材料学概论

第1章 材料的支柱和先导作用
1．1 材料的定义和分类
1．1．1 材料的定义——材料、原料、物质之间的关系
1．1．2 判断物质是否为材料的判据
1．1．3 材料的分类
1．1．4 材料生命周期的循环
1．2 材料是人类社会进步的标识
1．2．1 石器时代
1．2．2 陶器时代
1．2．3 青铜器时代
1．2．4 铁器时代
1．3 材料是当代文明社会的根基
1．3．1 水泥的发明和使用
1．3．2 钢铁时代
1．3．3 以硅为代表的半导体时代
1．3．4 高分子和先进陶瓷时代
1．4 材料是各类产业的基础
1．4．1 五大类工程材料
1．4．2 使用中更关注材料的性能和功能
1．4．3 “泰坦尼克号”海难——环境和其他影响因素
1．4．4 选择材料的原则
1．5 先进材料是高新技术的核心
1．5．1 航空燃气涡轮发动机的构造及对材料的要求
1．5．2 镍基超级合金的出现迎来了喷气式飞机
1．5．3 大型客机处处离不开复合材料
1．5．4 高温陶瓷的出现催生了航天飞机
1．6 新材料是国家核心竞争力的体现
1．6．1 “材料科学”这一名词诞生于1957年以后
1．6．2 材料科学的形成与内涵
1．6．3 新材料在各先进工业国的战略地位
1．6．4 极端环境对材料提出更苛刻的要求
1．7 材料可以“”点石成金，化腐朽为神奇“
1．7．1 炭、石墨和金刚石”本是同根生
1．7．2 从“心忧炭贱愿天寒”的炭到价值连城的钻石
1．7．3 步入科学殿堂的二氧化硅
1．7．4 高锟发明的光纤是当今电子通信产业的“根”
1．8 “制造材料者制造技术”，材料可以“以不变应万变”
1．8．1 反复验证的“制造材料者制造技术”的现象
1．8．2 摩尔定律继续有效的支撑是材料
1．8．3 中国古代四大发明之一——指南针采用的就是磁性材料
1．8．4 高档乘用车中由磁性材料制作的电机不下几十台
1．9 复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域
1．9．1 各类工程材料的屈服强度对比
1．9．2 不同材料的比强度和比模量
1．9．3 复合材料可以做到“1+1＞2”
1．9．4 没有吸波材料就谈不到隐形飞机
1．10材料科学与工程的定义和学科特点
1．10．1 材料科学与工程的定义
1．10．2 材料科学与工程是学科的融合与交叉
1．10．3 材料科学与工程技术有着不可分割的关系
1．10．4 材料科学与工程有很强的应用目的和明确的应用背景
1．11材料科学与工程四要素
1．11．1 成分
1．11．2 结构和组织
1．11．3 合成（制备）与加工（工艺）
1．11．4 性质（或固有性能）和使用特性（或服役效能）
1．12重视材料的加工和制造
1．12．1 加工成材是实现材料应用的**步
1．12．2 材料不同，加工方法各异
1．12．3 材料加工的创新任重道远
1．12．4 镁合金的加工和应用
1．13提高材料的性能永无止境
1．13．1 材料的应用基于其特性和功能
1．13．2 材料的热膨胀系数及不同材料热膨胀系数的匹配
1．13．3 材料的热导率及如何提高系统的导热效果
1．13．4 低介电常数材料和高介电常数材料各有各的用处
1．14关注材料的*新应用——强调发展，注重创新
1．14．1 新型电子材料
1．14．2 低维材料和亚稳材料
1．14．3 生物材料和智能材料
1．14．4 新能源材料
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
1．15．1 结构材料从原始到现代的进步
1．15．2 钢筋混凝土使世界上的高楼大厦拔地而起
1．15．3 “9·11”世贸大厦垮塌——高温下材料失效是内因，巨大的冲击力是外因
1．15．4 “3·11”福岛核事故——裂变余热和衰变产生的热量足以使燃料元件熔化
1．16新材料如何适应技术创新和产业创新
1．16．1 新材料的主要特征
1．16．2 新材料的应用领域
1．16．3 可持续发展对新型材料的要求
1．16．4 新型材料的发展方向
名词术语和基本概念
思考题及练习题
参考文献

第2章 材料就在元素周期表中
2．1 门捷列夫元素周期表——*伟大的材料事件
2．1．1 人类发展史上*伟大的材料事件
2．1．2 周期和族
2．1．3 主族和副族
2．1．4 材料就在元素周期表中
2．2 120种元素综合分析
2．2．1 金属、半金属
2．2．2 黑色金属、有色金属、轻金属、重金属
