材料學(xué)概論 版權(quán)信息
- ISBN:9787302406525
- 條形碼:9787302406525 ; 978-7-302-40652-5
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材料學(xué)概論 內(nèi)容簡(jiǎn)介
《材料學(xué)概論》和《創(chuàng)新材料學(xué)》作為材料學(xué)組合教材,系統(tǒng)鳥瞰學(xué)科概況!恫牧蠈W(xué)概論》按10條橫線討論緒論、元素周期表、金屬、粉體、玻璃、陶瓷、聚合物、復(fù)合材料、磁性材料、薄膜材料,說(shuō)明每一類材料從原料到成品的全過(guò)程、相關(guān)性能及應(yīng)用,推薦作為本科新生入門教材,以《創(chuàng)新材料學(xué)》為輔;《創(chuàng)新材料學(xué)》按10條縱線介紹各類材料在半導(dǎo)體集成電路、微電子封裝、平板顯示器(包括觸控屏和3D電視)、白光LED固體照明、化學(xué)電池、太陽(yáng)電池、核能利用、能量及信號(hào)轉(zhuǎn)換、電磁屏蔽、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用,推薦作為研究生新生教材,以《材料學(xué)概論》為輔?v橫交叉,旁及上下左右,共涉及百余個(gè)重要知識(shí)點(diǎn),力圖以快捷、形象的方式把讀者領(lǐng)入材料學(xué)知識(shí)的浩瀚海洋。本材料學(xué)組合材料既不是海闊天空的漫談,也不是《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的壓縮,更不是甲、乙、丙、丁開(kāi)中藥鋪。在內(nèi)容上避免深、難、偏、窄、玄,強(qiáng)調(diào)淺、寬、新、活、鮮。在戰(zhàn)友大量資料的前提下,采用圖文并茂的形式,全面且簡(jiǎn)明扼要地介紹各類材料的新進(jìn)展、新性能、新應(yīng)用,力求深入淺出,通俗易懂。千方百計(jì)使知識(shí)新起來(lái)、動(dòng)起來(lái)、活起來(lái),做到有聲有色,栩栩如生!恫牧蠈W(xué)概論》可作為材料、機(jī)械、精密儀器、化工、能源、汽車、環(huán)境、微電子、計(jì)算機(jī)、物理、化學(xué)、光學(xué)等學(xué)科本科生及研究生教材,對(duì)于從事相關(guān)行業(yè)的科技工作者和工程技術(shù)人員,也具有極為難得的參考價(jià)值。
材料學(xué)概論 目錄
1.1 材料的定義和分類
1.1.1 材料的定義——材料、原料、物質(zhì)之間的關(guān)系
1.1.2 判斷物質(zhì)是否為材料的判據(jù)
1.1.3 材料的分類
1.1.4 材料生命周期的循環(huán)
1.2 材料是人類社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)識(shí)
1.2.1 石器時(shí)代
1.2.2 陶器時(shí)代
1.2.3 青銅器時(shí)代
1.2.4 鐵器時(shí)代
1.3 材料是當(dāng)代文明社會(huì)的根基
1.3.1 水泥的發(fā)明和使用
1.3.2 鋼鐵時(shí)代
1.3.3 以硅為代表的半導(dǎo)體時(shí)代
1.3.4 高分子和先進(jìn)陶瓷時(shí)代
1.4 材料是各類產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)
1.4.1 五大類工程材料
1.4.2 使用中更關(guān)注材料的性能和功能
1.4.3 “泰坦尼克號(hào)”海難——環(huán)境和其他影響因素
1.4.4 選擇材料的原則
1.5 先進(jìn)材料是高新技術(shù)的核心
1.5.1 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及對(duì)材料的要求
1.5.2 鎳基超級(jí)合金的出現(xiàn)迎來(lái)了噴氣式飛機(jī)
1.5.3 大型客機(jī)處處離不開(kāi)復(fù)合材料
1.5.4 高溫陶瓷的出現(xiàn)催生了航天飛機(jī)
1.6 新材料是國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)
1.6.1 “材料科學(xué)”這一名詞誕生于1957年以后
1.6.2 材料科學(xué)的形成與內(nèi)涵
1.6.3 新材料在各先進(jìn)工業(yè)國(guó)的戰(zhàn)略地位
1.6.4 極端環(huán)境對(duì)材料提出更苛刻的要求
