材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)（英文版原書第5版）

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第5版 影印前言
第4版 影印前言
Perface
第1章 材料科學(xué)與工程引論
1.1 材料與工程
1.2 材料科學(xué)與工程
1.3 材料的種類
1.3.1 金屬材料
1.3.2 聚合物材料
1.3.3 陶瓷材料
1.3.4 復(fù)合材料
1.3.5 電子材料
1.4 材料間的競(jìng)爭(zhēng)
1.5 材料科學(xué)與技術(shù)的最新進(jìn)展和未來趨勢(shì)
1.5.1 智能材料
1.5.2 納米材料
1.6 材料設(shè)計(jì)與選擇
1.7 第1章小結(jié)
1.8 定義
1.9 習(xí)題
第2章 原子結(jié)構(gòu)與鍵合
2.1 原子結(jié)構(gòu)和亞原子粒子
2.2 原子序數(shù)、質(zhì)量數(shù)和相對(duì)原子質(zhì)量
2.3 原子的電子結(jié)構(gòu)
2.3.1 普朗克量子理論和電磁輻射
2.3.2 氫原子的玻爾理論
2.3.3 不確定原理和薛定諤波函數(shù)
2.3.4 量子數(shù)、能級(jí)和原子軌道
2.3.5 多電子原子的能態(tài)
2.3.6 量子力學(xué)模型和元素周期表
2.4 原子尺寸、離化能和電子親合力的周期性變化
2.4.1 原子尺寸的變化趨勢(shì)
2.4.2 離化能的變化趨勢(shì)
2.4.3 電子親和力的變化趨勢(shì)
2.4.4 金屬、類金屬和非金屬
2.5 一次鍵
2.5.1 離子鍵
2.5.2 共價(jià)鍵
2.5.3 金屬鍵
2.5.4 混合鍵
2.6 二次鍵
2.7
第2章 小結(jié)
2.8 定義
2.9 習(xí)題
第3章 材料中的晶體結(jié)構(gòu)和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)
3.1 空間點(diǎn)陣和晶胞
3.2 晶系與布拉菲點(diǎn)陣
3.3 主要的金屬晶體結(jié)構(gòu)
3.3.1 體心立方（BCC）晶體結(jié)構(gòu)
3.3.2 面心立方（FCC）晶體結(jié)構(gòu)
3.3.3 密排六方（HCP）晶體結(jié)構(gòu)
3.4 立方晶胞中的原子位置
3.5 立方晶胞中的晶向
3.6 立方晶胞中晶面的米勒指數(shù)
3.7 密排六方晶體結(jié)構(gòu)中的晶面和晶向
3.7.1 HCP晶胞中的晶面指數(shù)
3.7.2 HCP晶胞中的晶向指數(shù)
3.8 FCC、HCP和BCC晶體結(jié)構(gòu)的比較
3.8.1 FCC和HCP晶體結(jié)構(gòu)
3.8.2 晶體結(jié)構(gòu)
3.9 體密度、面密度以及線密度的晶胞計(jì)算
3.9.1 體密度
3.9.2 面密度
3.9.3 線密度
3.10 多晶型或同素異構(gòu)
3.11 晶體結(jié)構(gòu)分析
3.11.1 X光源
3.11.2 X光衍射
3.11.3 晶體結(jié)構(gòu)的X光衍射分析
3.12 非晶態(tài)材料
3.13
第3章小結(jié)
3.14定義
3.15習(xí)題
第4章 凝固和晶體缺陷
4.1 金屬的凝固
4.1.1 液態(tài)金屬中穩(wěn)定晶核的形成
4.1.2 液態(tài)金屬中晶體生長與晶粒結(jié)構(gòu)的形成
4.1.3 工業(yè)鑄件中的晶粒結(jié)構(gòu)
4.2 單晶體的凝固
4.3 金屬固溶體
4.3.1 置換式固溶體
4.3.2 間隙式固溶體
4.4 晶體缺陷
4.4.1 點(diǎn)缺陷
4.4.2 線缺陷（位錯(cuò)）
4.4.3 面缺陷
4.4.4 體缺陷
4.5 鑒別微觀結(jié)構(gòu)和缺陷的實(shí)驗(yàn)技術(shù)
4.5.1 光學(xué)金相、ASRM晶粒尺寸和晶粒直徑的確定
4.5.2 掃描電子顯微鏡（SEM）
4.5.3 透射電子顯微鏡（’rEM）
4.5.4 高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）
4.4.5 掃描探針顯微鏡和原子分辨率
4.6
第4章 小結(jié)
4.7 定義
4.8 習(xí)題
第5章 熱激活過程和固體中的擴(kuò)散
5.1 固體中的速率過程
5.2 固體中的原子擴(kuò)散
5.2.1 固體中的擴(kuò)散概述
5.2.2 擴(kuò)散機(jī)制
5.2.3 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散
