目錄
第1章 材料的結(jié)構(gòu) 1
1.1 材料的組成 1
1.1.1 物質(zhì)組成 1
1.1.2 原子的結(jié)構(gòu) 2
1.1.3 原子的電子結(jié)構(gòu) 2
1.1.4 元素周期表 3
1.2 原子間的鍵合 5
1.2.1 金屬鍵 5
1.2.2 離子鍵 6
1.2.3 共價鍵 7
1.2.4 范德瓦耳斯力 8
1.2.5 氫鍵 8
1.3 高分子鏈結(jié)構(gòu) 8
1.3.1 近程結(jié)構(gòu) 9
1.3.2 遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu) 10
1.4 材料的晶體結(jié)構(gòu) 10
1.4.1 空間點(diǎn)陣和晶胞 10
1.4.2 晶向指數(shù)和晶面指數(shù) 12
1.4.3 三種典型的晶體結(jié)構(gòu) 14
1.4.4 晶體的原子堆垛方式和間隙 16
1.4.5 多晶型結(jié)構(gòu) 18
1.4.6 合金相結(jié)構(gòu) 18
1.4.7 離子晶體結(jié)構(gòu) 20
1.4.8 硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 22
1.4.9 聚合物的晶體結(jié)構(gòu) 23
1.4.10 非晶體結(jié)構(gòu) 24
思考與練習(xí) 24
第2章 金屬材料 26
2.1 金屬材料及其分類 26
2.2 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 26
2.2.1 純金屬的晶體結(jié)構(gòu) 26
2.2.2 合金的晶體結(jié)構(gòu) 28
2.3 金屬的晶體缺陷 31
2.4 金屬及合金的組織 33
2.4.1 鐵素體 33
2.4.2 奧氏體 34
2.4.3 滲碳體 35
2.4.4 珠光體 35
2.4.5 萊氏體 36
2.5 金屬的結(jié)晶過程 36
2.5.1 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu) 36
2.5.2 金屬的結(jié)晶過程 37
2.6 常見的金屬材料 39
2.6.1 鋼鐵 39
2.6.2 鋁合金 42
2.6.3 鈦合金 42
2.6.4 鎂合金 44
思考與練習(xí) 46
第3章 高分子材料 47
3.1 基本概念 47
3.1.1 概述 47
3.1.2 發(fā)展史 47
3.1.3 高分子的定義 49
3.1.4 高分子的特點(diǎn) 49
3.1.5 高分子的命名 50
3.1.6 高分子的分類 51
3.2 結(jié)構(gòu) 52
3.2.1 高分子的結(jié)構(gòu)概述 52
3.2.2 高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)——一級結(jié)構(gòu) 53
3.2.3 高分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)——二級結(jié)構(gòu) 55
3.2.4 高分子的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)——三級結(jié)構(gòu) 56
3.2.5 高分子的相態(tài)結(jié)構(gòu)——四級結(jié)構(gòu) 57
3.3 塑料、橡膠與纖維 58
3.3.1 塑料的基本概念 58
3.3.2 橡膠的基本概念 61
3.3.3 纖維的基本概念 64
3.4 涂料與膠黏劑 67
3.4.1 涂料的基本概念 67
3.4.2 膠黏劑的基本概念 69
3.5 高分子復(fù)合材料 71
3.5.1 基本概念 71
3.5.2 基體相 72
3.5.3 增強(qiáng)相 73
3.5.4 制備方法 75
3.6 功能高分子材料 77
3.6.1 光電高分子材料 77
3.6.2 電活性高分子 79
3.6.3 其他功能高分子 80
思考與練習(xí) 84
第4章 無機(jī)非金屬材料 85
4.1 概述 85
4.2 陶瓷 87
4.2.1 陶瓷的概念 87
4.2.2 陶瓷的發(fā)展 89
4.3 玻璃 89
4.3.1 玻璃的概念和發(fā)展 89
4.3.2 玻璃的組成與性質(zhì) 91
4.4 水泥 93
4.4.1 水泥的概念和發(fā)展 93
4.4.2 水泥的水化和硬化 93
4.5 耐火材料 96
4.5.1 硅質(zhì)耐火材料 97
4.5.2 鎂質(zhì)耐火材料 98
4.5.3 硅酸鋁質(zhì)耐火材料 98
4.5.4 碳質(zhì)耐火材料 100
4.5.5 不定形耐火材料 100
4.5.6 輕質(zhì)耐火材料 101
思考與練習(xí) 101
第5章 材料的成型與加工技術(shù) 102
5.1 金屬材料的成形技術(shù) 102
5.1.1 鑄造成形 102
5.1.2 塑性成形 112
5.1.3 粉末冶金成形 124
