具体描述
内容简介
全书共11章，其中金属学原理部分共7章，为加强基础拓宽专业知识面，另外增加陶瓷、
高分子、复合材料及功能材料的基础知识4章。本书为专业基础课，它注意到与后续专业课的
配合与衔接。
本书可作为材料科学与工程专业、金属材料及热处理专业，以及机械类的铸造、焊接和塑
性加工成形各专业的教科书，也可作为有关工程技术人员参考用书。
作者简介
目录信息
第1章 金属与合金的晶体结构
1.1 晶体学基础
1.1.1 空间点阵和晶胞
1.1.2 晶系和布拉菲点阵
1.1.3 晶向指数和晶面指数
1.2 金属的晶体结构
1.2.1 典型的金属晶体结构
1.2.2 亚金属的晶体结构
1.3 合金相的晶体结构
1.3.1 固溶体
1.3.2 中间相
习题
第2章 实际金属的晶体缺陷
2.1 点缺陷
2.1.1 空位和间隙原子
2.1.2 点缺陷的平衡浓度
2.2 线缺陷
2.2.1 位错类型
2.2.2 柏氏矢量
2.2.3 位错密度
2.2.4 作用在位错上的力和位错的运动
2.2.5 位错的应力场和应变能
2.2.6 位错的线张力
2.2.7 位错间的交互作用力
2.2.8 实际晶体中的位错
2.3 面缺陷――界面
2.3.1 晶界和亚晶界
2.3.2 孪晶界和相界
2.3.3 堆垛层错
2.3.4 外表面
习题
第3章 合金相图
3.1 相图的基本知识
3.1.1 相平衡和相律
3.1.2 相图表示方法与制作
3.1.3 杠杆定律和重心法则
3.2 二元合金相图
3.2.1 匀晶相图
3.2.2 共晶相图
3.2.3 包晶相图
3.2.4 其他类型的二元合金相图
3.2.5 复杂二元相图分析方法
3.2.6 相图的实用意义
3.3 三元合金相图
3.3.1 三无匀晶相图
3.3.2 三元共晶相图
3.3.3 复杂三元合金相图分析方法
3.3.4 实际三元相图举例
习题
第4章 金属和合金的凝固
4.1 金属的凝固
4.1.1 金属的凝固过程
4.1.2 形核
4.1.3 长大
4.2 合金的凝固
4.2.1 固溶体合金的凝固
4.2.2 共晶合金的凝固
4.3 铸锭（件）的组织与缺陷
4.3.1 铸锭（件）的组织
4.3.2 铸锭（件）的缺陷
4.4 凝固理论的应用
4.4.1 控制铸锭（件）的晶粒大小
4.4.2 制取单晶体
4.4.3 定向凝固
4.4.4 制备非晶态合金
4.4.5 区域熔炼
习题
第5章 金属的变形与断裂
5.1 概述
5.2 金属的弹性变形
5.3 滑移和孪晶变形
5.3.1 滑移观察
5.3.2 滑移机制
5.3.3 滑移面和滑移方向
5.3.4 孪晶变形
5.4 单晶体的塑性变形
5.4.1 施密特定律
5.4.2 单滑移、多滑移和交滑移
5.5 多晶体的塑性变形
5.5.1 晶界和晶体位向对塑性变形的影响
5.5.2 晶粒大小对材料强度与塑性的影响
5.6 纯金属的变形强化
5.6.1 位错的交割
5.6.2 位错的反应
5.6.3 位错的增殖
5.7 合金的变形与强化
5.7.1 单相合金的变形与强化
5.7.2 低碳钢的屈服和应变时效
5.7.3 第二相对合金变形的影响
5.8 冷变形金属的组织与性能
5.8.1 冷变形金属的力学性能
5.8.2 冷变形的组织
5.8.3 形变织构
5.8.4 残留应力
5.9 金属的断裂
5.9.1 理论断裂强度
5.9.2 实际断裂强度
5.9.3 断裂判据
5.9.4 断裂型式
习题
第6章 金属的扩散、回复和再结晶
6.1 扩散第一定律及微观解释
6.1.1 扩散第一定律
6.1.2 影响扩散的因素
6.2 扩散第二定律及其应用
6.2. 钢的渗碳
6.2.2 互扩散柯肯达尔效应
6.3 冷变形金属的回复
6.3.1 回复阶段性能与组织的变化
6.3.2 回复动力学
6.3.3 回复机制
6.4 冷变形金属的再结晶
6.4.1 再结晶的形核
6.4.2 再结晶动力学
6.4.3 影响再结晶的因素
6.5 再结晶后的晶粒长大
6.5.1 晶粒的正常长大
6.5.2 二次再结晶
6.6 金属的热变形
6.6.1 金属热变形过程以及对组织与性能的影响
6.6.2 控制轧制
