材料的結(jié)構(gòu)、組織與性能

前言

　　材料是人類物質(zhì)文明的基礎(chǔ)，每一種新材料的出現(xiàn)總會引起新的技術(shù)革命。用石器時代、銅器時代和鐵器時代來劃分人類文明史的不同階段，就表明了材料在人類文明進(jìn)程中的決定性作用。當(dāng)今層出不窮的高、精、尖技術(shù)都是以材料科學(xué)的發(fā)展作為前提。因此，材料科學(xué)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的重要作用無論如何強(qiáng)調(diào)都不過分。隨著現(xiàn)代科技特別是電子科技的發(fā)展，人類越來越重視從原子尺度研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成和性能。納米材料的發(fā)展已促使現(xiàn)代科技產(chǎn)生了革命化的進(jìn)步。材料科學(xué)已不局限于過去的冶金、鑄造、加工、熱處理等專業(yè)，更是近代物理、凝聚態(tài)物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)、機(jī)械、電力、電子等理工科各專業(yè)必須掌握的基礎(chǔ)知識，并逐漸向醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)各專業(yè)通識學(xué)科邁進(jìn)。材料科學(xué)與其它學(xué)科的交叉、交融無論對材料科學(xué)還是其它學(xué)科的發(fā)展都有重大意義。本書就是基于上述目的而編寫的?！　”緯鴱牟牧系脑优帕谐霭l(fā)，首先闡述各種材料的基本結(jié)構(gòu)、相的分類與結(jié)構(gòu)，各種材料的基本相組成，并重點(diǎn)闡述相圖及相變的基本規(guī)律；其次介紹材料的力學(xué)、物理和化學(xué)基本性質(zhì)及變化的基礎(chǔ)理論；最后介紹金屬材料、高分子材料及無機(jī)非金屬材料的基本知識，使讀者初步掌握材料的化學(xué)成分、相的組成和微觀組織與宏觀性能之間關(guān)系的基本理論、了解常用材料化學(xué)組成、特點(diǎn)、制備和加工技術(shù)，具備初級選材的能力。以上內(nèi)容既強(qiáng)調(diào)了包括金屬材料、陶瓷材料和高分子材料的結(jié)構(gòu)、相變、性能表征等材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識，又包括了這些材料加工、材料分類與使用等工程應(yīng)用，同時介紹了材料科學(xué)的最新進(jìn)展以及納米材料等最新材料。使讀者全面、概括地掌握材料科學(xué)的基礎(chǔ)以及材料學(xué)的概況，對相關(guān)學(xué)科起到補(bǔ)充和促進(jìn)作用。

內(nèi)容概要

　　《材料的結(jié)構(gòu)、組織與性能》從材料的原子排列出發(fā)，首先闡述各種材料的基本結(jié)構(gòu)、相的分類與結(jié)構(gòu)，各種材料的基本相組成，并重點(diǎn)闡述相圖及相變的基本規(guī)律；其次介紹材料的力學(xué)、物理和化學(xué)基本性質(zhì)及變化的基礎(chǔ)理論；最后介紹金屬材料、高分子材料及無機(jī)非金屬材料的基本知識，使讀者初步掌握材料的化學(xué)成分、相的組成和微觀組織與宏觀性能之間關(guān)系的基本理論、了解常用材料化學(xué)組成、特點(diǎn)、制備和加工技術(shù)，具備初級選材的能力。

