普通高等教育“九五”重量重点教材材料科学基础(第3版普通高等教育九五国家级重点教材)

第3版前言
第2版前言
第1版前言
导论1
一、材料科学的重要地位1
二、各种材料概况3
三、材料性能与内部结构的关系8
四、材料的制备与加工工艺对性能的
影响8
五、什么是材料科学10
参考文献11
**章材料结构的基本知识12
**节原子结构12
一、原子的电子排列12
二、元素周期表及性能的周期性变化14
第二节原子结合键17
一、一次键17
二、二次键18
三、混合键20
四、结合键的本质及原子间距21
五、结合键与性能23
第三节原子排列方式24
一、晶体与非晶体24
二、原子排列的研究方法26
第四节晶体材料的组织28
一、组织的显示与观察28
二、单相组织28
三、多相组织29
第五节材料的稳态结构与亚稳态结构30
小结32
习题33
参考文献33
第二章材料中的晶体结构34
**节晶体学基础34
一、空间点阵和晶胞34
二、晶系和布拉维点阵35
三、晶向指数和晶面指数37
第二节纯金属的晶体结构40
一、典型金属的晶体结构40
二、多晶型性45
三、晶体结构中的原子半径47
第三节离子晶体的结构49
一、离子晶体的主要特点49
二、离子半径、配位数和离子的堆积49
三、离子晶体的结构规则51
四、典型离子晶体的结构52
第四节共价晶体的结构54
一、共价晶体的主要特点54
二、典型共价晶体的结构54
小结55
习题55
参考文献57
第三章高分子材料的结构58
**节高分子材料概述58
一、高分子材料的基本概念58
二、高分子材料的合成60
三、高分子材料的分类62
第二节高分子链的结构及构像62
一、高分子链的化学组成62
二、结构单元的连接方式和空间构型63
三、高分子链的几何形状64
四、高分子链的构象及柔顺性65
第三节高分子的聚集态结构67
一、晶态聚合物的结构67
二、非晶态聚合物的结构69
三、聚合物的结晶度与玻璃化温度70
第四节高分子材料的性能与结构72
一、高分子材料的主要性能特点72
二、高分子材料的性能与结构的关系73
三、改变高分子材料性能的途径75
小结78
习题79
参考文献79
第四章晶体缺陷81
**节点缺陷81
一、点缺陷的类型81
二、点缺陷的产生83
三、点缺陷与材料行为85
第二节位错的基本概念86
一、位错与塑性变形86
二、晶体中的位错模型及位错易动性87
三、柏氏矢量90
四、位错的运动92
五、位错密度97
六、位错的观察98
第三节位错的能量及交互作用99
一、位错的应变能99
二、位错的线张力102
三、位错的应力场及与其他缺陷的交互
作用103
四、位错的分解与合成108
第四节晶体中的界面112
一、晶界的结构与晶界能112
二、表面及表面能114
三、表面吸附与晶界内吸附116
四、润湿行为117
五、界面能与显微组织的变化119
小结120
习题121
参考文献123
第五章材料的相结构及相图124
**节材料的相结构124
一、固溶体124
二、中间相129
三、非晶相134
第二节相图的基本知识135
一、相律136
二、成分的表示方法与相图的建立137
三、杠杆定律137
四、相和组织的概念139
五、一元系相图139
第三节二元系相图140
一、匀晶相图及固溶体的结晶140
二、共晶相图及其结晶143
三、包晶相图及其结晶149
四、其他类型的二元系相图152
五、相图与性能的关系155
六、复杂相图分析156
第四节相图的热力学基础172
一、吉布斯自由能与成分的关系172
二、克劳修斯克拉珀龙方程174
三、相平衡条件175
四、吉布斯自由能曲线与相图177
第五节三元系相图180
一、三元相图的表示方法181
二、三元相图的建立182
三、三元匀晶相图184
四、三元系中相平衡空间的热力学
分析188
五、典型三元系相图分析198
六、三元系相图实例分析206
习题208
参考文献210
第六章材料的凝固与气相沉积212
**节材料凝固时晶核的形成212
一、凝固结晶基本规律212
二、均匀形核及形核率215
三、非均匀形核217
第二节材料凝固时晶体的生长220
一、晶核长大的必要条件220
二、固液界面的微观构造220
三、材料的熔化熵与晶体生长方式223
四、温度梯度对晶体生长的影响224
第三节固溶体合金的凝固226
一、合金凝固的典型情况226
二、成分过冷及其对晶体生长的影响230
第四节共晶合金的凝固231
一、共晶体的结构231
二、杂质对共晶生长的影响233
三、偏离共晶成分的合金凝固235
第五节制造工艺与凝固组织236
一、铸锭与铸件的凝固组织及偏析236
二、连续铸造和熔化焊的凝固组织238
第六节材料制备的特种凝固工艺技术240
一、区域熔炼240
二、制备单晶241
三、用快速冷凝法制备金属玻璃242
四、定向凝固242
五、激光熔覆金属3D打印制造243
第七节材料非晶态245
一、材料的非晶态概述245
二、常用材料的非晶态245
第八节材料的气固转变247
一、凝聚蒸发的平衡248
二、蒸发249
三、凝聚250
第九节气相沉积法的材料制备技术251
一、硅芯片的外延生长251
二、用化学气相沉积制取B纤维和SiC
纤维252
三、用惰性气体凝结法制取纳米材料253
习题254
参考文献256
第七章扩散与固态相变258
**节扩散定律及其应用258
一、扩散**定律258
二、扩散第二定律260
第二节扩散机制