材料科學基礎

《料科學基礎》是材料科學與工程專業本科生的一門重要專業基礎課。目前國內出版的這類教材版本雖然很多，但由於各個高校的專業背景和教改進程的差異，所以編入書中的內容側重點也各不相同。本書力求將金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料緊密結合，從材料的組織結構出發，揭示材料性能與材料結構和製備工藝之間的關係，全面闡述各種材料的共性基礎知識及個性特徵。由於各種材料的分支學科的學術背景不盡相同，諸分支學科的融合也有一個歷史過程，不能一蹴而就；而金屬材料的理論體系相對於其他材料來說更為成熟和嚴密，其理論和研究方法也正在向其他材料學科移植和滲透；同時由於教學時數限制，因此，本教材的主體仍是金屬材料，同時兼顧無機非金屬材料和高分子材料以及複合材料。

緒論

第1章 材料的結構

1.1 材料的鍵合方式

1.1.1 離子鍵

1.I.2 共價鍵

1.1.3 金屬鍵

1.1.4 二次鍵

1.1.5 混合鍵

1.1.6 材料的結合鍵與性能

1.2 晶體學基本知識

1.2.1 晶體的特徵

1.2.2 空間點陣與晶胞

1.2.3 晶系和布拉菲點陣

1.2.4 空間點陣與晶體結構的關係

1.2.5 晶體的對稱性概念

1.2.6 晶面指數和晶向指數

1.2.7 晶面間距

1.2.8 晶面及晶向間的夾角

1.2.9 晶帶

1.3 純金屬的晶體結構

1.3.1 典型純金屬的晶體結構

1.3.2 點陣常數與原子半徑r的關係

1.3.3 配位數和緻密度

1.3.4 晶體中原子堆垛方式

1.3.5 晶體結構中的間隙

1.3.6 同素異構現象

1.3.7 原子半徑

1.3.8 其他晶體結構

1.4 合金相結構

1.4.1 固溶體

1.4.2 金屬問化合物

1.5 陶瓷材料的晶體相結構

1.5.1 離子鍵結合的陶瓷晶體結構

1.5.2 共價鍵結合的陶瓷晶體結構

1.6 非晶態金屬(金屬玻璃)

1.6.1 金屬玻璃的獲得與分類

1.6.2 金屬玻璃結構模型

1.7 准晶體

1.7.1 准晶體的結構模型

1.7.2 准晶的穩定性

1.8 高分子材料的結構

1.8.1 高分子鏈結構

1.8.2 高分子的聚集態結構

習題

第2章 空位與位錯

2.1 空位

2.1.1 空位的熱力學分析

2.1.2 空位的遷移

2.1.3 材料中空位的實際意義

2.2 位錯的基本類型及特徵

2.2.1 刃型位錯

2.2.2 螺型位錯

2.2.3 混合位錯

2.3 柏氏矢量

2.3.1 確定柏氏矢量的方法

2.3.2 柏氏矢量的特徵和意義

2.4 位錯的運動

2.4.1 位錯滑移的晶格阻力

2.4.2 刃型位錯的運動

2.4.3 螺型位錯的運動

2.4.4 混合位錯的運動

2.5 位錯的應變場和應力能

2.5.1 位錯的應變能

2.5.2 位錯的應力場

2.6 位錯的受力

2.6.1 作用在位錯上的力

2.6.2 位錯的線張力

2.7 位錯與晶體缺陷的交互作用

2.7.1 位錯與點缺陷之間的交互作用

2.7.2 位錯之間的交互作用

2.7.3 位錯的塞積

2.8 位錯的萌生與增殖

2.8.1 晶體中位錯的萌生

2.8.2 晶體中位錯的增殖

2.9 實際晶體中的位錯組態

2.9.1 fcc，bcc，hcp晶體中單位位錯的柏氏矢量

2.9.2 層錯

2.9.3 不全位錯

2.9.4 位錯反應與擴展位錯

2.9.5 位錯的實際觀察

習題

第3章 材料的表面與界面

3.1 材料的表面

3.1.1 表面晶體學

3.1.2 表面熱力學

3.1.3 實際表面

3.2 材料的界面

3.2.1 界面的定義和種類

3.2.2 晶界

3.2.3 相界

3.2.4 多晶材料中的界面

習題

第4章 材料的凝固

4.1 金屬液態結構與性能特點

4.1.1 液態金屬與固態金屬的比較

4.1.2 金屬液態結構

4.2 金屬結晶的基本規律

4.2.1 金屬結晶的微觀現象

4.2.2 金屬結晶的宏觀現象

4.3 晶核的長大

4.3.1 晶核長大的條件

4.3.2 液一固界面的微觀結構

4.3.3 晶體長大的機制

4.3.4 純金屬長大的形態

4.4 結晶理論的應用

4.4.1 鑄錠的組織及控制

4.5 聚合物的凝固

習題

第5章 二元合金相圖及合金的凝固和組織

5.1 二元相圖的表示方法

5.1.1 二元合金中存在的相

5.1.2 二元相圖的表示、含義和槓桿定律

5.1.3 用實驗方法測繪二元相圖

5.2 勻晶相圖及固溶體合金的凝固和組織

5.2.1 相圖分析

5.2.2 固溶體合金的平衡凝固和組織

5.2.3 固溶體合金的非平衡凝固和組織

5.2.4 固溶體合金凝固過程中的溶質分佈

5.2.5 區域熔煉

5.2.6 成分過冷及其對晶體成長形狀和鑄錠組織的影響

5.3 共晶相圖及共晶系合金的凝固和組織

5.3.1 相圖分析

5.3.2 共晶系合金的平衡凝固和組織

5.3.3 共晶組織及其形成機理

5.3.4 共晶系合金的非平衡凝固和組織

5.4 包晶相圖及其合金的凝固和組織

5.4.1 相圖分析

5.4.2 包晶系合金的平衡凝固和組織

5.4.3 包晶系合金的非平衡凝固和組織

5.4.4 包晶轉變的實際應用

……

第6章三元相圖及合金的凝固組織

第7章 固體材料中的擴散

第8章 材料塑性變形

第9章 冷變形金屬的恢復、再結晶與熱加工

第10章 固態相變

第11章 材料的電子結構與物理性能的基本知識

第12章 材料的強化和韌化

參考文獻