材料概論

前言

本書出版以后，受到各方面的歡迎和喜愛。在人類漫長的歲月中，材料總是給人神秘、給人驚奇；從事材料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用又總是充滿誘惑、充滿挑戰(zhàn)。為了引領(lǐng)剛進(jìn)大學(xué)校門的學(xué)子早日步入材料科學(xué)與工程的殿堂，一些學(xué)校在低年級設(shè)置了材料概論課，也有一些學(xué)校對認(rèn)識實(shí)習(xí)進(jìn)行了改革，不僅時間上提前到一、二年級，而且面向整個材料行業(yè)，使學(xué)生早接觸材料、早了解材料、早熟悉材料，這是其一；隨著國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)和國防建設(shè)發(fā)展的需要，以前面向行業(yè)，培養(yǎng)滿足本行業(yè)工作所需要的材料類人才的培養(yǎng)模式已經(jīng)無法適應(yīng)社會需求。培養(yǎng)具有材料科學(xué)與工程公共基礎(chǔ)知識、材料科學(xué)與材料工程相結(jié)合的材料類人才，是高等學(xué)校材料類專業(yè)服務(wù)社會、服務(wù)國家的己任所在這是其二。2006年本書又獲準(zhǔn)列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。于是，我們作了精心修訂，在保持原有格局的基礎(chǔ)上，根據(jù)建設(shè)資源節(jié)約型社會和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對材料的要求，增加了“環(huán)境友好材料與循環(huán)利用”一章，以供學(xué)生了解材料生產(chǎn)和使用過程中造成的對資源、能源和環(huán)境的損害及其對策。本書各章節(jié)的編寫者為第1章（周達(dá)飛）、第2、3及第5章1-5節(jié)、第6章1，3-5，8節(jié)（宋鸝），第4章、第5章6-10節(jié)、第6章2，6，7，9，10節(jié)、第9章（陸沖），第7、8章（勵杭泉），全書由周達(dá)飛統(tǒng)稿。

內(nèi)容概要

本書是在教育部面向21世紀(jì)高等工程教育內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃《材料類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容體系改革的研究》基礎(chǔ)上編寫的材料類專業(yè)基礎(chǔ)課教材之一。    本書為第二版，在原著的基礎(chǔ)上作了精心修訂，主要內(nèi)容包括：材料與材料科學(xué)；材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能；材料的制備方法；材料成型；10種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述；材料應(yīng)用；材料與環(huán)境；材料比較與選擇以及新增的環(huán)境友好材料與循環(huán)利用。    本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，也可作為工程技術(shù)人員了解材料、選用材料的參考資料。

