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第1章 绪论1

1.1 材料科学概述3

1.1.1 材料在人类生活中的重要地位3

1.1.2 材料的分类与特征5

1.1.3 材料科学的主要研究内容7

1.2 原子结构及键合8

1.2.1 原子的结构8

1.2.2 元素周期表12

1.2.3 原子间的键合13

1.2.4 原子键合与材料性能18

第2章 固体结构21

2.1 晶体学基础23

2.1.1 晶体结构的特征23

2.1.2 空间点阵、原胞与晶胞23

2.1.3 晶向指数和晶面指数28

2.2 金属的晶体结构32

2.2.1 纯金属的晶体结构32

2.2.2 合金的相结构39

2.3 无机非金属的晶体结构47

2.3.1 离子晶体结构48

2.3.2 共价晶体结构53

2.4 非晶态结构54

2.4.1 非晶态的形成55

2.4.2 玻璃化转变56

2.4.3 非晶态结构的描述57

2.4.4 非晶态结构的模型59

2.5 高分子结构61

2.5.1 高分子链的近程结构62

2.5.2 高分子链的远程结构66

2.5.3 高分子的聚集态结构68

2.5.4 高分子的晶体形态70

2.6 准晶73

第3章 晶体缺陷79

3.1 点缺陷81

3.1.1 点缺陷类型81

3.1.2 点缺陷的符号表示82

3.1.3 点缺陷反应的表示84

3.1.4 点缺陷的形成及其平衡浓度85

3.1.5 点缺陷对材料性能的影响87

3.2 线缺陷88

3.2.1 位错概念的引入88

3.2.2 位错的几何性质89

3.2.3 位错的运动95

3.2.4 位错的弹性性质101

3.2.5 实际晶体中的位错113

3.2.6 位错的观察118

3.3 面缺陷118

3.3.1 表面119

3.3.2 晶界与亚晶界122

3.3.3 相界128

3.3.4 晶界和相界的平衡形貌129

第4章 相平衡与相图137

4.1 相平衡与吉布斯相律139

4.1.1 相平衡的基本概念139

4.1.2 吉布斯相律140

4.2 单元系相图140

4.2.1 单元系相图的表示和实验测定方法140

4.2.2 典型单元系相图分析141

4.3 二元系相图143

4.3.1 二元相图概述143

4.3.2 二元匀晶相图146

4.3.3 二元共晶相图150

4.3.4 二元包晶相图155

4.3.5 其他类型的二元相图158

4.3.6 二元系相图分析方法及相图与性能161

4.3.7 铁碳相图163

4.3.8 相图热力学171

4.4 三元系相图175

4.4.1 三元相图基础176

4.4.2 三元匀晶相图179

4.4.3 三元共晶相图182

第5章 材料的制备工艺191

5.1 材料的液—固转变193

5.1.1 液态结构193

5.1.2 晶体凝固的热力学条件194

5.1.3 纯晶体的凝固194

5.1.4 二元合金的凝固202

5.1.5 玻璃的凝固210

5.1.6 高分子材料的凝固213

5.2 材料的气—固转变214

5.2.1 蒸发215

5.2.2 凝聚216

5.2.3 气相沉积法的材料制备技术216

5.3 材料的固—固转变220

5.3.1 材料的烧结220

5.3.2 陶瓷材料的烧结制备234

5.3.3 粉末冶金249