6.7 金属的蠕变
6.8 金属的超塑性
习题
第7章 碳钢和铸铁
7.1 铁碳相图
7.1.1 铁碳双重相图
7.1.2 Fe－Fe3C相图
7.1.3 Fe－C（石墨）相图
7.2 碳钢
7.2.1 碳对钢的组织和性能的影响
7.2.2 钢中常存杂质元素对钢的组织和性能的影响
7.2.3 钢锭的组织与缺陷
7.2.4 压力加工对碳钢组织和性能的影响
7.3 铸铁
7.3.1 铸铁的石墨化过程及其影响因素
7.3.2 灰口铸铁的组织和性能
习题
第8章 陶瓷材料基础
8.1 陶瓷概论
8.2 陶瓷的晶体结构
8.2.1 离子晶体的陶瓷
8.2.2 共价晶体陶瓷
8.2.3 非晶型陶瓷结构
8.3 陶瓷的晶体缺陷
8.3.1 以化合物为基的固溶体
8.3.2 点缺陷
8.3.3 线缺陷或位错
8.3.4 面缺陷―晶界和表面
8.4 陶瓷材料的相图
8.4.1 二元相图
8.4.2 三元相图
8.5 陶瓷材料的变形
8.5.1 陶瓷晶体的塑性变形
8.5.2 非晶体陶瓷的变形
8.6 陶瓷的烧结与扩散
8.7 玻璃陶瓷
8.8 陶瓷的相变与增韧
习题
第9章 高分子材料基础
9.1 概述
9.2 聚合机制
9.2.1 加聚反应
9.2.2 缩聚反应
9.3 聚合度和官能度Functionality
9.3.1 聚合度
9.3.2 官能度
9.4 控制热塑性塑料的组织与结构的因素
9.5 温度对热塑性塑料性能的影响
9.6 高弹体一橡胶
9.7 热固性塑料
9.8 聚合物的变形
9.8.1 热塑性塑料的变形
9.8.2 热固性塑料的变形
9.8.3 弹性体的变形与应力松驰
9.9 聚合物的稳定性
习题
第10章 复合材料基础
10.1 概述
10.2 颗粒增强的复合材料
10.2.1 弥散强化的复合材料
10.2.2 大颗粒复合材料
10.3 连续长纤维增强的复合材料力学行为
10.3.1 载荷平行于纤维
10.3.2 载荷垂直于纤维
10.4 不连续纤维复合材料的力学特性
10.5 以聚合物为基体的复合材料
10.6 金属基复合材料
10.7 陶瓷基复合材料
习题
第11章 功能材料基础
11.1 固体中的能带
11.1.1 能带的形成
11.1.2 金属的能带结构和导电性
11.2 费密能和半导体
11.3 半导体和能隙
11.4 本征半导体
11.5 掺杂半导体
11.5.1 n型半导体
11.5.2 p型半导体
11.5.3 半导体化合物
11.6 电子的轨道磁矩和自旋磁矩
11.7 物质的磁性
11.8 磁化曲线和磁畴结构
11.9 软磁材料和硬磁材料
11.9.1 软磁材料的磁结构
11.9.2 硬磁材料的磁结构
11.10 铁氧体的磁特性
11.10.1 铁氧体的磁特性
11.10.2 铁氧体软磁材料
11.11 超导体
11.11.1 超导体的特性
11.11.2 超导理论――BCS理论
11.11.3 超导体研究的新进展
习题
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
说实话，我买这本书是带着强烈的功利心想快速掌握一些关键的计算方法，但读下来发现它远超我的预期，它更像是一部材料科学的“哲学导论”。我尤其钟爱作者在阐述材料选择与设计原则时所展现出的那种辩证思维。比如，在讨论强度与韧性的权衡时，作者并没有武断地下结论，而是通过对比不同合金体系的微观结构演变，引导读者去思考“在特定应用场景下，何为最优妥协”。这种引导式的学习体验，让我不再满足于记住公式，而是开始探究公式背后的物理意义和限制条件。书中对陶瓷和高分子材料的介绍部分，视角非常新颖，它将宏观的力学性能与其分子链的缠结程度、晶界密度等微观特征紧密地联系起来，展示了材料科学的跨学科魅力。对我而言，这本书最大的价值在于拓宽了视野，它让我意识到，材料的性能不是天生的，而是通过精细的控制和设计“雕刻”出来的艺术品。虽然内容详实，但作者的文笔非常流畅，几乎没有生硬的“翻译腔”，这使得长时间阅读也不会产生强烈的疲劳感。
