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| 內容簡介： |
本书为材料科学与工程专业的技术基础课教材。本书阐述了材料的成分、组织结构与性能间关系的基本原理。全书除导论外共九章，内容包括：材料结构的基础知识、材料中的晶体结构、高分子材料的结构、晶体缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变、材料的变形与断裂、固体材料的电子结构与物理性能。
本书除作为材料科学与工程专业大学本科生的通用教材外，也可作为材料热加工类专业的本科生及研究生的教学参考用书。
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| 目錄：
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第3版前言
第2版前言
第1版前言
导论1
一、材料科学的重要地位1
二、各种材料概况3
三、材料性能与内部结构的关系8
四、材料的制备与加工工艺对性能的
影响8
五、什么是材料科学10
参考文献11
第一章材料结构的基本知识12
第一节原子结构12
一、原子的电子排列12
二、元素周期表及性能的周期性变化14
第二节原子结合键17
一、一次键17
二、二次键18
三、混合键20
四、结合键的本质及原子间距21
五、结合键与性能23
第三节原子排列方式24
一、晶体与非晶体24
二、原子排列的研究方法26
第四节晶体材料的组织28
一、组织的显示与观察28
二、单相组织28
三、多相组织29
第五节材料的稳态结构与亚稳态结构30
小结32
习题33
参考文献33
第二章材料中的晶体结构34
第一节晶体学基础34
一、空间点阵和晶胞34
二、晶系和布拉维点阵35
三、晶向指数和晶面指数37
第二节纯金属的晶体结构40
一、典型金属的晶体结构40
二、多晶型性45
三、晶体结构中的原子半径47
第三节离子晶体的结构49
一、离子晶体的主要特点49
二、离子半径、配位数和离子的堆积49
三、离子晶体的结构规则51
四、典型离子晶体的结构52
第四节共价晶体的结构54
一、共价晶体的主要特点54
二、典型共价晶体的结构54
小结55
习题55
参考文献57
第三章高分子材料的结构58
第一节高分子材料概述58
一、高分子材料的基本概念58
二、高分子材料的合成60
三、高分子材料的分类62
第二节高分子链的结构及构像62
一、高分子链的化学组成62
二、结构单元的连接方式和空间构型63
三、高分子链的几何形状64
四、高分子链的构象及柔顺性65
第三节高分子的聚集态结构67
一、晶态聚合物的结构67
二、非晶态聚合物的结构69
三、聚合物的结晶度与玻璃化温度70
第四节高分子材料的性能与结构72
一、高分子材料的主要性能特点72
二、高分子材料的性能与结构的关系73
三、改变高分子材料性能的途径75
小结78
习题79
参考文献79
第四章晶体缺陷81
第一节点缺陷81
一、点缺陷的类型81
二、点缺陷的产生83
三、点缺陷与材料行为85
第二节位错的基本概念86
一、位错与塑性变形86
二、晶体中的位错模型及位错易动性87
三、柏氏矢量90
四、位错的运动92
五、位错密度97
六、位错的观察98
第三节位错的能量及交互作用99
一、位错的应变能99
二、位错的线张力102
三、位错的应力场及与其他缺陷的交互
作用103
四、位错的分解与合成108
第四节晶体中的界面112
一、晶界的结构与晶界能112
二、表面及表面能114
三、表面吸附与晶界内吸附116
四、润湿行为117
五、界面能与显微组织的变化119
小结120
习题121
参考文献123
第五章材料的相结构及相图124
第一节材料的相结构124
一、固溶体124
二、中间相129
三、非晶相134
第二节相图的基本知识135
一、相律136
二、成分的表示方法与相图的建立137
三、杠杆定律137
四、相和组织的概念139
五、一元系相图139
第三节二元系相图140
一、匀晶相图及固溶体的结晶140
二、共晶相图及其结晶143
三、包晶相图及其结晶149
四、其他类型的二元系相图152
五、相图与性能的关系155
六、复杂相图分析156
第四节相图的热力学基础172
一、吉布斯自由能与成分的关系172
二、克劳修斯克拉珀龙方程174
三、相平衡条件175
四、吉布斯自由能曲线与相图177
第五节三元系相图180
一、三元相图的表示方法181
二、三元相图的建立182
