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第1章 材料的支柱和先导作用2

1.1材料的定义和分类2

1.2材料是人类社会进步的标志4

1.3材料是当代文明社会的根基6

1.4材料是各类产业的基础8

1.5先进材料是高新技术的核心10

1.6新材料是国家核心竞争力的体现12

1.7材料可以“点石成金，化腐朽为神奇”14

1.8“制造材料者制造技术”，材料可以“以不变应万变”16

1.9复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域18

1.10材料科学与工程的定义和学科特点20

1.11材料科学与工程四要素22

1.12重视材料的加工和制造24

1.13提高材料的性能永无止境26

1.14关注材料的最新应用——强调发展，注重创新28

1.15 “9·11”恐怖袭击事件中世贸大厦垮塌和“3·11”福岛核事故都涉及材料30

1.16新材料如何适应技术创新和产业创新32

第2章 材料就在元素周期表中36

2.1门捷列夫元素周期表——最伟大的材料事件36

2.2 120种元素综合分析38

2.3原子的核外电子排布（1）——量子数和电子轨道40

2.4原子的核外电子排布（2）——电子排布的三个准则42

2.5核外电子排布的应用（1）——碳的sp3、sp2、sp杂化44

2.6核外电子排布的应用（2）——四面体键的奇妙之处46

2.7原子的核外电子排布（3）——电子授受及元素氧化数的变化48

2.8原子的核外电子排布（4）——过渡族元素和难熔金属50

2.9原子半径、离子半径和元素的电负性52

2.10原子的电离能和可能的价态表现54

2.11原子的核外电子排布（5）——稀土元素和锕系元素56

2.12日常生活中须臾不可离开的元素58

2.13材料性能与化学键类型的关系60

2.14材料性能与微观结构的关系62

2.15铁的晶体结构64

2.16材料性能与组织的关系66

2.17从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体的能带图68

2.18化合物半导体和荧光体材料70

第3章 金属及合金材料74

3.1从矿石到金属制品（1）——高炉炼铁74

3.2从矿石到金属制品（2）——转炉炼钢76

3.3晶态和非晶态，单晶体和多晶体78

3.4相、相图、组织和结构80

3.5凝固中的形核与长大82

3.6铸锭组织和连续铸造84

3.7钢的各种组织形态86

3.8钢的强化机制及合金钢88

3.9应用最广的碳钢90

3.10金属的热变形92

3.11金属的冷变形94

3.12由铜锭到铜箔的压延加工96

3.13热处理的目的和热处理温度的确定98

3.14钢的退火100

3.15钢的正火102

3.16钢的淬火（1）——加热和急冷的选择104

3.17钢的淬火（2）——增加淬透性和防止淬火开裂106

3.18钢的回火108

3.19恒温转变110

3.20表面处理（1）——表面淬火及渗碳淬火112

3.21表面处理（2）——表面渗碳、氮化及喷丸处理114

3.22合金钢（1）——强韧钢、可焊高强度钢和工具钢116

3.23合金钢（2）——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢118

3.24铸铁及轻金属的减振应用120

第4章 粉体和纳米材料124

4.1粉体及其特殊性能（1）——小粒径和高比表面积124

4.2粉体及其特殊性能（2）——高分散性和易流动性126

4.3粉体及其特殊性能（3）——低熔点和高化学活性128

4.4粉体的特性及测定（1）——粒径和粒径分布的测定130

4.5粉体的特性及测定（2）——密度及比表面积的测定132

4.6粉体的特性及测定（3）——折射率和附着力的测定134

4.7破碎和粉碎136

4.8分级和集尘138

4.9混料及造粒140

4.10输送及供给142

4.11粉体的非机械式制作方法144

4.12日常生活用的粉体146

4.13工业应用的粉体材料148

4.14粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善150

4.15纳米材料与纳米技术152

4.16包罗万象的纳米领域154

4.17“纳米”就在我们身边156

4.18纳米材料制备和纳米加工158

4.19纳米材料与纳米技术的发展前景160

第5章 陶瓷及陶瓷材料164

5.1陶瓷进化发展史——人类文明进步的标志164

5.2日用陶瓷的进展166

5.3陶瓷及陶瓷材料（1）——按致密度和原料分类168

5.4陶瓷及陶瓷材料（2）——按性能和用途分类170

5.5陶瓷及陶瓷材料（3）——结构陶瓷和功能陶瓷172

5.6普通粘土陶瓷的主要原料174

5.7陶瓷成型工艺（1）——旋转制坯成型和注浆成型176

5.8陶瓷成型工艺（2）——干压成型、热压注成型和等静压成型178

5.9陶瓷成型工艺（3）——挤压成型、注射成型和流延成型180

5.10普通陶瓷的烧结过程182

5.11陶瓷的烧成和烧结工艺184

5.12普通陶瓷的组织和结构186

5.13精细陶瓷的组成、组织结构和性能188

5.14结构陶瓷及应用（1）—— Al2O3190

5.15结构陶瓷及应用（2）—— ZrO2 TiO2、 BeO和AIN192

5.16结构陶瓷及应用（3）—— SiC和Si3N4194

5.17低温共烧陶瓷基板196

5.18单晶材料及制作198

