材料科學基礎

前言

　　《材料科學基礎》出版以來，深受廣大讀者的喜愛，一直保持著較大的發(fā)行量。特別是2004年該課程獲得“國家精品課程”稱號以來，該教材更加受到大家的關注。為了滿足廣大讀者的需求，我們再次修訂出版這本教材?！　”敬谓滩男抻喌闹鲗枷?，仍然是堅持基本理論的系統(tǒng)性和完整性，強調工程實踐性，注意理論聯(lián)系實際。正因為如此，本書保持了第2版教材的特點：以金屬材料、陶瓷材料、高分子材料及復合材料為對象，介紹其成分－結構－微觀組織－性能之間的關系，涉及的基本理論包括以下幾方面：　?。?）晶體學基礎及晶體缺陷理論；　?。?）材料的結構（相結構）理論；　?。?）凝固理論；　?。?）材料熱力學及平衡理論；　?。?）擴散理論；　?。?）材料強韌化理論；　　（7）固體動力學理論；　　（8）材料復合理論。　　這些基本理論，對于發(fā)展新材料、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是很重要的。為了能夠很好地便于學生掌握這些理論，書中注意聯(lián)系生產實例進行分析、引導，同時精選了相關內容的例題、習題供讀者思考、理解。這不僅有助于培養(yǎng)學生自主獲取知識的能力，而且有助于提高分析問題和解決問題的能力?！　≡诮滩木帉懮?，力求作到簡明扼要，重點突出。從這一指導思想出發(fā)，對原教材中的有關內容進行了取舍和補充。　　本書在修訂過程中，采納了一些教材使用者的寶貴意見，得到西北工業(yè)大學出版社雷軍、王夏林等同志的大力支持和熱忱幫助，材料科學與工程學院領導劉正堂教授對本書修訂工作給予了很大支持和指導，在此一并感謝！　　由于我們水平有限，缺點和錯誤難免，懇切希望讀者批評指正。

內容概要

本書闡述了與工程材料有關的基礎理論及應用，包括晶體學基礎、晶體缺陷、固體中的相結構、凝固、相圖、固體中的擴散、塑性變形、回復與再結晶、固態(tài)相變、復合效應與界面等內容。本書的主要內容是以常用工程材料為對象，闡述其共性原理；書中編寫了較多的例題，便于自學，有利于對基礎知識的理解和掌握。    本書可作為材料科學與工程專業(yè)，金屬材料及熱處理專業(yè)、鑄造、焊接、鍛造以及腐蝕與防護等專業(yè)的教科書，也可供工程技術人員參考。

書籍目錄

第1章 工程材料中的原子排列  §1.1 原子鍵合  §1.2 原子的規(guī)則排列  §1.3 原子的不規(guī)則排列  習題  復習思考題第2章 固體中的相結構  §2.1 固熔體  §2.2 金屬間化合物  §2.3 陶瓷晶體相  §2.4 玻璃相  §2.5 分子相  習題  復習思考題第3章 凝固  §3.1 金屬結晶的基本規(guī)律  §3.2 金屬結晶的基本條件  §3.3 晶核的形成  §3.4 晶體的長大  §3.5 陶瓷、聚合物的凝固  §3.6 凝固理論的應用  習題  復習思考題第4章 相圖  §4.1 相、相平衡及相圖制作  §4.2 二元勻晶相圖  §4.3 二元共晶相圖  §4.4 二元包晶相圖  §4.5 其他二元相圖  §4.6 二元相圖的分析方法  §4.7 相圖的熱力學解釋  §4.8 鑄錠(件)的組織與偏析  §4.9三元相圖  習題  復習思考題第5章 材料中的擴散  §5.1 擴散定律及其應用  §5.2 擴散的微觀機理  §5.3 擴散的熱力學理論  §5.4 反應擴散  §5.5 一些影響擴散的重要因素  習題  復習思考題第6章 塑性變形  §6.1 金屬的應力一應變曲線  §6.2 單晶體的塑性變形  §6.3 多晶體的塑性變形  §6.4 合金的塑性變形  §6.5 冷變形金屬的組織與性能  §6.6 聚合物的變形  §6.7 陶瓷材料的塑性變形  習題  復習思考題第7章 回復與再結晶  §7.1 冷變形金屬在加熱時的變化  §7.2 回復  §7.3 再結晶  §7.4 再結晶后的晶粒長大  §7.5 金屬的熱變形  習題  復習思考題第8章 固態(tài)相變  §8.1 固態(tài)相變的特點  §8.2 固態(tài)相變的形核  §8.3 固態(tài)相變的晶核長大  §8.4 擴散型相變示例  §8.5 無擴散型相變  習題  復習思考題第9章 復合效應與界面  §9.1 材料復合、增強體及復合效應  §9.2 復合材料增強原理  §9.3 復合材料的界面  習題  復習思考題附錄附錄A 本書所用到的物理常數(shù)附錄B 有關元素資料表附錄C 有關工程材料的性質(2 0℃)附錄D 法定計量單位參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章  工程材料中的原子排列　　工程上最廣泛應用的材料多為晶體，它們的許多性能都與其內部原子排列有關，因此，作為材料科學工作者，首先要熟悉固體中原子的排列方式和分布規(guī)律，其中包括固體中的原子是如何相互作用并結合起來的，晶體的特征及其描述方法，晶體結構的特點，各種晶體間的差異，以及晶體結構中缺陷的類型及性質等，這些都是本章要重點介紹的內容。這些知識不僅是學習材料科學課程的基礎，也是學習其他專業(yè)課程（如X射線衍射、電子衍射等）必不可少的重要基礎?！　?.1  原子鍵合　　在固態(tài)下，當原子（離子或分子）聚集為晶體時，原子（離子或分子）之間產生較強的相互作用，這種相互作用力就稱為結合力，也稱為結合鍵。由電子運動使原子產生聚集的結合力稱為化學鍵。固體中的結合鍵主要是化學鍵，其大小與原子的結構有關。不同類型的原子之間，具有不同性質的結合鍵。固體中的結合鍵可以分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵3種化學鍵，以及分子鍵、氫鍵等物理鍵?！　?.1.1　固體中原子的結合鍵　　1.1.1.1　金屬鍵　　金屬元素的原子失去最外層價電子后就變成帶正電的離子，被失去的電子形成圍繞離子運動的“電子去”，脫離原子的價電子，已不再與某一特定的正離子相吸引，而是在電子云中自由運動，成為被若干個正離子相吸引的電子。通過正離子與電子之間相互吸引，使這些正離子與電子結合起來。這種結合力就是金屬鍵。　　……

編輯推薦

　《高等學校教材·材料科學系列：材料科學基礎》在修訂過程中，采納了一些教材使用者的寶貴意見，得到西北工業(yè)大學出版社雷軍、王夏林等同志的大力支持和熱忱幫助，材料科學與工程學院領導劉正堂教授對《材料科學基礎》修訂工作給予了很大支持和指導，在此一并感謝！

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