三、三元匀晶相图184
四、三元系中相平衡空间的热力学
分析188
五、典型三元系相图分析198
六、三元系相图实例分析206
习题208
参考文献210
第六章材料的凝固与气相沉积212
第一节材料凝固时晶核的形成212
一、凝固结晶基本规律212
二、均匀形核及形核率215
三、非均匀形核217
第二节材料凝固时晶体的生长220
一、晶核长大的必要条件220
二、固液界面的微观构造220
三、材料的熔化熵与晶体生长方式223
四、温度梯度对晶体生长的影响224
第三节固溶体合金的凝固226
一、合金凝固的典型情况226
二、成分过冷及其对晶体生长的影响230
第四节共晶合金的凝固231
一、共晶体的结构231
二、杂质对共晶生长的影响233
三、偏离共晶成分的合金凝固235
第五节制造工艺与凝固组织236
一、铸锭与铸件的凝固组织及偏析236
二、连续铸造和熔化焊的凝固组织238
第六节材料制备的特种凝固工艺技术240
一、区域熔炼240
二、制备单晶241
三、用快速冷凝法制备金属玻璃242
四、定向凝固242
五、激光熔覆金属3D打印制造243
第七节材料非晶态245
一、材料的非晶态概述245
二、常用材料的非晶态245
第八节材料的气固转变247
一、凝聚蒸发的平衡248
二、蒸发249
三、凝聚250
第九节气相沉积法的材料制备技术251
一、硅芯片的外延生长251
二、用化学气相沉积制取B纤维和SiC
纤维252
三、用惰性气体凝结法制取纳米材料253
习题254
参考文献256
第七章扩散与固态相变258
第一节扩散定律及其应用258
一、扩散第一定律258
二、扩散第二定律260
第二节扩散机制
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| 內容試閱：
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材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导，材料科学已成为当今世界重大科学技术的基础学科之一，并得到重点发展。在知识经济时代，材料科技、信息技术和生物技术是现代高科技与瓣经济的三大主要组成部分，而材料又往往是高新技术的突破口。《材料科学基础》是高校材料科学与工程专业第一门、也是最重新的一门专业基础课，是前期基础知识学习和后期专业课学习的知识桥梁。本书将金属学、陶瓷学和高分子物理的基础理论融合为一体，以研究材料的共性规律，注重材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的内在联系，指导材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。
本书主要内容安排如下：首先从材料的原子结构、理想的完整晶体结构、存在各种缺陷的不完整晶体结构三个方面介绍材料的结构与其性能之间的关系；在此基础上，进一步介绍材料组织结构的转变规律、材料凝固的基础理论，学习制备方法和工艺对于材料的组织结构、力学性能和功能特性的影响；最后介绍固体材料的扩散及材料在受力变形时材料组织和结构的转变规律以及一些典型材料及其应用。
本书内容体现了西安交通大学金属材料强度国家重点实验室以材料强度为核心的学科特色。通过本课程学习，学生可以了解并掌握材料科学中的共性规律，了解材料的成分组织结构制备工艺及性能之间的关系，为将来解决材料领域复杂工程问题，从事材料设计及研发工作奠定必要的基础。
本书第3版由王红洁教授主持修订，由石德珂、王红洁任主编，高守义、柴惠芬、朱瑞富、柴东朗、席生岐任参编，特别邀请了金志浩教授担任本书主审。在编写过程中，徐彤副教授、黄平教授、王豫跃教授、蔡洪能教授等也参与了本书的修订工作，周玉美副教授负责本书文字、图表的修订与校核。整个修订工作得到了石德珂教授的大力支持与鼓励，在此表示最诚挚的感谢。
本次教材的修订将原有的知识体系进行了梳理，并加入当前材料科学发展的热门成熟技术，如激光熔覆金属3D打印技术等。在编写过程中西安交通大学教务处给予了大力支持与帮助，并将本书列为西安交通大学“十三五”规划本科生系列教材，在此深表感谢！
由于编者水平和学识有限，时间仓促，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请广大读者批评指正！
编者于西安交通大学
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