5.1.4 其他成形技術(shù) 124
5.2 高分子材料的成型 125
5.2.1 壓制成型 125
5.2.2 擠出成型 128
5.2.3 注射成型 130
5.2.4 壓延成型 132
5.3 無機(jī)材料的制備與成型 133
5.3.1 水泥制備 133
5.3.2 玻璃成型 134
5.3.3 陶瓷成型 137
5.3.4 耐火材料制備 139
思考與練習(xí) 140
第6章 材料焊接技術(shù) 141
6.1 概述 141
6.1.1 焊接技術(shù)的發(fā)展 141
6.1.2 焊接技術(shù)的簡介 142
6.1.3 常見的焊接技術(shù)及特點(diǎn)143
6.1.4 焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢 152
6.2 焊接方式 152
6.2.1 合金結(jié)構(gòu)鋼焊接 152
6.2.2 不銹鋼及耐熱鋼焊接 153
6.2.3 有色金屬的焊接 154
6.2.4 鑄鐵焊接 155
6.3 焊接冶金原理 156
6.3.1 焊接熱過程 156
6.3.2 焊接化學(xué)冶金 158
6.4 焊接質(zhì)量檢測 159
思考與練習(xí) 160
第7章 功能材料 161
7.1 概述 161
7.2 光學(xué)材料 161
7.2.1 概述 161
7.2.2 激光材料 162
7.2.3 電光材料 163
7.2.4 聲光材料 164
7.2.5 磁光材料 165
7.2.6 光纖材料 166
7.3 磁性材料 168
7.3.1 磁學(xué)基本原理 168
7.3.2 磁性材料的分類 169
7.3.3 典型的磁性材料 170
7.4 電性材料 172
7.4.1 導(dǎo)體材料 173
7.4.2 電阻材料 174
7.4.3 超導(dǎo)材料 175
7.5 非晶合金 178
7.5.1 非晶合金的特點(diǎn) 179
7.5.2 非晶合金的制備 180
7.5.3 非晶合金的應(yīng)用 181
7.6 精細(xì)功能陶瓷材料 182
7.6.1 電功能陶瓷 183
7.6.2 其他功能陶瓷 186
7.7 形狀記憶合金 190
7.7.1 形狀記憶合金的原理 190
7.7.2 形狀記憶合金的特性 191
7.7.3 形狀記憶合金材料及其應(yīng)用 192
7.8 儲氫合金 193
7.8.1 儲氫材料 193
7.8.2 儲氫的原理 194
7.8.3 儲氫材料的應(yīng)用 194
思考與練習(xí) 195
第8章 新能源材料 197
8.1 太陽能材料 197
8.1.1 硅材料 198
8.1.2 多元化合物材料 198
8.1.3 有機(jī)聚合物材料 199
8.1.4 染料敏化太陽能電池材料 200
8.2 鋰離子電池材料 200
8.2.1 鋰離子電池工作原理 200
8.2.2 鋰離子電池正極材料 201
8.2.3 鋰離子電池負(fù)極材料 203
8.2.4 鋰離子電池電解質(zhì) 204
8.2.5 鋰離子電池隔膜材料 205
8.3 超級電容器材料 205
8.3.1 超級電容器發(fā)展歷史 205
8.3.2 超級電容器分類 206
8.3.3 超級電容器電極材料 207
8.3.4 超級電容器電解質(zhì) 208
8.4 儲氫材料 209
8.4.1 機(jī)械式儲氫 210
8.4.2 物理吸附儲氫 210
8.4.3 化學(xué)儲氫 211
思考與練習(xí) 214
第9章 納米材料 215
9.1 概念 215
9.2 制備 218
9.2.1 物理制備方法 218
9.2.2 化學(xué)制備方法 221
9.3 表征 226
9.3.1 成分分析 227
9.3.2 粒度分析 227
9.3.3 結(jié)構(gòu)分析 228
9.3.4 形貌分析 229
9.4 特性 230
9.4.1 納米效應(yīng) 230
9.4.2 力學(xué)性能 231
9.4.3 熱學(xué)性能 232
9.4.4 光學(xué)性能 232
9.4.5 電學(xué)性能 233
9.4.6 動力學(xué)特性 234
9.4.7 催化性能 234
9.4.8 生物性能 235
9.5 應(yīng)用 235
9.5.1 納米電子應(yīng)用 236
9.5.2 微納機(jī)電系統(tǒng) 237
9.5.3 納米傳感器 237
9.5.4 納米催化劑 238
思考與練習(xí) 238
第10章 生物材料 239
10.1 金屬生物材料 240
10.1.1 通用金屬生物材料 240
10.1.2 形狀記憶金屬材料 242
10.1.3 金屬生物材料的表面改性 244
10.2 高分子生物材料 246
10.2.1 不接觸體液的高分子生物材料 246
10.2.2 長期接觸體液的高分子生物材料 247
10.2.3 短期接觸體液的高分子生物材料 254
10.3 無機(jī)生物材料 259
10.3.1 惰性陶瓷生物材料 259
10.3.2 活性陶瓷生物材料 261
思考與練習(xí) 262
參考文獻(xiàn) 263