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目录1

1概论1

1.1物质循环中的工程材料1

1.1.1原料的供应，市场和价格1

1.1.2短缺代用，过剩储存4

1.1.3投资，逸散，回收5

1.2材料和能源7

1.3材料和环境8

1.4材料和文明史8

2材料种类和材料性能（材料领域概述提纲）11

2.1材料种类11

2.2材料的性能14

3显微组织及其特点16

3.1 目的和定义16

3.2金相试样的制备16

3.3 光学显微镜18

3.4电子显微镜18

3.5电子束显微分析仪器21

3.6定量图象分析23

3.7显微组织组成单元的分类与性状25

3.8关于显微组织分析的结束语31

4平衡32

4.1状态和相32

4.2状态的稳定性32

4.3转变动力学34

4.4热力学参量35

4.4.1热函35

4.4.2生成热38

4.4.3热力学势和熵39

4.5测量方法41

4.5.1量热计，热分析，差热分析（DTA）41

4.5.2蒸汽压测量43

4.5.3测温44

4.6状态图47

4.6.1引言47

4.6.2怎样看状态图48

4.6.3 Fe-C状态图52

4.6.4三元系状态图54

5原子键和材料结构57

5.1气体57

5.2凝聚相的键合力58

5.3熔体和玻璃61

5.4晶体64

5.4.1空间晶格和晶胞64

5.4.2主要的晶格类型68

5.4.3晶格缺陷71

5.4.4热膨胀72

5.4.5晶格结构的实验研究73

5.5溶液和固溶体75

5.6.1分子结构77

5.6高分子聚合物77

5.6.2大分子材料的设计79

5.6.3热塑性塑料·热固性塑料·弹性体84

6扩散、原子换位88

6.1扩散过程88

6.1.1定义88

6.1.2扩散过程的数学描述88

6.1.3扩散方程的解90

6.1.4扩散系数的依从关系92

6.1.5热激活93

6.1.6扩散机制94

6.2离子导电96

6.1.7其它的驱动力96

6.3热导97

7状态变化和相变99

7.1状态转变的分类99

7.2成核（均质和非均质）100

7.3蒸发和凝聚104

7.4熔化和凝固105

7.4.1传热105

7.4.2合金元素的重新分布105

7.4.3偏析和区域提纯106

7.4.4凝固时的成核问题·缩孔107

7.4.5共晶凝固109

7.4.6玻璃态凝固110

7.5固态中的扩散相变111

7.5.1表面层的生长（平面情况）111

7.5.2过饱和固溶体的析出113

7.5.3共析分解116

7.5.4时间－温度－转变图（ZTU－图）117

7.6马氏体转变118

8界面过程120

8.1界面能和界面张力120

8.2吸附121

8.3结晶的形状121

8.4润湿，毛细吸力122

8.5烧结，陶瓷的烧成123

8.6晶粒长大126

8.7奥斯特瓦尔特（Ostwald）生长127

9腐蚀与防护130

9.1材料损伤的实例·定义130

9.2水溶液腐蚀131

9.2.1 电解质131

9.2.2电极132

9.2.3原电池134

9.2.4局部电池138

9.2.5酸腐蚀，氧腐蚀，生锈139

9.2.6钝化141

9.3.2水处理和去气142

9.3.1避免潮汽凝聚142

9.3防护措施142

9.3.3耐蚀合金143

9.3.4涂层和覆膜143

9.3.5阴极保护144

9.3.6选材145

9.4腐蚀与力学因素的交互作用148

9.5高温空气和气体腐蚀151

9.5.1基本机制（氧化膜的生成，内部反应）151

9.5.2防止高温腐蚀的保护措施155

9.6固体电解质157

10.1定义和量度单位160

10强度—形变—断裂160

10.2弹性形变162

10.3滞弹性形为，阻尼（参阅10.11.3节）165

10.4塑性和脆性行为的典型情况166

10.5拉伸试验，应力－应变曲线167

10.6硬度试验172

10.7断裂过程174

10.7.1韧（塑）性断裂174

10.7.2脆性断裂175

10.7.3初始裂纹，断裂力学要点176

10.7.4缺口冲击韧性180

10.8晶体的塑性，位错182

10.9.1回复和再结晶185

10.9高温强度和形变185

10.9.2蠕变，持久强度，应力弛豫187

10.10疲劳强度和疲劳191

10.11粘滞流动，滞弹性行为194

10.11.1 引言和事例194

10.11.2基本机制，粘度的定义195

10.11.3滞弹性模型198

10.12提高强度的措施202

10.12.1 提高弹性刚度202

10.12.2提高塑性形变阻力203

10.12.3 提高断裂强度和塑性210

10.12.4复合强化措施213

10.12.5纤维强化（复合材料）214

11 电学性质216

11.1关于电工材料的引言216

11.2金属导体中的电流传导217

11.2.1定义和量度单位217

11.2.2一些重要金属和合金的数据218

11.2.3温度关系和合金化的影响220

11.2.4弹性和塑性形变的影响222

11.3超导224

11.4非导体，绝缘材料226

11.4.1工业绝缘材料226

11.4.2电极化227

11.5.1定义，符号，材料种类228

11.5半导体228

11.5.2导电机制230

11.5.3掺杂，能带模型231

11.5.4离子导体236

12磁性和磁性材料238

12.1磁场，定义238

12.2抗磁性和顺磁性240

12.3铁磁性243

12.3.1铁磁性的物理本质243

12.3.2反铁磁性和亚铁磁性247

12.3.3磁致伸缩248

12.3.4磁化曲线，磁滞回线249

12.3.5反复磁化损耗252

12.4磁性材料256

12.4.1一般分类256

12.4.2软磁材料258

12.4.3硬磁材料260

13生产和加工工艺过程265

13.1由原材料至工程材料265

13.1.1矿石的开采和还原265

13.1.2钢的生产，金属提纯272

13.1.3陶瓷材料的生产277

13.1.4玻璃生产278

13.2由材料到部件（成型）279

13.2.1产品和工艺过程概况279

13.2.2铸锭和连续铸造281

13.2.3模铸282

13.2.4粉末冶金284

13.2.5金属加工技术285

13.2.6陶瓷成型290

13.2.7玻璃成型290

13.2.8塑料成型292

13.2.9切削加工，电加工294

13.3材料的连接297

13.3.1钎焊297

13.3.2焊接299

13.3.3粘接303

13.4.1概述304

13.4表面改性·涂层304

13.4.2扩散法表面改性305

13.4.3施加保护涂层306

14无损检验309

14.1 定义，可靠性和安全性309

14.2 液渗法311

14.3 磁粉法312

14.4涡流法313

14.5 X射线和γ射线透视314

14.6超声波检查318

14.7光学全息摄影术320

14.8声发射323

附录：钢和有色合金的命名326