我对这本书的评价是：严谨到近乎苛刻的逻辑链条，却又饱含对材料世界探索的激情。我必须承认，全书的专业名词密度非常高，如果你想快速扫读，这本书绝对不适合你。它要求你停下来，仔细琢磨每一个定义，每一个实验数据的含义。特别是在讲述腐蚀与失效分析的那部分，作者列举了大量的实际工程案例，这些案例不仅仅是用来验证理论的，它们本身就是一堂堂生动的警示课。通过分析一个结构部件的断口形貌，如何反推出它在服役期间承受的载荷历史和环境因素，这门“侦探学”的描述令人着迷。我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的材料工程师进行田野调查。书中对实验表征技术的介绍也极其到位，扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）的原理及其在结构分析中的应用，被描述得清晰且实用。这本书的深度足以支撑一个研究生在初期阶段的理论学习，它提供了足够的工具箱，让你能够自信地去面对更复杂的研究课题。唯一的“缺点”，也许是篇幅略显厚重，但我想，真正有价值的知识，从来都不是轻而易举就能获取的。
天哪，我简直不敢相信我居然读完了这本《材料科学基础》！说实话，刚翻开这本书的时候，我心里是犯嘀咕的，毕竟我对这个领域几乎是零基础。但这本书的叙事方式简直太神奇了，它没有上来就甩出一大堆复杂的公式和晦涩难懂的术语，而是像一位经验丰富的老教授，带着你慢慢走进材料世界的奇妙旅程。开篇的几章，作者用极其生动有趣的语言，将原子排列的规律和晶体结构的基础概念讲得明明白白。我记得有一章专门讲金属的形变，作者居然把它比喻成乐高积木的重新堆砌，一下子就让我抓住了“位错”这个核心概念。而且，书里穿插了大量的历史小故事，比如早期冶金术的发现，这让原本枯燥的理论变得鲜活起来，仿佛我不是在啃教材，而是在读一本关于人类智慧演进的史诗。读完这一部分，我最大的感受是，原来我们身边的一切——从坚硬的桥梁到轻盈的手机外壳，背后都有着如此精妙的科学逻辑。这本书的图示也做得非常出色，那些三维晶格模型的剖视图清晰得让人拍案叫绝，让我这个视觉学习者受益匪浅。如果说有什么不足，或许是某些高阶的相图部分略显抽象，但我相信随着我对材料微观世界的理解加深，这些障碍也会迎刃而解的。总而言之，这是一次非常成功的入门体验，它成功地激发了我对材料这个“无形世界”的好奇心。
这本书给我的整体印象是“扎实得像一座用最好的混凝土浇筑而成的知识堡垒”。它不像某些新潮的科普读物那样追求速度和噱头，而是专注于构建一个无懈可击的理论基础。我特别欣赏作者对材料结构层次的梳理，从原子尺度到宏观性能的层层递进，逻辑关系清晰到让人信服。关于功能材料的部分，比如压电效应和磁性材料的微观机理，作者深入浅出地解释了这些现象如何源于电子轨道和晶格振动的耦合。对我这种喜欢追根溯源的人来说，这种详尽的因果分析简直是饕餮盛宴。这本书的阅读体验，更像是在攀登一座知识的高峰，虽然过程需要毅力和体力，但每登高一米，视野就会开阔一分，对整个材料科学领域的认识也会更加立体。读完后，我感觉自己不再是材料的旁观者，而是一个可以理解其内在运作机制的参与者。它无疑是材料科学领域内一本不可多得的、值得反复研读的经典之作，其价值会随着时间的推移而愈发凸显。
这本书的结构编排简直是教科书设计的典范，我很少能看到一本技术性书籍能把理论的深度和广度拿捏得如此平衡。特别是关于热力学和动力学在材料行为中扮演的角色那几章，作者的处理方式堪称教科书级别的范例。他们没有将这两者割裂开来，而是巧妙地将相变过程视为一个动态平衡的舞台，热力学提供舞台背景和规则，动力学则决定了演员（原子）如何登场和退场。我特别欣赏作者在讲解扩散机制时所使用的类比，将原子跳跃描述为穿过拥挤人群的动作，这极大地帮助我理解活化能的概念。读到后面介绍的各种先进材料特性时，比如半导体材料的能带理论，作者没有选择用过于数学化的推导来压垮读者，而是侧重于解释这些物理图像的实际工程意义。例如，通过对P型和N型掺杂的清晰阐述，我瞬间理解了现代电子设备为何能工作。这本书给我的感觉是，它不仅仅是在传授知识，更是在训练一种“材料思维”——一种能够从微观结构推导出宏观性能，并反过来指导材料设计的逻辑框架。对于已经具备一定化学或物理基础的学生来说，这本书无疑是构建坚实知识体系的完美基石。
