材料性能學

全書共分緒論及正文10章：緒論簡要論述了材料性能的概念和劃分，材料性能在表徵、機理、影響因素和測試等方面的共性問題；第1～5章為力學性能部分，分別介紹常規力學試驗和相應性能指標、變形和強化、斷裂和韌化、疲勞性能以及材料在高溫、衝擊、摩擦和腐蝕性介質等常見工程環境下的強度與斷裂；第6～9章為物理性能部分，分別介紹材料的熱學、磁學、電學及光學性能；第10章為材料的耐環境性能，介紹金屬材料的腐蝕和高分子材料的老化。

《材料性能學》力求從材料性能學“四要素”——表徵（規律）、機理、影響因素和測試，來闡述每一種材料性能，注重基本理論和工程應用的結合，並注意到不同材料的共性和個性。《材料性能學》涉及的知識面寬，信息量大，基礎性強，主要用作材料科學與工程一級學科的專業基礎課教材，也可供研究生、相關工程技術人員參考。

張帆，女，副教授，博士。

簡歷：

2000年9月——2003年3月瀋陽化工學院材料科學與工程學院材料學專業碩士

2003年4月——-2006年3月日本富山縣立大學工學研究科博士

研究方向：

1.納米無機材料的製備；2.納米無機材料的新性能和新效應；3.功能陶瓷的製備。

研究項目：

1、水熱法製備單分散納米二氧化鈦粉體，遼寧省教育廳2006年高等學校科學技術研究項目；

2、高取向鈦酸鉍無鉛壓電陶瓷的製備及其壓電性能的研究，瀋陽化工學院博士科研起動基金項目；

3、前驅體法製備氮化硼纖維/氮化硼基體複合材料，企業項目；

4、單分散納米金粉的製備，企業項目。

教授課程：

材料研究方法與測試技術；功能陶瓷材料；無機基礎材料與新材料。

前言

緒論

1 材料的常規力學性能

1.1 單向靜拉伸試驗及性能

1.1.1 單向靜拉伸試驗

1.1.2 拉伸曲線

1.1.3 單向靜拉伸基本力學性能指標

1.2 其他靜載下的力學試驗及性能

1.2.1 應力狀態軟性係數

1.2.2 壓縮

1.2.3 彎曲

1.2.4 扭轉

1.2.5 剪切

1.2.6 幾種靜載試驗方法的比較

1.3 缺口效應

1.3.1 缺口處應力分佈及缺口效應

1.3.2 缺口敏感度

1.4 硬度

1.4.1 布氏硬度

1.4.2 洛氏硬度

1.4.3 維氏硬度

1.4.4 其他硬度

1.4.5 常用材料的硬度

1.4.6 納米硬度

1.5 衝擊韌度

1.5.1 夏比缺口衝擊試驗

1.5.2 衝擊韌度和衝擊功的適用性

1.5.3 衝擊試驗的應用

1.6 強度的統計學分析

本章小結

名詞及術語

思考題及習題

2 材料的變形

2.1 彈性變形

2.1.1 彈性變形的宏觀描述

2.1.2 彈性變形的微觀本質

2.1.3 彈性模量影響因素

2.1.4 橡膠彈性

2.1.5 非理想彈性變形

2.2 黏彈性變形

2.2.1 黏彈性行為

2.2.2 力學鬆弛

2.2.3 黏彈性變形的唯象描述

2.2.4 時溫等效原理

2.3 塑性變形

2.3.1 塑性變形的一般特點

2.3.2 塑性變形機理

2.3.3 屈服

2.3.4 應變硬化

2.3.5 頸縮

2.4 先進材料的力學性能

2.4.1 金屬玻璃

2.4.2 多孔材料

2.4.3 納米結構材料

本章小結

名詞及術語

思考題及習題

3 材料的斷裂

3.1 斷裂概述

3.1.1 斷裂類型

3.1.2 斷裂強度

3.1.3 宏觀斷口

3.1.4 斷裂機製圖

3.2 斷裂過程及機制

3.2.1 解理斷裂

3.2.2 微孔聚集斷裂

3.2.3 沿晶斷裂

3.2.4 韌一脆轉變

3.3 非金屬材料的斷裂

3.3.1 陶瓷材料的斷裂

3.3.2 高分子材料的斷裂

3.4 斷裂韌度

3.4.1 裂紋尖端應力強度因子

3.4.2 斷裂韌度

3.4.3 裂紋尖端塑性區及有效裂紋修正

3.4.4 斷裂韌度的測試

3.4.5 斷裂韌度的工程應用

3.5 材料的韌化

3.5.1 金屬材料的韌化

3.5.2 陶瓷材料的韌化

本章小結

名詞及術語

思考題及習題

4 材料的疲勞

4.1 疲勞概述

4.1.1 變動應力

4.1.2 疲勞破壞特點

4.1.3 疲勞宏觀斷口

4.2 疲勞的宏觀表徵

4.2.1 疲勞曲線

4.2.2 疲勞極限

4.2.3 疲勞過載

4.2.4 疲勞缺口敏感度

4.2.5 低周疲勞

4.2.6 疲勞裂紋擴展速率

4.3 疲勞的微觀過程

4.3.1 延性固體的循環變形

4.3.2 疲勞裂紋的萌生

4.3.3 疲勞裂紋的擴展

4.3.4 疲勞裂紋擴展的阻滯和瞬態過程

4.4 非金屬材料的疲勞

4.4.1 陶瓷材料的疲勞

4.4.2 高分子材料的疲勞

4.5 特種條件下的疲勞

4.5.1 接觸疲勞

4.5.2 衝擊疲勞

4.5.3 微動疲勞

4.5.4 多軸疲勞

4.5.5 變幅疲勞

本章小結

名詞及術語

思考題及習題

5 材料在不同工程環境下的力學性能

5.1 高溫蠕變

5.1.1 概述

5.1.2 蠕變曲線

5.1.3 蠕變極限

5.1.4 持久強度及持久塑性

5.1.5 鬆弛穩定性

5.1.6 蠕變的微觀過程

5.1.7 常見高溫結構材料的蠕變性能

5.2 高速載入下的力學性能

5.2.1 概述

5.2.2 高速載荷下的變形

5.2.3 高速載荷下的斷裂

5.2.4 動態斷裂韌性

5.2.5 高分子材料的衝擊強度

5.3 環境誘發斷裂

5.3.1 應力腐蝕斷裂

5.3.2 氫致開裂

5.3.3 液體金屬脆

5.4 材料的磨損性能

5.4.1 概述

5.4.2 磨損機理

5.4.3 磨損試驗方法

5.4.4 非金屬材料的磨損特性

本章小結

名詞及術語

思考題及習題

6 材料的熱學性能

7 磁學性能

8 電學性能

9 光學性能

10 材料的耐環境性能

主要參考文獻