5.2.4 非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散
5.3 擴(kuò)散過程的工業(yè)應(yīng)用
5.3.1 氣體滲碳使鋼鐵表面硬化
5.3.2 集成電路用硅晶圓的雜質(zhì)擴(kuò)散
5.4 溫度對(duì)固體擴(kuò)散的影響
5.5
第5章小結(jié)
5.6 定義
5.7 習(xí)題
第6章 金屬的力學(xué)性能（I）
6.1 金屬與合金的成形加工
6.1.1 金屬和合金的鑄造
6.1.2 金屬和合金的熱軋和冷軋
6.1.3 金屬和合金的擠壓
6.1.4 鍛造
6.1.5 其他的金屬成形工藝
6.2 金屬材料中的應(yīng)力和應(yīng)變
6.2.1 彈性變形和塑性變形
6.2.2 工程應(yīng)力和工程應(yīng)變
6.2.3 泊松比
6.2.4 切應(yīng)力與切應(yīng)變
6.3 拉伸試驗(yàn)和工程應(yīng)力一應(yīng)變圖
6.3.1 由拉伸試驗(yàn)和工程應(yīng)力一應(yīng)變圖獲得的力學(xué)性能數(shù)據(jù)
6.3.2 部分合金的工程應(yīng)力一應(yīng)變曲線的比較
6.3.3 真應(yīng)力和真應(yīng)變
6.4 硬度與硬度測(cè)試
6.5 金屬單晶體的塑性形變
6.5.1 金屬晶體表面的滑移帶與滑移線
6.5.2 金屬晶體由滑移機(jī)制造成的塑性形變
6.5.3 滑移系統(tǒng)
6.5.4 金屬單晶體的臨界切應(yīng)力
6.5.5 施密特定律
6.5.6 孿生
6.6 多晶金屬的塑性形變
6.6.1 晶界對(duì)金屬強(qiáng)度的影響
6.6.2 塑性形變對(duì)晶粒形狀和位錯(cuò)分布的影響
6.6.3 冷塑性形變對(duì)金屬強(qiáng)度增加的影響
6.7 金屬的固溶強(qiáng)化
6.8 塑性形變金屬的回復(fù)和再結(jié)晶
6.8.1 深冷加工金屬再加熱之前的結(jié)構(gòu)
6.8.2 回復(fù)
6.8.3 再結(jié)晶
6.9 金屬中的超塑性
6.10納米晶金屬
6.11
6.12定義
6.13習(xí)題
第7章 金屬的力學(xué)性能（Ⅱ）
7.1 金屬的斷裂
7.1.1 韌性斷裂
7.1 _2脆性斷裂
7.1.3 韌度和沖擊試驗(yàn)
7.1.4 韌性一脆性轉(zhuǎn)變溫度：
7.1.5 斷裂韌度
7.2 金屬的疲勞
7.2.1 周期應(yīng)力
7.2.2 韌性金屬在疲勞過程中發(fā)生的基本結(jié)構(gòu)變化
7.2.3 影響金屬疲勞強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素
7.3 疲勞裂紋擴(kuò)展速率
7.3.1 疲勞裂紋擴(kuò)展與應(yīng)力、裂紋長度的關(guān)系
7.3.2 疲勞裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍作圖
7.3.3 疲勞壽命計(jì)算
7.4 金屬的蠕變和應(yīng)力斷裂
7.4.1 金屬的蠕變
7.4.2 蠕變?cè)囼?yàn)
7.4.3 蠕變一斷裂試驗(yàn)
7.5 小結(jié)
7.6 定義
7.7 習(xí)題
第8章 相圖
8.1 純物質(zhì)的相圖
8.2 吉布斯相律
8.3 冷卻曲線
8.4 二元?jiǎng)蚓Ш辖鹣到y(tǒng)
8.5 杠桿定律
8.6 合金的非平衡凝固
8.7 二元共晶合金系統(tǒng)
8.8 二元包晶合金系統(tǒng)
8.9 二元偏晶系統(tǒng)
8.10不變反應(yīng)
8.11有中間相和中間化合物的相圖
8.12三元相圖
8.13小結(jié)
8.14定義
8.15習(xí)題
第9章 工程合金
9.1 鐵和鋼的生產(chǎn)
9.1.1 高爐中的生鐵生產(chǎn)
9.1.2 煉鋼和主要鋼鐵產(chǎn)品形式的加工
9.2 鐵一碳系統(tǒng)
9.2.1 鐵一鐵一碳化物相圖
9.2.2 Fe-Fe3C相圖中的固相
9.2.3 Fe_Fe3C相圖中的不變反應(yīng)
9.2.4 碳素鋼的緩慢冷卻
9.3 普通碳素鋼的熱處理
9.3.1 馬氏體
9.3.2 奧氏體的等溫分解
9.3.3 共析碳素鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線
9.3.4 碳素鋼的退火與正火
9.3.5 碳素鋼的回火
9.3.6 碳素鋼的分類與典型的力學(xué)性能
9.4 低合金鋼
9.4.1 合金鋼的分類
9.4.2 合金鋼中合金元素的分布
