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目次
商品簡介
本書闡述了材料的成分、組織結構與性能間關係的基本原理。全書除導論外共九章，內容包括：材料結構的基礎知識、材料中的晶體結構、高分子材料的結構、晶體缺陷、材料的相結構與相圖、材料的凝固與氣相沉積、擴散與固態相變、材料的變形與斷裂、固體材料的電子結構與物理性能。
目次
第3版前言
第2版前言
第1版前言
導論1
一、材料科學的重要地位1
二、各種材料概況3
三、材料性能與內部結構的關係8
四、材料的製備與加工工藝對性能的
影響8
五、什麼是材料科學10
參考文獻11
第一章材料結構的基本知識12
第一節原子結構12
一、原子的電子排列12
二、元素週期表及性能的週期性變化14
第二節原子結合鍵17
一、一次鍵17
二、二次鍵18
三、混合鍵20
四、結合鍵的本質及原子間距21
五、結合鍵與性能23
第三節原子排列方式24
一、晶體與非晶體24
二、原子排列的研究方法26
第四節晶體材料的組織28
一、組織的顯示與觀察28
二、單相組織28
三、多相組織29
第五節材料的穩態結構與亞穩態結構30
小結32
習題33
參考文獻33
第二章材料中的晶體結構34
第一節晶體學基礎34
一、空間點陣和晶胞34
二、晶系和布拉維點陣35
三、晶向指數和晶面指數37
第二節純金屬的晶體結構40
一、典型金屬的晶體結構40
二、多晶型性45
三、晶體結構中的原子半徑47
第三節離子晶體的結構49
一、離子晶體的主要特點49
二、離子半徑、配位數和離子的堆積49
三、離子晶體的結構規則51
四、典型離子晶體的結構52
第四節共價晶體的結構54
一、共價晶體的主要特點54
二、典型共價晶體的結構54
小結55
習題55
參考文獻57
第三章高分子材料的結構58
第一節高分子材料概述58
一、高分子材料的基本概念58
二、高分子材料的合成60
三、高分子材料的分類62
第二節高分子鏈的結構及構像62
一、高分子鏈的化學組成62
二、結構單元的連接方式和空間構型63
三、高分子鏈的幾何形狀64
四、高分子鏈的構象及柔順性65
第三節高分子的聚集態結構67
一、晶態聚合物的結構67
二、非晶態聚合物的結構69
三、聚合物的結晶度與玻璃化溫度70
第四節高分子材料的性能與結構72
一、高分子材料的主要性能特點72
二、高分子材料的性能與結構的關係73
三、改變高分子材料性能的途徑75
小結78
習題79
參考文獻79
第四章晶體缺陷81
第一節點缺陷81
一、點缺陷的類型81
二、點缺陷的產生83
三、點缺陷與材料行為85
第二節位錯的基本概念86
一、位錯與塑性變形86
二、晶體中的位錯模型及位錯易動性87
三、柏氏矢量90
四、位錯的運動92
五、位錯密度97
六、位錯的觀察98
第三節位錯的能量及交互作用99
一、位錯的應變能99
二、位錯的線張力102
三、位錯的應力場及與其他缺陷的交互
作用103
四、位錯的分解與合成108
第四節晶體中的界面112
一、晶界的結構與晶界能112
二、表面及表面能114
三、表面吸附與晶界內吸附116
四、潤濕行為117
五、界面能與顯微組織的變化119
小結120
習題121
參考文獻123
第五章材料的相結構及相圖124
第一節材料的相結構124
一、固溶體124
二、中間相129
三、非晶相134
第二節相圖的基本知識135
一、相律136
二、成分的表示方法與相圖的建立137
三、杠杆定律137
四、相和組織的概念139
五、一元系相圖139
第三節二元系相圖140
一、勻晶相圖及固溶體的結晶140
二、共晶相圖及其結晶143
三、包晶相圖及其結晶149
四、其他類型的二元系相圖152
