材料學概論

《材料學概論》共7章。第1章講述材料與材料科學研究的內容及任務，材料的類別、性質、應用、發展現狀及趨勢。第2～4章分別講述金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的基礎知識、結構、生產方法、性能特點及應用。第5章講述礦物材料基本概念、性能特點，礦物材料的加工及應用。第6章講述複合材料的基礎知識，增強材料的特性，複合材料的性能特點、生產工藝及應用。第7章介紹能源、環境、生物、智能、納米等新型材料的特點、發展及應用。

第1章 緒論1

1.1 材料科學與工程1

1.2 材料的分類2

1.3 材料的性能2

1.3.1 力學性能2

1.3.2 電學性能4

1.3.3 熱學性能5

1.3.4 化學性能5

1.4 材料的應用6

1.5 材料在人類社會和國民經濟發展中的地位與作用8

第2章 金屬材料11

2.1 概述11

2.1.1 金屬材料的基本概念11

2.1.2 金屬材料的晶體結構12

2.2 金屬及合金的相圖16

2.2.1 二元合金相圖16

2.2.2 鐵碳合金相圖24

2.3 金屬材料的結晶27

2.3.1 結晶的過程27

2.3.2 結晶的熱力學條件28

2.3.3 形核28

2.3.4 晶核的長大33

2.4 金屬材料的性能36

2.4.1 物理性能36

2.4.2 化學性能37

2.4.3 力學性能37

2.4.4 工藝性能40

2.5 金屬的熱處理41

2.5.1 退火和正火42

2.5.2 淬火及回火42

2.5.3 表面熱處理43

2.6 新型金屬材料簡介43

2.6.1 形狀記憶合金44

2.6.2 其他金屬功能材料46

第3章 無機非金屬材料47

3.1 無機非金屬材料概述47

3.1.1 無機非金屬材料的概念及分類47

3.1.2 無機非金屬材料主要性能及應用47

3.2 陶瓷材料48

3.2.1 陶瓷的概念及分類48

3.2.2 陶瓷的顯微結構與性能49

3.2.3 普通陶瓷53

3.2.4 特種陶瓷54

3.2.5 耐火材料61

3.3 玻璃65

3.3.1 玻璃的概念、特點及分類65

3.3.2 玻璃的結構66

3.3.3 玻璃的性質67

3.3.4 普通玻璃69

3.3.5 特種玻璃72

3.4 膠凝材料76

3.4.1 膠凝材料的定義、分類及發展現狀76

3.4.2 普通水泥77

3.4.3 特種水泥83

3.4.4 石膏和石灰85

第4章 高分子材料87

4.1 概述87

4.1.1 高分子材料的基本概念87

4.1.2 高分子材料的命名87

4.1.3 高分子材料的分類88

4.1.4 聚合反應88

4.1.5 高分子材料的成型加工89

4.1.6 高分子材料的發展現狀與趨勢90

4.2 高分子的結構與性能91

4.2.1 高分子的結構91

4.2.2 高分子的物理狀態94

4.2.3 高分子基本性能及特點95

4.3 常用的高分子材料99

4.3.1 塑料99

4.3.2 橡膠109

4.3.3 纖維114

4.3.4 膠黏劑116

4.3.5 塗料119

4.4 功能高分子120

4.4.1 離子交換樹脂121

4.4.2 高吸水性樹脂122

4.4.3 感光性高分子123

4.4.4 導電高分子123

第5章 礦物材料125

5.1 概述125

5.1.1 礦物材料概念125

5.1.2 礦物材料學的特點126

5.1.3 礦物材料分類127

5.1.4 礦物材料的現狀與發展趨勢127

5.2 礦物材料的加工129

5.2.1 初加工129

5.2.2 深加工130

5.2.3 礦物材料深加工技術發展趨勢130

5.2.4 礦物材料製品132

5.3 單晶礦物材料及應用132

5.3.1 金剛石132

5.3.2 石墨134

5.3.3 剛玉136

5.3.4 石英136

5.3.5 高嶺石137

5.3.6 蒙脫石138

5.3.7 硅灰石141

5.3.8 電氣石142

5.4 礦物材料的開發及應用143

5.4.1 環境礦物材料143

5.4.2 保溫、隔熱、輕質礦物材料148

第6章 複合材料153

6.1 概述153

6.1.1 複合材料概念153

6.1.2 複合材料的命名與分類153

6.1.3 複合材料性能特點155

6.1.4 複合材料現狀與發展趨勢157

6.2 複合材料的複合原理與增強機理160

6.2.1 複合原理160

6.2.2 複合材料增強機理162

6.2.3 複合材料的增韌機理165

6.2.4 複合材料界面167

6.3 增強材料170

6.3.1 玻璃纖維171

6.3.2 碳纖維172

6.3.3 硼纖維173

6.3.4 碳化硅纖維173

6.3.5 芳綸纖維173

6.4 聚合物基複合材料174

6.4.1 聚合物複合材料基體174

6.4.2 聚合物基複合材料的成型方法175

6.4.3 聚合物基複合材料的性能176

6.4.4 聚合物基複合材料的應用177

6.5 金屬基複合材料177

6.5.1 概述177

6.5.2 金屬基複合材料性能178

6.5.3 金屬基複合材料的種類179

6.6 無機非金屬基複合材料180

6.6.1 陶瓷基複合材料180

6.6.2 碳/碳複合材料181

6.6.3 無機膠凝複合材料182

6.7 功能複合材料183

6.7.1 樹脂基功能複合材料184

6.7.2 金屬基功能複合材料184

6.7.3 陶瓷基功能複合材料185

第7章 新型材料187

7.1 新型能源材料187

7.1.1 太陽能電池材料187

7.1.2 儲氫材料188

7.1.3 鋰離子電池材料190

7.1.4 燃料電池材料192

7.2 磁性材料193

7.2.1 材料的磁性193

7.2.2 磁性材料的種類及其特點194

7.3 壓電材料195

7.3.1 壓電陶瓷195

7.3.2 壓電高分子材料196

7.4 信息材料197

7.4.1 信息技術與信息材料197

7.4.2 信息處理材料197

7.4.3 信息存儲材料198

7.4.4 信息傳遞材料199

7.4.5 信息顯示材料199

7.4.6 獲取信息材料200

7.5 智能材料200

7.5.1 智能材料的定義及分類200

7.5.2 智能材料的構成與功能200

7.5.3 智能材料的應用201

7.6 生態環境材料201

7.6.1 概述201

7.6.2 材料的環境協調性評價202

7.6.3 材料和產品的生態設計203

7.6.4 金屬材料的生態環境化204

7.6.5 無機非金屬材料的生態環境化205

7.6.6 高分子材料的生態環境化207

7.7 生物材料208

7.7.1 概述208

7.7.2 生物金屬材料209

7.7.3 生物醫用無機非金屬材料209

7.7.4 生物醫用高分子材料210

7.7.5 生物醫用複合材料211

7.7.6 生物衍生材料211

7.8 納米材料211

7.8.1 概述211

7.8.2 納米結構單元213

7.8.3 納米材料的製備216

7.8.4 納米材料的性能217

7.8.5 納米材料的應用219

參考文獻221