5.19功能陶瓷及应用（1）——陶瓷电子元器件200

5.20功能陶瓷及应用（2）——生物陶瓷和换能器件202

5.21功能陶瓷及应用（3）——微波器件、传感器和超声波马达204

青铜器的历史与材料207

唐三彩212

玻璃214

琉璃216

陶瓷的历史与材料217

第6章 玻璃及玻璃材料224

6.1玻璃的发现至少有5000年224

6.2古代玻璃与现代玻璃的组成惊人的相似226

6.3玻璃的传统定义和现代定义228

6.4玻璃的熔融和加工230

6.5非传统方法制造玻璃232

6.6新型建筑玻璃（1）234

6.7新型建筑玻璃（2）236

6.8汽车、高铁用玻璃（1）238

6.9汽车、高铁用玻璃（2）240

6.10生物医学用玻璃材料242

6.11特殊性能玻璃材料（1）244

6.12特殊性能玻璃材料（2）246

6.13图像显示、光通信用玻璃材料（1）248

6.14图像显示、光通信用玻璃材料（2）250

6.15图像显示、光通信用玻璃材料（3）252

6.16高新技术前沿用玻璃材料（1）254

6.17高新技术前沿用玻璃材料（2）256

第7章 高分子及聚合物材料260

7.1何谓高分子和聚合物260

7.2加聚反应和聚合物实例（1）——均加聚262

7.3加聚反应和聚合物实例（2）——共加聚264

7.4聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构266

7.5缩聚反应和聚合物实例——共缩聚268

7.6塑料的分类、特性及用途270

7.7高分子链的结构层次和化学结构272

7.8高分子链间的相互作用274

7.9天然橡胶和合成橡胶276

7.10高分子的聚集态结构278

7.11热固性树脂（热固性塑料）280

7.12聚合物的结构模型及力学特性282

7.13聚合物的形变机理及变形特性284

7.14常见聚合物的结构和用途（1）——按结构和聚合反应分类286

7.15常见聚合物的结构和用途（2）——按性能和用途分类288

7.16工程塑料290

7.17新兴电子产业用的塑料膜层292

7.18聚合物的成形加工及设备（1）——压缩模塑和传递模塑294

7.19聚合物的成形加工及设备（2）——挤出成形和射出成形296

7.20聚合物的成形加工及设备（3）——塑料薄膜和纤维丝制造298

7.21胶粘剂（1）——胶粘剂的构成和粘结原理300

7.22胶粘剂（2）——胶粘剂的制造和用途302

7.23涂料（1）——涂料的分类及构成304

7.24涂料（2）——涂料中各种成分的选择306

7.25涂料（3）——涂料的成膜和固化308

第8章 复合材料和生物材料312

8.1复合材料的定义和分类312

8.2复合材料的界面314

8.3复合材料的特长及优势316

8.4复合材料中增强材料与基体材料的匹配318

8.5增强纤维的制造320

8.6碳纤维及碳/碳复合材料322

8.7增强纤维的编织和铺展324

8.8复合材料的成形制造326

8.9复合材料在航空航天领域的应用328

8.10天然复合材料（1）——木材的断面组织330

8.11天然复合材料（2）——木材的微观结构332

8.12生物材料的定义和范畴334

8.13骨骼、筋和韧带组织336

8.14骨骼固定和关节修复338

8.15各种植入人体的材料340

8.16植入人体材料的损伤与防止342

第9章 磁性及磁性材料346

9.1磁性源于电流346

9.2磁矩、磁导率和磁化率348

9.3过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系350

9.4高磁导率材料、高矫顽力材料及半硬质磁性材料352

9.5亚铁磁性和软磁铁氧体磁性材料354

9.6铁氧体永磁体的制作356

9.7从铁系合金到铁氧体材料358

9.8磁畴及磁畴壁的运动360

9.9决定磁畴结构的能量类型362

9.10磁滞回线及其决定因素364

9.11非晶态高磁导率材料366

9.12永磁材料及其进展368

9.13钕铁硼稀土永磁材料及制备工艺370

9.14钕铁硼永磁材料性能的提高和改进372

9.15添加Dy的Nd-Fe-B系合金（1）——细化晶粒以提高矫顽力374

9.16添加Dy的Nd-Fe-B系合金（2）——界面控制以提高矫顽力376

9.17粘结磁体378

9.18永磁材料的应用和退磁曲线380

9.19各种各样的电机都离不开磁铁382

9.20磁记录材料384

9.21光磁记录材料386

第10章 薄膜材料及薄膜制备技术390

10.1薄膜的定义和薄膜材料的特殊性能390

10.2获得薄膜的三个必要条件392

10.3真空获得394

10.4薄膜是如何沉积的396

10.5气体放电398

10.6等离子体与薄膜沉积400

10.7物理气相沉积（1）——真空蒸镀402

10.8物理气相沉积（2）——离子镀和激光熔射404

10.9物理气相沉积（3）——溅射镀膜406

10.10物理气相沉积（4）——磁控溅镀靶408

10.11物理气相沉积（5）——溅射镀膜的应用410

10.12化学气相沉积（1）——原理及设备412

10.13化学气相沉积（2）——各类CVD的应用414

10.14超硬涂层416

10.15金刚石及类金刚石涂层418

10.16电镀Cu膜用于集成电路芯片制作420

10.17薄膜的图形化——湿法刻蚀和干法刻蚀422

10.18反应离子刻蚀和反应离子束刻蚀424

10.19平坦化技术和大马士革工艺426

作者简历429

作者书系429