五、相圖與性能的關係155
六、複雜相圖分析156
第四節相圖的熱力學基礎172
一、吉布斯自由能與成分的關係172
二、克勞修斯克拉珀龍方程174
三、相平衡條件175
四、吉布斯自由能曲線與相圖177
第五節三元系相圖180
一、三元相圖的表示方法181
二、三元相圖的建立182
三、三元勻晶相圖184
四、三元系中相平衡空間的熱力學
分析188
五、典型三元系相圖分析198
六、三元系相圖實例分析206
習題208
參考文獻210
第六章材料的凝固與氣相沉積212
第一節材料凝固時晶核的形成212
一、凝固結晶基本規律212
二、均勻形核及形核率215
三、非均勻形核217
第二節材料凝固時晶體的生長220
一、晶核長大的必要條件220
二、固液界面的微觀構造220
三、材料的熔化熵與晶體生長方式223
四、溫度梯度對晶體生長的影響224
第三節固溶體合金的凝固226
一、合金凝固的典型情況226
二、成分過冷及其對晶體生長的影響230
第四節共晶合金的凝固231
一、共晶體的結構231
二、雜質對共晶生長的影響233
三、偏離共晶成分的合金凝固235
第五節製造工藝與凝固組織236
一、鑄錠與鑄件的凝固組織及偏析236
二、連續鑄造和熔化焊的凝固組織238
第六節材料製備的特種凝固工藝技術240
一、區域熔煉240
二、製備單晶241
三、用快速冷凝法製備金屬玻璃242
四、定向凝固242
五、激光熔覆金屬3D打印製造243
第七節材料非晶態245
一、材料的非晶態概述245
二、常用材料的非晶態245
第八節材料的氣固轉變247
一、凝聚蒸發的平衡248
二、蒸發249
三、凝聚250
第九節氣相沉積法的材料製備技術251
一、矽芯片的外延生長251
二、用化學氣相沉積制取B纖維和SiC
纖維252
三、用惰性氣體凝結法制取納米材料253
習題254
參考文獻256
第七章擴散與固態相變258
第一節擴散定律及其應用258
一、擴散第一定律258
二、擴散第二定律260
第二節擴散機制
第2版前言
第1版前言
導論1
一、材料科學的重要地位1
二、各種材料概況3
三、材料性能與內部結構的關係8
四、材料的製備與加工工藝對性能的
影響8
五、什麼是材料科學10
參考文獻11
第一章材料結構的基本知識12
第一節原子結構12
一、原子的電子排列12
二、元素週期表及性能的週期性變化14
第二節原子結合鍵17
一、一次鍵17
二、二次鍵18
三、混合鍵20
四、結合鍵的本質及原子間距21
五、結合鍵與性能23
第三節原子排列方式24
一、晶體與非晶體24
二、原子排列的研究方法26
第四節晶體材料的組織28
一、組織的顯示與觀察28
二、單相組織28
三、多相組織29
第五節材料的穩態結構與亞穩態結構30
小結32
習題33
參考文獻33
第二章材料中的晶體結構34
第一節晶體學基礎34
一、空間點陣和晶胞34
二、晶系和布拉維點陣35
三、晶向指數和晶面指數37
第二節純金屬的晶體結構40
一、典型金屬的晶體結構40
二、多晶型性45
三、晶體結構中的原子半徑47
第三節離子晶體的結構49
一、離子晶體的主要特點49
二、離子半徑、配位數和離子的堆積49
三、離子晶體的結構規則51
四、典型離子晶體的結構52
第四節共價晶體的結構54
一、共價晶體的主要特點54
二、典型共價晶體的結構54
小結55
習題55
參考文獻57
第三章高分子材料的結構58
第一節高分子材料概述58
一、高分子材料的基本概念58
二、高分子材料的合成60
三、高分子材料的分類62
第二節高分子鏈的結構及構像62
一、高分子鏈的化學組成62
二、結構單元的連接方式和空間構型63
三、高分子鏈的幾何形狀64
四、高分子鏈的構象及柔順性65
