具体描述
《材料科学与工程基础》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。为适应高等教育体系设置宽口径专业的改革要求，本着加强基础、淡化专业的宗旨和各校授课时数普遍减少的实际情况而编写的。《材料科学与工程基础》介绍了金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料的成分、结构、加工与材料性能及材料应用之间的相互关系。《材料科学与工程基础》内容包括材料结构、材料的力学性能与物理性能、相图、金属的扩散与固态转变及其应用和热处理、陶瓷的结构与性能及其工艺过程和应用、高分子材料结构与制备及其应用与加工、复合材料和材料结构分析与测试技术。
《材料科学与工程基础》可作为材料科学与工程专业的通用教材或作为工科院校大学低年级的公共课教材。
《材料科学与工程基础》 本书是材料科学与工程领域的一本入门级经典教材，旨在为学生和研究人员提供坚实的理论基础和广泛的实践指导。全书共分为十二章，涵盖了材料科学与工程的各个关键方面，从微观结构到宏观性能，从材料的制备到应用，力求为读者勾勒出材料世界的全景图。 第一章 绪论 简要介绍了材料科学与工程的定义、发展历程及其在现代社会中的重要地位。读者将了解材料工程师所扮演的角色，以及材料科学与工程如何支撑从航空航天到生物医学等各个尖端技术领域的发展。 第二章 原子结构与化学键 深入探讨了构成物质的基本单元——原子，以及原子之间形成化学键的不同类型，包括离子键、共价键、金属键和范德华力。理解这些微观层面的相互作用，是掌握材料宏观性能的关键。 第三章 晶体结构与缺陷 阐述了固体材料的晶体结构，如体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方密堆积（HCP）等。在此基础上，详细介绍了晶体中存在的各种缺陷，如点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界），这些缺陷对材料的力学性能、电学性能和扩散行为有着至关重要的影响。 第四章 扩散 聚焦于原子在固体材料中的迁移过程，即扩散。书中详细介绍了菲克第一定律和第二定律，以及影响扩散速率的因素，如温度、晶体结构和缺陷浓度。扩散现象在热处理、合金化和陶瓷烧结等工艺中扮演着核心角色。 第五章 力学性能 探讨了材料在受力作用下的响应，包括强度、硬度、韧性、塑性、弹性模量和疲劳强度等。读者将学习应力-应变曲线的解读，了解各种材料的力学性能测试方法，以及如何通过改变微观结构来调控材料的力学行为。 第六章 相图 介绍了相图作为描述多组分系统在不同温度、压力和成分下平衡相的图形工具。通过对二元和三元相图的解读，读者可以理解合金的形成、相变过程以及如何通过热处理获得所需的微观结构和性能。 第七章 热处理 详述了金属材料通过加热和冷却来改变其微观结构和宏观性能的工艺。书中重点介绍了退火、淬火、回火和正火等常见的热处理方法，并阐述了其对材料强化机制的原理。 第八章 金属材料 集中介绍了钢铁、铝合金、铜合金、钛合金等常见的金属材料。书中详细分析了它们的成分、微观结构、性能特点及其在不同领域的应用，如汽车制造、航空航天、建筑和电子产品等。 第九章 陶瓷材料 阐述了陶瓷材料的组成、结构、性能以及制备方法。读者将了解氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等不同类型的陶瓷，以及它们在高温、耐磨、绝缘和生物相容性等方面的优势和应用，例如在发动机部件、医疗植入物和电子元件中。 第十章 高分子材料 聚焦于高分子材料的结构、性能和加工。书中介绍了聚合物的分子链结构、交联、结晶度等对其宏观性能的影响，以及热塑性塑料、热固性塑料和弹性体等不同类别高分子材料的应用，广泛涉及包装、纺织、汽车和医疗器等领域。 第十一章 复合材料 介绍了复合材料的概念，即由两种或两种以上不同性质的材料组合而成，以获得单一材料无法比拟的优异性能。书中详细阐述了纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料和层状复合材料的构成、性能特点及其在航空航天、体育器材和建筑等领域的广泛应用。 第十二章 材料的失效与选择 探讨了材料在使用过程中发生失效的各种模式，如断裂、疲劳、蠕变、腐蚀和磨损等，并分析了失效的原因和预防措施。最后，本书还指导读者如何根据具体的使用要求和环境条件，科学地选择合适的材料，以实现最佳的性能和经济效益。 本书力求在理论深度和广度上达到平衡，既能满足初学者对材料科学与工程基础知识的系统学习需求，也能为有一定基础的研究者提供有益的参考。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解材料的本质，掌握分析和解决材料相关问题的基本方法，从而为未来的学习和职业生涯奠定坚实的基础。
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