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绪论1

0.1 材料与社会文明发展1

0.2 材料科学的建立与内涵3

0.3 材料的基本分类与特征4

第1章 原子与原子间结合8

1.1 原子中的电子8

1.1.1 电子的量子数8

1.1.2 电子的排列规则9

1.2 原子的性质9

1.2.1 原子轨道能级9

1.2.2 周期表的元素分区10

1.2.3 原子半径及电子得失11

1.3 原子间的结合15

1.3.1 键合力与能量15

1.3.2 杂化轨道理论16

1.3.3 分子轨道理论18

1.3.4 原子间基本键型19

1.4 弱作用键22

1.5 晶体场和配位场理论24

1.5.1 晶体场的基本概念24

1.5.2 d轨道的晶体场分裂25

1.5.3 晶体场稳定化能26

1.5.4 八面体择位能27

1.5.5 姜-泰勒效应28

1.5.6 过渡元素离子有效半径的晶体场效应29

1.5.7 配位场理论的基本概念29

习题31

第2章 结晶学基础32

2.1 晶体的周期结构32

2.1.1 晶体的概念32

2.1.2 等同点及空间格子32

2.1.3 布拉维法则和面角守恒定律34

2.1.4 晶体的基本性质35

2.2 晶体的宏观对称35

2.2.1 对称操作和对称要素35

2.2.2 对称要素的组合38

2.2.3 对称型及其推导39

2.2.4 晶体的分类41

2.3 晶体的理想形态42

2.3.1 单形43

2.3.2 聚形46

2.4 晶体定向和结晶符号46

2.4.1 晶体定向46

2.4.2 晶体的整数定律（有理指数定律）48

2.4.3 结晶符号48

2.5 晶体点阵的几何理论50

2.5.1 布拉维格子51

2.5.2 晶胞的概念54

2.5.3 晶体的微观对称要素54

2.5.4 空间群58

2.5.5 点群和空间群的符号59

2.5.6 等效点系的概念62

2.6 晶体的堆积63

2.6.1 有效半径的概念63

2.6.2 球体紧密堆积原理63

习题65

第3章 金属和无机材料的结构67

3.1 金属的晶体结构67

3.1.1 晶胞中的原子数67

3.1.2 点阵常数与原子半径68

3.1.3 配位数与致密度69

3.1.4 晶体的原子堆垛和间隙70

3.2 非晶态合金72

3.2.1 非晶态的形成73

3.2.2 非晶态结构的表征74

3.2.3 非晶态合金的结构模型75

3.2.4 非晶合金的特性76

3.3 无机材料的晶体结构77

3.3.1 离子晶体77

3.3.2 典型晶体的结构83

3.3.3 硅酸盐晶体结构95

3.4 无机熔体与玻璃100

3.4.1 熔体的结构100

3.4.2 熔体的性质102

3.4.3 玻璃的通性104

3.4.4 玻璃的形成106

3.4.5 玻璃的结构与结构参数110

习题112

第4章 结构缺陷及固溶体114

4.1 缺陷分类114

4.2 点缺陷115

4.2.1 点缺陷类型115

4.2.2 缺陷化学反应表示法118

4.2.3 热缺陷浓度计算公式121

4.3 位错124

4.3.1 位错的基本类型124

4.3.2 位错的运动128

4.3.3 位错的弹性性质130

4.3.4 位错的来源和位错的增殖134

4.4 面缺陷136

4.4.1 表面缺陷136

4.4.2 界面与亚界面136

4.5 固溶体139

4.5.1 固溶体的类型139

4.5.2 置换型固溶体及组分缺陷141

4.5.3 间隙型固溶体143

4.5.4 固溶体的研究方法144

4.5.5 固溶体生成热力学147

4.6 非化学计量化合物缺陷150

4.7 有序和无序固溶体154

习题156

第5章 表面与界面基础158

5.1 固体的表面158

5.1.1 表面的弛豫、重构及双电层158

5.1.2 表面能及几种近似计算160

5.1.3 表面能与晶体平衡形状163

5.2 表面行为164

5.2.1 表面吸附164

5.2.2 弯曲表面效应166

5.2.3 润湿167

5.3 界面结构169

5.3.1 小角晶界170

5.3.2 大角晶界172

5.3.3 共格界面理论173

5.3.4 晶界结构模型175

5.4 界面特性179

5.4.1 晶界偏析179

5.4.2 晶界迁移180

5.4.3 晶界应力183

5.4.4 晶界电荷与静电势184

5.5 晶界能与显微结构185

习题188

第6章 高分子材料概述190

6.1 高分子材料的基本概念190

6.1.1 高分子的定义190

6.1.2 分子量191

6.1.3 高分子材料192

6.2 高分子材料的分类192

6.2.1 按高分子主链结构分类192

6.2.2 按高分子材料来源分类192

6.2.3 按高分子材料性能和应用分类192

6.3 高分子的命名193

6.3.1 习惯命名法193

6.3.2 结构系统命名法194

6.4 高分子合成的基本方式195

6.4.1 按单体-聚合物在结构上的变化分类195

6.4.2 按聚合反应的机理分类196

习题197

第7章 高分子材料的结构基础198

7.1 高分子的结构198

7.1.1 高分子的链结构199

7.1.2 高分子的聚集态结构208

7.2 高分子材料的晶态结构214

7.2.1 高分子链在晶体中的构象215

7.2.2 高分子材料晶态结构模型217

7.2.3 高分子材料结晶形态219

7.2.4 影响高分子材料结晶能力的因素222

7.2.5 高分子材料的结晶过程223

7.2.6 结晶度及其测定方法228

7.3 高分子的液晶态230

7.3.1 基本概念230

7.3.2 高分子液晶的分子结构特征与分类230

7.3.3 高分子液晶的物理结构231

7.3.4 高分子液晶的应用与液晶纺丝231

7.4 高分子材料的热运动和力学状态233

7.4.1 高分子热运动的主要特点233

7.4.2 高聚物的力学状态和热转变234

习题241

附录242

附录1 单位换算242

附录2 国际单位制（SI）中的基本常数值242

附录3 有效离子半径243

参考文献248