1.7 材料可以“”點(diǎn)石成金,化腐朽為神奇“
1.7.1 炭、石墨和金剛石”本是同根生
1.7.2 從“心憂炭賤愿天寒”的炭到價(jià)值連城的鉆石
1.7.3 步入科學(xué)殿堂的二氧化硅
1.7.4 高錕發(fā)明的光纖是當(dāng)今電子通信產(chǎn)業(yè)的“根”
1.8 “制造材料者制造技術(shù)”,材料可以“以不變應(yīng)萬(wàn)變”
1.8.1 反復(fù)驗(yàn)證的“制造材料者制造技術(shù)”的現(xiàn)象
1.8.2 摩爾定律繼續(xù)有效的支撐是材料
1.8.3 中國(guó)古代四大發(fā)明之一——指南針采用的就是磁性材料
1.8.4 高檔乘用車中由磁性材料制作的電機(jī)不下幾十臺(tái)
1.9 復(fù)合材料和功能材料大大擴(kuò)展了材料的應(yīng)用領(lǐng)域
1.9.1 各類工程材料的屈服強(qiáng)度對(duì)比
1.9.2 不同材料的比強(qiáng)度和比模量
1.9.3 復(fù)合材料可以做到“1+1>2”
1.9.4 沒(méi)有吸波材料就談不到隱形飛機(jī)
1.10材料科學(xué)與工程的定義和學(xué)科特點(diǎn)
1.10.1 材料科學(xué)與工程的定義
1.10.2 材料科學(xué)與工程是學(xué)科的融合與交叉
1.10.3 材料科學(xué)與工程技術(shù)有著不可分割的關(guān)系
1.10.4 材料科學(xué)與工程有很強(qiáng)的應(yīng)用目的和明確的應(yīng)用背景
1.11材料科學(xué)與工程四要素
1.11.1 成分
1.11.2 結(jié)構(gòu)和組織
1.11.3 合成(制備)與加工(工藝)
1.11.4 性質(zhì)(或固有性能)和使用特性(或服役效能)
1.12重視材料的加工和制造
1.12.1 加工成材是實(shí)現(xiàn)材料應(yīng)用的**步
1.12.2 材料不同,加工方法各異
1.12.3 材料加工的創(chuàng)新任重道遠(yuǎn)
1.12.4 鎂合金的加工和應(yīng)用
1.13提高材料的性能永無(wú)止境
1.13.1 材料的應(yīng)用基于其特性和功能
1.13.2 材料的熱膨脹系數(shù)及不同材料熱膨脹系數(shù)的匹配
1.13.3 材料的熱導(dǎo)率及如何提高系統(tǒng)的導(dǎo)熱效果
1.13.4 低介電常數(shù)材料和高介電常數(shù)材料各有各的用處
1.14關(guān)注材料的*新應(yīng)用——強(qiáng)調(diào)發(fā)展,注重創(chuàng)新
1.14.1 新型電子材料
1.14.2 低維材料和亞穩(wěn)材料
1.14.3 生物材料和智能材料
1.14.4 新能源材料
1.15 “9·11”恐怖襲擊事件中世貿(mào)大廈垮塌和“3·11”福島核事故都涉及材料
1.15.1 結(jié)構(gòu)材料從原始到現(xiàn)代的進(jìn)步
1.15.2 鋼筋混凝土使世界上的高樓大廈拔地而起
1.15.3 “9·11”世貿(mào)大廈垮塌——高溫下材料失效是內(nèi)因,巨大的沖擊力是外因
1.15.4 “3·11”福島核事故——裂變余熱和衰變產(chǎn)生的熱量足以使燃料元件熔化
1.16新材料如何適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新
1.16.1 新材料的主要特征
1.16.2 新材料的應(yīng)用領(lǐng)域
1.16.3 可持續(xù)發(fā)展對(duì)新型材料的要求
1.16.4 新型材料的發(fā)展方向
名詞術(shù)語(yǔ)和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章 材料就在元素周期表中
2.1 門捷列夫元素周期表——*偉大的材料事件
2.1.1 人類發(fā)展史上*偉大的材料事件
2.1.2 周期和族
2.1.3 主族和副族
2.1.4 材料就在元素周期表中
2.2 120種元素綜合分析
2.2.1 金屬、半金屬
2.2.2 黑色金屬、有色金屬、輕金屬、重金屬
2.2.3 賤金屬、貴金屬
2.2.4 稀有金屬、稀散金屬、稀土金屬
2.3 原子的核外電子排布(1)——量子數(shù)和電子軌道
2.3.1 主量子數(shù)n
2.3.2 軌道角量子數(shù)l
2.3.3 軌道磁量子數(shù)m
2.3.4 自旋量子數(shù)ms
2.4 原子的核外電子排布(2)——電子排布的三個(gè)準(zhǔn)則
2.4.1 電子軌道排布的三個(gè)準(zhǔn)則
2.4.2 電子的軌道能級(jí)分布
2.4.3 金屬*集中的三類元素
2.4.4 為什么Fe、Co、Ni是鐵磁性的?
