本书是材料科学与工程系列教材之一,主要内容包括材料的结构,晶体缺陷,纯金属的凝固,二元相图,三元相图,固体材料的变形与断裂,回复与再结晶,扩散,固态相变,金属材料,高分子材料,陶瓷材料,复合材料及功能材料的基础知识。
本书可作为材料科学与工程各专业科生教材,也可作为研究生、教师和工程技术人员的参考书。

第1章 材料的结构
材料的成分不同其性能也不同。对同一成分的材料也可通过改变内部结构和组织状态的方法,改变其性能,这促进了人们对材料内部结构的研究。组成材料的原子的结构决定了原子的结合方式,按结合方式可将固体材料分为金属、陶瓷和聚合物。根据其原子排列情况,又可将材料分为晶体与非晶体两大类。本章首先介绍材料的晶体结构。
1.1 材料的结合方式
1.1.1 化学键
组成物质整体的质点(原子、分子或离子)间的相互作用力叫化学键。由于质点相互作用时,其吸引和排斥情况的不同,形成了不同类型的化学键,主要有共价键、离子键和金属键。
1.共价键
有些同类原子,例如周期表IVA、VA、VIA族中大多数元素或电负性相差不大的原子互相接近时,原子之间不产生电子的转移,此时借共用电子对所产生的力结合,形成共价键。金刚石、单质硅、SiC等属于共价键。实践证明,一个硅原子与4个在其周围的硅原子共享其外壳层能级的电子,使外层能级壳层获得8个电子,每个硅原子通过4个共价键与4个邻近原子结合,如图1.1。共价键具有方向性,对硅来说,所形成的四面体结构中,每个共价键之间的夹角约为109°。在外力作用下,原子发生相对位移时,键将遭到破坏,故共价键材料是脆性的。为使电子运动产生电流,必须破坏共价键,需加高温、高压,因此共价键材料具有很好的绝缘性。金刚石中碳原子间的共价键非常牢固,其熔点高达3750 0C,是自然界中*坚硬的固体。
……

第1章 材料的结构
1.1 材料的结合方式
1.1.1 化学键
1.1.2 工程材料的键性
1.2 晶体学基础
1.2.1 晶体与非晶体
1.2.2 空间点阵
1.2.3 晶向指数与晶面指数
1.2.4 晶体的极射赤面投影
1.3 材料的晶体结构
1.3.1 典型金属的晶体结构
1.3.2 共价晶体的晶体结构
1.3.3 离子晶体的晶体结构
1.3.4 合金相结构
习题
第2章 晶体缺陷
2.1 点缺陷
2.1.1 点缺陷的类型及形式
2.1.2 点缺陷的运动及平衡浓度
2.1.3 点缺陷对性能的影响
2.2 线缺陷
2.2.1 位错的基本概念
2.2.2 位错的运动
2.2.3 位错的弹性性质
2.2.4 实际晶体中的位错
2.3 面缺陷
2.3.1 外表面
2.3.2 晶界与亚晶界
习题
第3章 纯金属的凝固
3.1 纯金属的结晶过程
3.3.1 液态金属的结构
3.1.2 纯金属的结晶过程
3.2 结晶的热力学条件
3.2.1 结晶的过冷现象
3.2.2 凝固的热力学条件
3.3 形核规律
3.3.1 均匀形核
3.3.2 非均匀形核
3.4 长大规律
3.4.1 液-固界面的微观结构
3.4.2 晶核的长大机制
3.4.3 纯金属的生长形态
3.5 结晶理论的某些实际应用
3.5.1 细化金属铸件晶粒的方法
3.5.2 定向凝固技术
3.5.3 单晶体的制备
3.5.4 急冷凝固技术
习题
第4章 二元相图
4.1 相图的基本知识
4.1.1 相图的表示方法
4.1.2 相图的建立
4.1.3 相平衡与相律
4.1.4 二元相图的几何规律
4.2 二元相图的基本类型
4.2.1 匀晶相图
4.2.2 共晶相图
4.2.3 包晶相图
4.3 二元相图的分析和使用
4.3.1 其他类型的二元相图
4.3.2 复杂二元相图的分析方法
4.4 铁碳相图和铁碳合金
4.4.1 铁碳相图
4.4.2 碳和杂质元素对碳钢组织和性能的影响
4.4.3 合金铸件的组织与缺陷
习题
第5章 三元相图
第6章 固体材料的变形与断裂
第7章 回复与再结晶
第8章 扩散
第9章 固态相变
第10章 金属材料
第11章 高分子材料
第12章 陶瓷材料
第13章 复合材料
第14章 功能材料
参考文献