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第1章 材料的晶体学基础1

1.1晶体学基本定义1

1.1.1晶体的概念1

1.1.2晶体的基本特点3

1.1.3晶体的点阵结构4

1.2晶体对称性与空间群7

1.2.1晶体的宏观对称性8

1.2.2晶体的微观对称性17

1.3晶体的培养与X射线衍射实验19

1.3.1晶体的培养19

1.3.2晶体生长实验方法21

1.3.3晶面的发育22

1.3.4 X射线衍射实验23

1.4晶态和非晶态材料的区别26

1.4.1非晶态材料的特点26

1.4.2几种非晶态材料27

思考题30

第2章 材料中的结构缺陷31

2.1点缺陷32

2.1.1点缺陷的类型32

2.1.2点缺陷化学反应表示法34

2.1.3热缺陷浓度计算37

2.1.4点缺陷的化学平衡39

2.1.5点缺陷对晶体材料性能的影响40

2.2线缺陷40

2.2.1位错的基本类型和特征40

2.2.2柏氏矢量43

2.2.3位错的运动44

2.2.4位错的生成和增殖47

2.2.5实际晶体结构中的位错48

2.3面缺陷50

2.3.1晶界和亚晶界50

2.3.2相界52

2.4体缺陷53

2.5缺陷的应用54

2.5.1金属的强化54

2.5.2杂质半导体55

思考题56

第3章 材料的制备方法57

3.1金属材料的制备方法58

3.1.1钢铁的制备58

3.1.2铝的制备60

3.1.3有色金属的冶炼60

3.1.4合金的制备62

3.2无机非金属材料的制备方法63

3.2.1干法水泥生产工艺64

3.2.2玻璃材料的制备66

3.2.3陶瓷的制备69

3.2.4新型无机非金属材料的制备71

3.3有机高分子材料的制备方法74

3.3.1加聚反应74

3.3.2缩聚反应75

3.4复合材料的制备方法76

3.4.1复合材料概述76

3.4.2复合材料的制备加工76

3.5纳米材料的制备方法78

3.5.1物理制备方法78

3.5.2化学制备方法80

思考题81

第4章 材料结构与性能的关系82

4.1化学性能82

4.1.1耐氧化性82

4.1.2耐酸碱性84

4.1.3耐有机溶剂性85

4.1.4耐老化性85

4.2电性能85

4.2.1导电性能86

4.2.2介电性能88

4.2.3压电性能89

4.2.4铁电性能90

4.3热性能93

4.3.1材料的热容93

4.3.2材料的热膨胀95

4.3.3材料的热传导96

4.4光学性能98

4.4.1材料对光的折射和反射98

4.4.2材料的透光性101

4.4.3材料的颜色105

4.4.4其他光学性能的应用108

4.5力学性能和磁性109

4.5.1力学性能109

4.5.2磁性111

思考题113

第5章 材料表面化学115

5.1表面现象热力学115

5.1.1比表面吉布斯自由能和表面张力115

5.1.2影响表面张力（σ）的因素117

5.2介稳状态和新相的生成117

5.2.1过饱和蒸气117

5.2.2过热液体118

5.2.3过冷液体118

5.2.4过饱和溶液118

5.3材料表面的吸附119

5.4材料表面特征123

5.4.1弯曲表面下的附加压力与毛细管现象123

5.4.2清洁表面的原子排列125

5.4.3固体的内表面和外表面126

5.5材料表面分析127

5.5.1表面分析概况127

5.5.2表面分析的复杂性127

5.6表面现象在材料科学中的应用简介129

5.6.1气-固吸附在陶瓷工业中的应用129

5.6.2气-固吸附在真空镀膜工艺中的应用130

思考题130

第6章 无机非金属材料131

6.1离子晶体131

6.1.1典型二元离子晶体的结构型式132

6.1.2离子键与晶格能134

6.2分子间作用力与超分子化学135

6.2.1分子间作用力135

6.2.2超分子化学141

6.3玻璃143

6.3.1结构与性能143

6.3.2分类与应用144

6.4水泥149

6.4.1水泥定义及分类149

6.4.2水泥的制造方法和主要成分149

6.4.3水泥的强度及指标151

6.4.4水泥强化的方法152

6.5陶瓷152

6.5.1陶瓷的性能153

6.5.2陶瓷的应用153

思考题155

第7章 金属材料156

7.1金属材料概论156

7.2金属单质结构156

7.2.1金属键156

7.2.2金属的晶体结构157

7.3金属的性质159

7.3.1金属的物理性质159

7.3.2金属的化学性质160

7.4合金的结构161

7.4.1金属固溶体162

7.4.2金属化合物162

7.5金属材料163

7.5.1钢铁163

7.5.2铝及铝合金167

7.5.3镁及镁合金168

7.5.4钛及钛合金169

7.6新型合金材料170

7.6.1储氢合金170

7.6.2形状记忆合金172

7.6.3超耐热合金174

7.6.4超塑性合金174

7.6.5减振合金176

思考题176

第8章 高分子材料177

8.1高分子材料概述177

8.1.1高分子材料的概念177

8.1.2高分子材料的命名177

8.1.3高分子材料的分类178

8.2高分子化合物的结构179

8.2.1高分子化合物的化学结构179

8.2.2高分子化合物的二级结构181

8.2.3高分子化合物的三级结构181

8.3高分子材料的性能182

8.3.1力学性能182

8.3.2电学性能183

8.3.3光学性能183

8.3.4热学性能183

8.3.5化学稳定性184

8.4常用高分子材料184

8.4.1塑料184

8.4.2橡胶188

8.4.3纤维190

8.4.4涂料191

8.4.5胶黏剂193

8.5功能高分子材料195

8.5.1功能高分子材料概述195

8.5.2物理功能高分子材料195

8.5.3化学功能高分子材料197

8.5.4生物功能高分子材料200

8.5.5可降解高分子材料201

8.5.6智能型高分子材料202

思考题203

第9章 复合材料204

9.1复合材料概述204

9.2复合材料的基体206

9.2.1金属基体材料206

9.2.2无机非金属基材料208

9.2.3聚合物基体材料209

9.3复合材料的增强相214

9.3.1纤维增强体214

9.3.2晶须增强体217

9.3.3颗粒增强体218

9.4复合材料的主要性能与应用219

9.4.1聚合物基复合材料219

9.4.2金属基复合材料219

9.4.3陶瓷基复合材料221

9.4.4复合材料的应用222

9.4.5复合材料存在的问题与展望223

思考题224

参考文献225