2.5 核外電子排布的應(yīng)用(1)——碳的sp3、sp2、sp雜化
2.5.1 碳的sp3、sp2、sp雜化
2.5.2 碳材料的鍵特性
2.5.3 富勒烯、碳納米管和石墨烯
2.5.4 藉由3種不同的碳-碳鍵合構(gòu)成的有機(jī)化合物
2.6 核外電子排布的應(yīng)用(2)——四面體鍵的奇妙之處
2.6.1 碳材料的多樣性
2.6.2 碳原子的堆垛方式-四面體鍵的奇妙之處
2.6.3 石墨的結(jié)構(gòu)類型
2.6.4 各種各樣的碳(石墨)制品
2.7 原子的核外電子排布(3)——電子授受及元素氧化數(shù)的變化
2.7.1 元素核外電子的排布方式
2.7.2 氧化還原反應(yīng)中的電子授受及元素氧化數(shù)的變化
2.7.3 電子填充軌道的先后規(guī)則——違反先后“次序”的d、f軌道電子
2.7.4 電子授受及在化學(xué)電池中的應(yīng)用
2.8 原子的核外電子排布(4)——過(guò)渡族元素和難熔金屬
2.8.1 過(guò)渡族元素——d或f亞層電子未填滿的元素
2.8.2 過(guò)渡族元素的一般特征
2.8.3 難熔金屬的特征
2.8.4 難熔金屬的應(yīng)用
2.9 原子半徑、離子半徑和元素的電負(fù)性
2.9.1 原子半徑
2.9.2 離子半徑
2.9.3 元素的電負(fù)性
2.9.4 價(jià)電子濃度
2.10原子的電離能和可能的價(jià)態(tài)表現(xiàn)
2.10.1 原子的電離能
2.10.2 原子的電子親和能
2.10.3 原子能級(jí)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
2.10.4 元素可能的價(jià)態(tài)表現(xiàn)
2.11原子的核外電子排布(5)——稀土元素和錒系元素
2.11.1 稀土元素——4f亞層電子未填滿的元素
2.11.2 稀土元素的特征
2.11.3 稀土元素的礦產(chǎn)分布及稀土元素的應(yīng)用
2.11.4 錒系元素——5f亞層電子未填滿的元素
2.12日常生活中須臾不可離開(kāi)的元素
2.12.1 地殼中的八種含量*多的元素
2.12.2 組成人體的四種主要物質(zhì)
2.12.3 人體不可缺少的礦物質(zhì)
2.12.4 重金屬污染成為重要的環(huán)境問(wèn)題
2.13材料性能與化學(xué)鍵類型的關(guān)系
2.13.1 化學(xué)鍵的類型及特點(diǎn)
2.13.2 材料中的多種鍵合
2.13.3 物理吸附和化學(xué)吸附
2.13.4 根據(jù)結(jié)合鍵比較材料的性能
2.14 材料性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系
2.14.1 組織敏感特性和組織非敏感特性
2.14.2 常溫下元素的晶體結(jié)構(gòu)
2.14.3 常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)類型
2.14.4 晶體中的缺陷
2.15 鐵的晶體結(jié)構(gòu)
2.15.1 鋼鐵緣何具有*廣泛用途
2.15.2 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變
2.15.3 鐵的典型晶體結(jié)構(gòu)
2.15.4 置換型固溶體和間隙型固溶體
2.16 材料性能與組織的關(guān)系
2.16.1 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及其結(jié)構(gòu)、性能變化
2.16.2 晶體材料的組織和晶體組織的觀察
2.16.3 單相與多相組織、冷加工變形與退火再結(jié)晶組織
2.16.4 藉由γ→α相變實(shí)現(xiàn)α相晶粒微細(xì)化的各種方法
2.17 從軌道能級(jí)到能帶——絕緣體,導(dǎo)體和半導(dǎo)體的能帶圈
2.17.1 固體能帶的形狀
2.17.2 金屬的能帶結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性
2.17.3 絕緣體、導(dǎo)體和半導(dǎo)體的能帶圖
2.17.4 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性
2.18化合物半導(dǎo)體和熒光體材料
2.18.1 元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體
2.18.2 化合物半導(dǎo)體的組成和特長(zhǎng)
2.18.3 Ⅳ-Ⅳ族、Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅳ族、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族和Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ2族化合物半導(dǎo)體
2.18.4 熒光體材料重現(xiàn)光輝——同一類材料會(huì)滲透到高新技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域
名詞術(shù)語(yǔ)和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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第3章 金屬及合金材料
第4章 粉體和納米材料
第5章 陶瓷及陶瓷材料
第6章 玻璃及玻璃材料
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