書籍目錄

第1章 材料中的原子排列1.1 原子鍵合1.1.1 離子鍵1.1.2 共價鍵1.1.3 金屬鍵1.1.4 分子鍵1.1.5 氫鍵1.2 晶體與晶體結(jié)構(gòu)1.2.1 晶體學(xué)基礎(chǔ)1.2.2 晶體結(jié)構(gòu)1.2.3 晶體特性1.3 晶體缺陷1.3.1 點(diǎn)缺陷1.3.2 線缺陷1.3.3 面缺陷習(xí)題1第2章 材料中的相與相結(jié)構(gòu)2.1 合金相及其分類2.1.1 合金相的分類2.1.2 影響相結(jié)構(gòu)的因素2.2 合金的相結(jié)構(gòu)2.2.1 固溶體2.2.2 金屬化合物2.3 陶瓷中的相2.3.1 陶瓷材料的特點(diǎn)和相的分類2.3.2 晶體相的類型及其結(jié)構(gòu)2.4 分子相2.4.1 高分子及其構(gòu)成2.4.2 單元結(jié)構(gòu)的鍵接方式和構(gòu)型2.4.3 高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)習(xí)題2第3章 凝固與結(jié)晶3.1 金屬結(jié)晶的宏觀和微觀現(xiàn)象3.1.1 結(jié)晶過程的宏觀與微觀現(xiàn)象3.1.2 過冷度與結(jié)晶潛熱3.2 金屬結(jié)晶的基本條件3.2.1 金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件3.2.2 金屬熔體的性質(zhì)3.3 晶核的形成3.3.1 均勻形核3.3.2 非均勻形核3.4 晶體的長大3.4.1 晶體長大的基本條件3.4.2 液固兩相界面的微觀結(jié)構(gòu)3.4.3 晶體的長大微觀機(jī)制3.4.4 固相界面前的溫度梯度與晶體長大方式習(xí)題3第4章 合金相圖4.1 相平衡及相圖制作4.1.1 材料的成分及表示方法4.1.2 相平衡4.1.3 相圖的表示、意義與測定4.2 二元勻晶相圖4.2.1 相圖分析4.2.2 固溶體的平衡凝固4.3 二元共晶相圖4.3.1 相圖分析4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和組織4.4 二元包晶相圖4.4.1 相圖分析4.4.2 包晶合金的平衡凝固4.5 其它類型的二元相圖4.5.1 形成化合物的二元相圖4.5.2 具有三相平衡恒溫轉(zhuǎn)變的其它二元相圖4.6 二元相圖的分析方法4.6.1 相區(qū)接觸法則4.6.2 復(fù)雜二元相圖的分析方法4.6.3 相圖的局限型4.6.4 二元相圖分析實例——Fe-Fe3C相圖習(xí)題4第5章 材料的性能5.1 材料的力學(xué)性能5.1.1 應(yīng)力與應(yīng)變5.1.2 金屬材料的靜態(tài)拉伸性能5.1.3 多晶體的塑性變形5.1.4 合金的塑性變形5.1.5 材料的其它性能5.1.6 陶瓷與高分子材料的拉伸性能5.2 材料的物理性質(zhì)5.2.1 材料的導(dǎo)電性5.2.2 材料的磁學(xué)性質(zhì)5.2.3 材料的光學(xué)性質(zhì)5.2.4 材料的熱膨脹5.3 材料的化學(xué)性質(zhì)5.3.1 金屬材料的腐蝕與耐蝕性5.3.2 腐蝕的分類習(xí)題5第6章 材料的固態(tài)相變與熱處理6.1 固態(tài)中的擴(kuò)散6.1.1 擴(kuò)散機(jī)制6.1.2 擴(kuò)散類型6.1.3 Ficks定律6.1.4 擴(kuò)散驅(qū)動力與阻力6.1.5 擴(kuò)散的影響因素6.1.6 擴(kuò)散的應(yīng)用6.2 固態(tài)相變及其特點(diǎn)6.2.1 固態(tài)相變的特點(diǎn)6.2.2 固態(tài)相變的驅(qū)動力和阻力6.2.3 固態(tài)相變的分類6.3 固態(tài)相變的基本過程6.3.1 固態(tài)相變的形核6.3.2 新相的長大6.3.3 相變速率（相變動力學(xué)）6.4 材料的熱處理6.4.1 固溶處理6.4.2 退火6.4.3 正火6.4.4 淬火6.4.5 回火6.4.6 時效習(xí)題6第7章 金屬材料7.1 鐵基金屬材料7.1.1 碳鋼7.1.2 合金鋼7.1.3 鑄鐵7.2 非鐵金屬材料7.2.1 鋁及鋁合金7.2.2 銅及銅合金7.2.3 鎂合金7.2.4 鋅合金7.2.5 鈦合金習(xí)題7第8章 高分子材料8.1 高分子材料的分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8.1.1 高分子材料的分類8.1.2 大分子鏈的構(gòu)象及柔性8.1.3 高聚物的聚集態(tài)和物理狀態(tài)8.2 高分子材料的性能特點(diǎn)8.2.1 高分子材料的力學(xué)性能特點(diǎn)8.2.2 高分子材料的物理與化學(xué)性能特點(diǎn)8.2.3 高分子材料的老化及其預(yù)防8.3 常見高分子材料8.3.1 塑料8.3.2 橡膠8.3.3 合成纖維習(xí)題8第9章 陶瓷材料9.1 陶瓷的結(jié)構(gòu)與組織9.1.1 陶瓷材料的分類9.1.2 陶瓷的組織特點(diǎn)9.2 陶瓷的性能9.2.1 陶瓷的力學(xué)性能9.2.2 陶瓷的物理和化學(xué)性能9.3 常用特種陶瓷材料9.3.1 特種工程結(jié)構(gòu)陶瓷9.3.2 金屬陶瓷9.3.3 功能陶瓷習(xí)題9第10章 功能材料10.1 導(dǎo)體與導(dǎo)電材料10.1.1 精密電阻合金10.1.2 電熱材料10.1.3 熱電材料10.1.4 超導(dǎo)體10.2 磁性材料10.2.1 軟磁材料10.2.2 永磁材料10.3 功能高分子材料10.3.1 導(dǎo)電高分子材料10.3.2 電致發(fā)光高分子材料10.3.3 液晶高分子材料10.4 醫(yī)用生物材料10.4.1 醫(yī)用生物材料的基本特征及其分類10.4.2 常用醫(yī)用生物材料習(xí)題10第11章 納米材料11.1 納米材料的奇異特性11.2 納米材料的合成與制備11.3 納米材料的特異性能習(xí)題11主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）按溶質(zhì)原子與溶劑原子的相對分布分　?、贌o序固溶體。溶質(zhì)原子統(tǒng)計地或隨機(jī)地分布于溶劑的晶格中，無次序性或規(guī)律性，這類固溶體叫做無序固溶體?！　、谟行蚬倘荏w。溶質(zhì)原子在固溶體晶格中的分布有特定的規(guī)律，溶解度也基本是一個定值，這種固溶體稱為有序固溶體，它既可以是置換式的有序，也可以是間隙式的有序，但是應(yīng)當(dāng)指出，有的固溶體由于有序化的結(jié)果會引起結(jié)構(gòu)類型的變化，所以也可以將它看做是金屬化合物。　　除上述分類方法外，還有一些其它的分類方法。如以純金屬為基的固溶體稱為一次固溶體或端際固溶體，以化合物為基的固溶體稱為二次固溶體，等等。

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