能
  6.6  过渡型相变
    6.6.1  贝氏体转变的基本特征
    6.6.2  贝氏体的组织形态
    6.6.3  贝氏体的力学性能
第7章  晶体缺陷
  7.1  点缺陷
    7.1.1  空位与间隙原子
    7.1.2  点缺陷的平衡浓度
    7.1.3  点缺陷的移动
    7.1.4  过饱和点缺陷
    7.1.5  点缺陷对金属性能的影响
  7.2  位错的基本知识
    7.2.1  位错概念的产生
    7.2.2  位错类型和柏氏矢量
  7.3  位错的运动
    7.3.1  位错的滑移
    7.3.2  刃型位错的攀移
    7.3.3  位错运动的ξ×v规则
    7.3.4  位错的基本几何性质小结
  7.4  位错的弹性性质
    7.4.1  位错的应力场
    7.4.2  位错的应变能
    7.4.3  位错运动的动力与阻力
    7.4.4  位错的线张力
    7.4.5  位错间的相互作用
    7.4.6  位错间的塞积
    7.4.7  位错间的交割
    7.4.8  位错与点缺陷的交互作用
  7.5  位错的生成与增殖
    7.5.1  位错密度
    7.5.2  位错的生成
    7.5.3  位错的增殖
  7.6  实际晶体中的位错
    7.6.1  实际晶体结构中的单位位错
    7.6.2  堆垛层错
    7.6.3  不全位错
    7.6.4  位错反应
    7.6.5  FCC晶体中位错反应的一般表示：汤普森四面体
    7.6.6  位错反应举例
第8章  材料表面与界面
  8.1  基础知识
    8.1.1  物质表面
    8.1.2  固体的表面自由能和表面张力
    8.1.3  纯金属表面张力的估算
    8.1.4  固液界面与润湿
    8.1.5  固-固界面与黏附
  8.2  晶体中的界面结构
    8.2.1  界面类型与结构
    8.2.2  界面能量
  8.3  晶体中界面的偏聚与迁移
    8.3.1  晶界平衡偏析
    8.3.2  界面迁移驱动力
    8.3.3  影响界面迁移的因素
  8.4  界面与组织形貌
    8.4.1  单相组织形貌
    8.4.2  复相组织形貌
  8.5  高聚物的表面张力与界面张力
    8.5.1  表面张力与分子间的作用力
    8.5.2  高聚物表面张力的影响因素
    8.5.3  高聚物界面张力
  8.6  复合体系的界面结合特性
    8.6.1  复合材料界面的形成过程
    8.6.2  树脂基复合材料的界面结构及界面理论
    8.6.3  非树脂基复合材料的界面结构
    8.6.4  复合材料界面破坏
  8.7  材料的复合原理
    8.7.1  复合材料力学性能的复合规律
    8.7.2  复合材料物理性质的复合规律
第9章  金属材料的变形与再结晶
  9.1  金属的应力-应变曲线
    9.1.1  工程应力-应变曲线
    9.1.2  真应力-真应变曲线
  9.2  金属的塑性变形
    9.2.1  单晶体的塑性变形
    9.2.2  多晶体的塑性变形
    9.2.3  合金的塑性变形与强化
    9.2.4  变形后的组织与性能
  9.3  回复与再结晶
    9.3.1  冷变形晶体的回复
    9.3.2  冷变形金属的再结晶
    9.3.3  再结晶后的晶粒长大
    9.3.4  再结晶织构与退火孪晶
  9.4  金属的热变形、蠕变与超塑性
    9.4.1  晶体的热变形
    9.4.2  蠕变
    9.4.3  超塑性
第10章  非金属材料的应力-应变行为与变形机制
  10.1  陶瓷的弹性变形
    10.1.1  陶瓷的弹性变形与弹性模量
    10.1.2  显微结构对弹性模量的影响
  10.2  陶瓷材料的塑性
    10.2.1  单晶陶瓷的塑性
    10.2.2  多晶陶瓷的塑性
    10.2.3  非晶体陶瓷的变形
  10.3  陶瓷材料的强度
    10.3.1  陶瓷材料的断裂与断裂强度
    10.3.2  陶瓷材料的弯曲强度
    10.3.3  陶瓷材料的压缩强度
    10.3.4  影响陶瓷材料强度的因素
  10.4  高聚物的分子运动与转变
    10.4.1  分子运动的特点与材料的力学状态
    10.4.2  玻璃态与晶态的分子运动
    10.4.3  玻璃化转变及影响因素
    10.4.4  高分子流动性质
  10.5  高聚物的高弹性
    10.5.1  高弹态与分子结构
    10.5.2  能弹性与熵弹性
  10.6  高聚物的黏弹性
    10.6.1  黏弹性现象
    10.6.2  黏弹性与力学松弛
    10.6.3  黏弹性的温度依赖性-时温等效原理
  10.7  高聚物的应力-应变行为
    10.7.1  高聚物的塑性及屈服
    10.7.2  聚合物的断裂与强度
附录  材料科学基础专业词汇
参考文献