2．2．3 贱金属、贵金属
2．2．4 稀有金属、稀散金属、稀土金属
2．3 原子的核外电子排布（1）——量子数和电子轨道
2．3．1 主量子数n
2．3．2 轨道角量子数l
2．3．3 轨道磁量子数m
2．3．4 自旋量子数ms
2．4 原子的核外电子排布（2）——电子排布的三个准则
2．4．1 电子轨道排布的三个准则
2．4．2 电子的轨道能级分布
2．4．3 金属*集中的三类元素
2．4．4 为什么Fe、Co、Ni是铁磁性的？
2．5 核外电子排布的应用（1）——碳的sp3、sp2、sp杂化
2．5．1 碳的sp3、sp2、sp杂化
2．5．2 碳材料的键特性
2．5．3 富勒烯、碳纳米管和石墨烯
2．5．4 藉由3种不同的碳-碳键合构成的有机化合物
2．6 核外电子排布的应用（2）——四面体键的奇妙之处
2．6．1 碳材料的多样性
2．6．2 碳原子的堆垛方式-四面体键的奇妙之处
2．6．3 石墨的结构类型
2．6．4 各种各样的碳（石墨）制品
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
2．7．1 元素核外电子的排布方式
2．7．2 氧化还原反应中的电子授受及元素氧化数的变化
2．7．3 电子填充轨道的先后规则——违反先后“次序”的d、f轨道电子
2．7．4 电子授受及在化学电池中的应用
2．8 原子的核外电子排布（4）——过渡族元素和难熔金属
2．8．1 过渡族元素——d或f亚层电子未填满的元素
2．8．2 过渡族元素的一般特征
2．8．3 难熔金属的特征
2．8．4 难熔金属的应用
2．9 原子半径、离子半径和元素的电负性
2．9．1 原子半径
2．9．2 离子半径
2．9．3 元素的电负性
2．9．4 价电子浓度
2．10原子的电离能和可能的价态表现
2．10．1 原子的电离能
2．10．2 原子的电子亲和能
2．10．3 原子能级的实验测定
2．10．4 元素可能的价态表现
2．11原子的核外电子排布（5）——稀土元素和锕系元素
2．11．1 稀土元素——4f亚层电子未填满的元素
2．11．2 稀土元素的特征
2．11．3 稀土元素的矿产分布及稀土元素的应用
2．11．4 锕系元素——5f亚层电子未填满的元素
2．12日常生活中须臾不可离开的元素
2．12．1 地壳中的八种含量*多的元素
2．12．2 组成人体的四种主要物质
2．12．3 人体不可缺少的矿物质
2．12．4 重金属污染成为重要的环境问题
2．13材料性能与化学键类型的关系
2．13．1 化学键的类型及特点
2．13．2 材料中的多种键合
2．13．3 物理吸附和化学吸附
2．13．4 根据结合键比较材料的性能
2．14 材料性能与微观结构的关系
2．14．1 组织敏感特性和组织非敏感特性
2．14．2 常温下元素的晶体结构
2．14．3 常见金属晶体结构类型
2．14．4 晶体中的缺陷
2．15 铁的晶体结构
2．15．1 钢铁缘何具有*广泛用途
2．15．2 铁的同素异构转变
2．15．3 铁的典型晶体结构
2．15．4 置换型固溶体和间隙型固溶体
2．16 材料性能与组织的关系
2．16．1 铁的同素异构转变及其结构、性能变化
2．16．2 晶体材料的组织和晶体组织的观察
2．16．3 单相与多相组织、冷加工变形与退火再结晶组织
2．16．4 藉由γ→α相变实现α相晶粒微细化的各种方法
2．17 从轨道能级到能带——绝缘体，导体和半导体的能带圈
2．17．1 固体能带的形状
2．17．2 金属的能带结构与导电性
2．17．3 绝缘体、导体和半导体的能带图
2．17．4 半导体的能带结构与导电性
2．18化合物半导体和荧光体材料
2．18．1 元素半导体和化合物半导体
2．18．2 化合物半导体的组成和特长
2．18．3 Ⅳ-Ⅳ族、Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅳ族、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族和Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ2族化合物半导体
2．18．4 荧光体材料重现光辉——同一类材料会渗透到高新技术的各个领域
名词术语和基本概念
思考题及练习题
参考文献
……
第3章 金属及合金材料
第4章 粉体和纳米材料
第5章 陶瓷及陶瓷材料
第6章 玻璃及玻璃材料