全书共9章，主要包括：材料的晶态结构、晶体缺陷、材料的固态相变、材料的固态扩散、材料的电子理论、材料的电学性能、材料的磁学性能、材料的热学性能、材料的力学性能。 本书适用于材料科学与工程一级学科的本科专业，如材料学、材料加工、材料物理化学、高分子材料、生物医学材料、电子材料等。与材料相关的本科专业，如机械、化学工程等专业选修课、相近专业的研究生也可选用此教材。
第1章材料的晶态结构/ 11.1晶体学基础11.1.1点阵和晶胞11.1.2晶向指数和晶面指数61.1.3晶面间距81.1.4非晶态材料的结构101.1.5准晶体的结构111.2金属材料的结构121.2.1纯金属的典型晶体结构131.2.2合金相结构171.3陶瓷材料的结构261.3.1特种陶瓷的结构271.3.2硅酸盐的晶体结构291.3.3玻璃的结构321.4低维材料的结构341.4.1薄膜的形成过程341.4.2薄膜的结构37思考题和习题40第2章晶体缺陷/ 422.1晶体缺陷概述422.2点缺陷432.2.1肖特基缺陷和弗兰克尔缺陷432.2.2点缺陷的特点432.2.3点缺陷的平衡浓度442.2.4空位形成能452.2.5点缺陷对性能的影响452.2.6过饱和点缺陷462.3位错462.3.1位错的发现462.3.2位错的概念和柏氏矢量482.3.3位错的运动522.3.4位错对晶体性能的影响552.4面缺陷562.4.1晶界562.4.2堆垛层错612.4.3孪晶界622.4.4外表面632.4.5相界面64思考题和习题65第3章材料的固态相变/ 673.1固态相变的概念及分类673.1.1相变的基本概念673.1.2固态相变的一般特点683.1.3固态相变的分类703.2多晶型性转变733.2.1多晶型性转变的相变驱动力743.2.2多晶型性转变的相变过程743.3共析转变753.3.1共析转变的热力学753.3.2共析转变的过程763.3.3共析转变的动力学783.4马氏体转变793.4.1马氏体的概念793.4.2马氏体转变的特点803.4.3马氏体转变的动力学813.4.4马氏体转变的热力学843.4.5马氏体的组织形态863.4.6马氏体的转变机制873.4.7热弹性马氏体与形状记忆效应903.5贝氏体转变943.5.1贝氏体的组织形态943.5.2贝氏体转变的动力学963.5.3贝氏体转变的特点963.5.4贝氏体转变的机制973.5.5贝氏体的定义983.6玻璃态转变和非晶态合金983.6.1非晶态转变和玻璃化温度983.6.2非晶态合金的形成99思考题和习题101第4章材料的固态扩散/ 1034.1扩散动力学1034.1.1扩散第一定律1034.1.2扩散第二定律1044.2扩散机制1094.2.1间隙扩散1094.2.2置换扩散1114.2.3晶界扩散和位错扩散1134.3上坡扩散1144.4影响扩散的因素1154.4.1温度1164.4.2固溶体类型1164.4.3晶体结构1164.4.4溶质浓度1174.4.5第三组元1174.4.6晶体缺陷118思考题和习题119第5章材料的电子理论/ 1205.1波函数和薛定格方程1205.1.1微观粒子的波粒二象性1205.1.2波函数和薛定格方程1215.2经典统计和量子统计1245.3自由电子假设1265.3.1经典自由电子理论1265.3.2量子自由电子理论1265.4能带理论1335.4.1近(准)自由电子近似和能带1345.4.2布里渊区1375.4.3近自由电子近似下的状态密度1405.4.4能带理论对材料导电性的解释140思考题和习题142第6章材料的电学性能/ 1446.1金属导体的导电性1446.1.1自由电子近似下的导电性1446.1.2能带理论下的导电性1456.1.3导电性与温度的关系1466.1.4电导功能材料1486.2半导体的导电性1506.2.1本征半导体1506.2.2杂质半导体1526.2.3霍尔效应1566.3离子晶体的导电性1576.3.1离子导电的理论1586.3.2离子导电的影响因素1616.3.3快离子导体1626.4超导电性1636.4.1超导现象1636.4.2超导理论1666.4.3超导研究的进展及其应用1696.5热电效应1716.5.1热电势1716.5.2塞贝克效应1726.5.3珀耳帖效应1736.6材料的介电性能1746.6.1电介质的极化1746.6.2介电损耗1786.6.3介电体击穿181思考题和习题183第7章材料的磁学性能/ 1867.1材料磁性能的表征参量和材料磁化的分类1867.1.1材料磁性能的表征参量1867.1.2材料磁化的分类1877.2孤立原子的磁矩1887.2.1电子和原子核的磁矩1887.2.2原子的磁矩1907.3抗磁性和顺磁性1917.3.1抗磁性1927.3.2顺磁性1937.4铁磁性1947.4.1铁磁体磁化的现象1947.4.2铁磁体的自发磁化1987.4.3铁磁体的技术磁化2047.5强磁材料2097.5.1软磁材料2097.5.2硬磁材料2107.5.3磁记录材料210思考题和习题211第8章材料的热学性能/ 2138.1材料的热容2138.1.1杜隆珀替定律2138.1.2热容的量子理论2148.1.3实际材料的热容2178.1.4热分析法2198.2材料的热传导2208.2.1热传导的宏观现象2208.2.2热传导的机理2218.2.3实际材料的导热2228.3材料的热膨胀2258.3.1热膨胀的宏观现象2258.3.2热膨胀的微观机理2268.3.3热膨胀系数与其他物理量的关系2288.3.4实际材料的热膨胀2308.3.5膨胀分析和膨胀合金2318.4材料的热稳定性2338.4.1热应力2338.4.2抗热冲击断裂性能2348.4.3实际材料热稳定性的表征238思考题和习题239第9章材料的力学性能/ 2419.1材料的力学性能指标2419.1.1应力和应变2419.1.2材料的静载力学性能指标2429.1.3硬度2459.2材料的变形2479.2.1晶体的弹性变形2479.2.2晶体的塑性变形2549.2.3晶体的蠕变2599.2.4材料的黏性流动和黏弹性2619.3材料的断裂2639.3.1理论断裂强度2639.3.2格里菲斯断裂强度理论2649.3.3材料断裂的过程2679.4材料的断裂韧性2739.4.1裂纹尖端应力场强度因子KⅠ及断裂韧性KⅠc2739.4.2裂纹尖端应力的塑性变形区修正2759.4.3陶瓷材料的强韧化方法2789.5材料的疲劳2809.5.1疲劳现象和疲劳极限2819.5.2疲劳破坏的微观机制2829.6材料的抗冲击性能2849.6.1冲击韧性试验2849.6.2金属材料的冷脆285思考题和习题286第10章材料的光学性能/ 28910.1光与材料的作用28910.1.1光的物理本质28910.1.2光与材料作用的一般规律29010.1.3金属材料对光的吸收和反射29110.1.4非金属材料对光的反应29210.2材料的发光和激光30210.2.1发光和热辐射30210.2.2激光的产生30310.3光学材料30610.3.1发光材料30610.3.2固体激光工作物质30710.3.3光导纤维307思考题和习题309附录物理常量表/311参考文献/312
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