書籍目錄

第1章　材料與材料科學(xué)  1.1  材料的地位、作用與發(fā)展  1.2  材料的定義和分類  1.3　材料的要素  1.4  材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢  第2章　材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能  2.1　材料的組成    2.1.1  材料組元的結(jié)合形式      2.1.2  材料的化學(xué)組成    2.2　材料的結(jié)構(gòu)    2.2.1  材料中的化學(xué)鍵合      2.2.2  晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)      2.2.3  材料的結(jié)構(gòu)    2.3　材料的性能      2.3.1  化學(xué)性能      2.3.2  力學(xué)性能      2.3.3  熱學(xué)性能      2.3.4  電性能      2.3.5  光學(xué)性能      2.3.6  磁性  第3章　材料的制備方法  3.1  原材料的選用與合成      3.1.1  天然礦物原料      3.1.2  無機(jī)合成原料      3.1.3  天然高分子化合物      3.1.4  有機(jī)合成原料    3.2  工藝過程與方法      3.2.1  氣相法      3.2.2  液相法      3.2.3  固相法  第4章　材料成型  4.1  材料的成型加工    4.1.1  成型方法      4.1.2  加工方法      4.1.3  材料成型特性    4.2  自由流動成型      4.2.1  金屬砂型鑄造      4.2.2　橡膠浸漬成型    4.2.3  陶瓷注漿成型　4.3  受力流動成型    4.3.1  塑料注塑成型    4.3.2　玻璃吹制成型  4.4  受力塑性成型    4.4.1  金屬鍛造    4.4.2  陶瓷擠壓成型    4.4.3  橡膠壓出成型第5章　10種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述  5.1　玻璃的生產(chǎn)    5.1.1  玻璃的分類與發(fā)展歷史    5.1.2  玻璃的生產(chǎn)工藝  5.2  陶瓷的生產(chǎn)    5.2.1  陶瓷的概念與分類及發(fā)展歷史    5.2.2  普通陶瓷的基本制備工藝    5.2.3  特種陶瓷生產(chǎn)的基本工藝，過程  5.3　水泥的生產(chǎn)    5.3.1  水泥的發(fā)展歷史及其分類    5.3.2　水泥的組成    5.3.3  原料    5.3.4  水泥的生產(chǎn)方法    5.3.5  水泥生產(chǎn)工藝流程    5.3.6  生料的制備    5.3.7  熟料的煅燒    5.3.8　水泥的粉磨和包裝    5.3.9  水泥生產(chǎn)與環(huán)境的關(guān)系  5.4  黑色金屬的生產(chǎn)    5.4.1  黑色金屬的概況    5.4.2  煉鐵的主要原料    5.4.3  高爐煉鐵工藝流程與基本原理    5.4.4　鋼冶煉概述  5.5  有色金屬的生產(chǎn)……第6章　材料應(yīng)用　第7章　材料與環(huán)境第8章　比較與選擇第9章　生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)利用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：在相當(dāng)長一段時間內(nèi).材料科學(xué)與工程的研究主要集中在結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系上，關(guān)注的是使用過程中固有的性能（即宏觀性能），如物理性能、力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能、電性能、透氣性能、耐化學(xué)藥品性能、耐候性能、長期使用性能、燃燒性能等。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對材料科學(xué)與工程關(guān)鍵問題認(rèn)識的日益深化，材料研究已深入到分子、原子、電子的微觀尺度研究化學(xué)結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)，如核外電子層排列方式、原子間的結(jié)合力，化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)、立體規(guī)整性、支鏈、側(cè)基、交聯(lián)程度、晶體結(jié)構(gòu)、鏈形態(tài)等.人們發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)一種材料被創(chuàng)造、發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)出來時，該材料所表現(xiàn)出來的性質(zhì)和現(xiàn)象是人們關(guān)心的中心問題，而材料的性質(zhì)和現(xiàn)象取決于成分和各種層次上的結(jié)構(gòu)，材料的結(jié)構(gòu)又是合成和加工的結(jié)果，最終得到的材料制品必須能夠、并且以經(jīng)濟(jì)和社會可以接受的方式完成某一指定的任務(wù)。因而，無論哪種材料都包括了四個要素，即：性質(zhì)和現(xiàn)象賦予了材料的價值和應(yīng)用性；使用性能是材料在使用條件下應(yīng)用性能的度量；結(jié)構(gòu)和成分包括了決定材料性質(zhì)和使用性能的原于類型和排列方式；合成和加工實(shí)現(xiàn)了特定原子排列。圖1－2所示為材料四個要素之間的關(guān)系。四個要素反映了材料科學(xué)與工程研究中的共性問題，其中合成和加工、使用性能是兩個昔遍的關(guān)鍵要素，正是在這四個要素上，各種材料相互借鑒、相互補(bǔ)充、相互滲透。抓住了這四個要素，就抓住了材料科學(xué)與工程研究的本質(zhì)，而各種材料，其特征所在，反映了該種材料與眾不同的個性。如果我們這樣去認(rèn)識，則許多長期困擾材料科技工作者的問題都將迎刃而解。我們可以依據(jù)這四個基本要素評估材料研究中的機(jī)遇，以新的或更有效的方式研制和生產(chǎn)材料.判斷這四個要素的相對重要性，而不必拘泥于材料類別、功用或從基礎(chǔ)研究到工程化過程中所處的地位；同時，也使材料科技工作者可以識別和跟蹤材料科學(xué)與工程研究的主要發(fā)展趨勢。（1）性質(zhì)性能是材料功能特性和效用（如電、磁、光、熱、力學(xué)等性質(zhì)）的定量度量和描述.任何一種材料都有其特征的性能和應(yīng)用。例如，金屬材料具有剛性和硬度，可以用作各種結(jié)構(gòu)件；它也具有延性.可以加工成導(dǎo)電或受力用線材；一些特種合金，如不銹鋼、形狀記憶合金、超導(dǎo)合金等，可以用作耐腐蝕材料、智能材料和超導(dǎo)材料等。陶瓷有很高的熔點(diǎn)、高的強(qiáng)度和化學(xué)惰性，可用作高溫發(fā)動機(jī)和金屬切削刀具等；而具有壓電、介電、電導(dǎo)、半導(dǎo)體、磁學(xué)、機(jī)械等特性的特種陶瓷.在相應(yīng)的領(lǐng)域發(fā)揮作用；但陶瓷的脆性則限制了它的應(yīng)用。開發(fā)具有高延伸串的韌性陶瓷成了材料科技工作者追求的目標(biāo)。利用金剛石的耀度和透明性，可制成光燦奪目的寶石和高性能光學(xué)涂層；而利用其硬度和導(dǎo)熱性，可用作切削工具和傳導(dǎo)材料。高分子材料以其各種獨(dú)特的性能使其在各種不同的產(chǎn)品上發(fā)揮作用，如汽車等各類交通工具的內(nèi)飾件、外裝件、功能件等，建筑材料、電子電器材料、航天航空材料等。

編輯推薦

《材料概論(第2版)》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，也可作為工程技術(shù)人員了解材料、選用材料的參考資料。

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