第三節高分子的聚集態結構67
一、晶態聚合物的結構67
二、非晶態聚合物的結構69
三、聚合物的結晶度與玻璃化溫度70
第四節高分子材料的性能與結構72
一、高分子材料的主要性能特點72
二、高分子材料的性能與結構的關係73
三、改變高分子材料性能的途徑75
小結78
習題79
參考文獻79
第四章晶體缺陷81
第一節點缺陷81
一、點缺陷的類型81
二、點缺陷的產生83
三、點缺陷與材料行為85
第二節位錯的基本概念86
一、位錯與塑性變形86
二、晶體中的位錯模型及位錯易動性87
三、柏氏矢量90
四、位錯的運動92
五、位錯密度97
六、位錯的觀察98
第三節位錯的能量及交互作用99
一、位錯的應變能99
二、位錯的線張力102
三、位錯的應力場及與其他缺陷的交互
作用103
四、位錯的分解與合成108
第四節晶體中的界面112
一、晶界的結構與晶界能112
二、表面及表面能114
三、表面吸附與晶界內吸附116
四、潤濕行為117
五、界面能與顯微組織的變化119
小結120
習題121
參考文獻123
第五章材料的相結構及相圖124
第一節材料的相結構124
一、固溶體124
二、中間相129
三、非晶相134
第二節相圖的基本知識135
一、相律136
二、成分的表示方法與相圖的建立137
三、杠杆定律137
四、相和組織的概念139
五、一元系相圖139
第三節二元系相圖140
一、勻晶相圖及固溶體的結晶140
二、共晶相圖及其結晶143
三、包晶相圖及其結晶149
四、其他類型的二元系相圖152
五、相圖與性能的關係155
六、複雜相圖分析156
第四節相圖的熱力學基礎172
一、吉布斯自由能與成分的關係172
二、克勞修斯克拉珀龍方程174
三、相平衡條件175
四、吉布斯自由能曲線與相圖177
第五節三元系相圖180
一、三元相圖的表示方法181
二、三元相圖的建立182
三、三元勻晶相圖184
四、三元系中相平衡空間的熱力學
分析188
五、典型三元系相圖分析198
六、三元系相圖實例分析206
習題208
參考文獻210
第六章材料的凝固與氣相沉積212
第一節材料凝固時晶核的形成212
一、凝固結晶基本規律212
二、均勻形核及形核率215
三、非均勻形核217
第二節材料凝固時晶體的生長220
一、晶核長大的必要條件220
二、固液界面的微觀構造220
三、材料的熔化熵與晶體生長方式223
四、溫度梯度對晶體生長的影響224
第三節固溶體合金的凝固226
一、合金凝固的典型情況226
二、成分過冷及其對晶體生長的影響230
第四節共晶合金的凝固231
一、共晶體的結構231
二、雜質對共晶生長的影響233
三、偏離共晶成分的合金凝固235
第五節製造工藝與凝固組織236
一、鑄錠與鑄件的凝固組織及偏析236
二、連續鑄造和熔化焊的凝固組織238
第六節材料製備的特種凝固工藝技術240
一、區域熔煉240
二、製備單晶241
三、用快速冷凝法製備金屬玻璃242
四、定向凝固242
五、激光熔覆金屬3D打印製造243
第七節材料非晶態245
一、材料的非晶態概述245
二、常用材料的非晶態245
第八節材料的氣固轉變247
一、凝聚蒸發的平衡248
二、蒸發249
三、凝聚250
第九節氣相沉積法的材料製備技術251
一、矽芯片的外延生長251
二、用化學氣相沉積制取B纖維和SiC
纖維252
三、用惰性氣體凝結法制取納米材料253
習題254
參考文獻256
第七章擴散與固態相變258
第一節擴散定律及其應用258
一、擴散第一定律258
二、擴散第二定律260
第二節擴散機制
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