9.4.3 合金元素對(duì)鋼的共析溫度影響
9.4.4 淬硬性
9.4.5 低合金鋼典型的力學(xué)性能和應(yīng)用
9.5 鋁合金
9.5.1 析出強(qiáng)化（硬化）
9.5.2 鋁及其產(chǎn)品的一般性能
9.5.3 鍛造鋁合金
9.5.4 鑄造鋁合金
9.6 小結(jié)
9.7 定義
9.8 習(xí)題
第10章 聚合物材料
10.1 概述
10.1.1熱塑性塑料
10.1.2 熱固性塑料
10.2 聚合反應(yīng)
10.2.1 單個(gè)乙烯分子的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)
10.2.2 一個(gè)活化乙烯分子的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)
10.2.3 聚乙烯聚合的整體反應(yīng)和聚合度
10.2.4 鏈?zhǔn)骄酆喜襟E
10.2.5 熱塑性塑料的平均相對(duì)分子質(zhì)量
10.2.6 單體的官能度
10.2.7 非晶體線性聚合物的結(jié)構(gòu)
10.2.8 乙烯基樹脂與亞乙烯基樹脂
10.2.9 均聚物與共聚物
10.2.1 0其他聚合方法
10.3 工業(yè)用聚合方法
10.4 一些熱塑性塑料的結(jié)晶度與立體異構(gòu)現(xiàn)象
10.4.1 非晶態(tài)熱塑性塑料的凝固
10.4.2 半晶態(tài)熱塑性塑料的凝固
10.4.3 半晶態(tài)熱塑性塑料的結(jié)構(gòu)
10.4.4 熱塑性塑料的立體異構(gòu)現(xiàn)象
10.4.5 齊格勒（Ziegler）催化劑與納塔（Natta），催化劑
10.5 塑料的加工
10.5.1 用于熱塑性塑料的加：E-V藝
10.5.2 用于熱固性塑料的加：E-I“藝
10.6 通用熱塑性塑料
10.6.1 聚乙烯
10.6.2 聚氯乙烯均聚物與共聚物
10.6.3 聚丙乙烯
10.6.4 聚苯乙烯
10.6.5 聚丙烯腈
10.6.6 苯乙烯丙烯腈（SAN）
10.6.7 ABS
10.6.8 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
10.6.9 氟塑料
10.7 工程熱塑性塑料
10.7.1 聚酰胺（尼龍）
10.7.2 聚碳酸酯
10.7.3 苯氧基樹脂
10.7.4 聚甲醛
10.7.5 熱塑性聚酯
10.7.6 聚苯硫醚
10.7.7 聚醚酰亞胺
10.7.8 聚合物合金
10.8 熱固性塑料（熱固性樹脂）
10.8.1 酚醛塑料
10.8.2 環(huán)氧樹脂
10.8.3 不飽和聚酯
10.8.4 氨基樹脂（尿素塑料和三聚氰胺）
10.9 小結(jié)
10.10定義
10.11習(xí)題
第11章 陶瓷材料
11.1 概述
11.2 簡(jiǎn)單陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)
11.2.1 簡(jiǎn)單陶瓷化合物中的離子鍵和共價(jià)鍵
11.2.2 存在于離子鍵固體中的簡(jiǎn)單離子排列
11.2.3 氯化銫晶體（CsCl）結(jié)構(gòu)
11.2.4 氯化鈉晶體（NaCl）結(jié)構(gòu)
11.2.5 FCC與HCP晶格中的間隙位置
11.2.6 閃鋅礦晶體（ZnS）結(jié)構(gòu)
11.2.7 氟石晶體（CaF2）結(jié)構(gòu)
11.2.8 反氟石晶體結(jié)構(gòu)
11.2.9 剛玉晶體（A1203）結(jié)構(gòu)
11.2.1 0尖晶石（MgAl204）晶體結(jié)構(gòu)
11.2.1 1鈣鈦礦（CaTiO3）晶體結(jié)構(gòu)
11.2.1 2碳和它的同素異形體
11.3 硅酸鹽結(jié)構(gòu)
11.3.1 硅酸鹽結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單元
11.3.2 硅酸鹽的島狀結(jié)構(gòu)、鏈狀結(jié)構(gòu)及環(huán)狀結(jié)構(gòu)
11.3.3 硅酸鹽的片狀結(jié)構(gòu)
11.3.4 硅酸鹽的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
11.4 陶瓷制備過程
11.4.1 材料準(zhǔn)備
11.4.2 成形
11.4.3 熱處理
第12章 復(fù)合材料
第13章 材料的電學(xué)性能
第14章 光學(xué)性質(zhì)與超導(dǎo)材料
第15章 磁學(xué)性能
附錄1：部分元素的一些性質(zhì)
附錄2：元素的離子半徑
習(xí)題解答