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第1章 材料概论1

1.1 材料及其分类1

1.2 材料的结构与性能4

1.2.1 材料结构的基本知识4

1.2.2 材料的性能20

1.3 材料是人类文明的基石23

1.3.1 材料发展简史23

1.3.2 新材料是社会现代化的先导26

1.3.3 新材料是实现人类社会可持续发展的重要保证30

1.4 新材料技术发展的重点32

1.4.1 开发新材料，发展高技术产业32

1.4.2 材料设计34

1.4.3 材料制备新工艺与新技术的开发35

1.4.4 材料的应用研究与开发35

1.5 材料科学与工程的内涵和基本要素36

1.5.1 材料科学与工程的内涵36

1.5.2 材料科学与工程的基本要素36

参考文献38

第2章 高性能结构材料40

2.1 新型金属结构材料40

2.1.1 超级钢40

2.1.2 先进铝合金43

2.1.3 先进钛合金47

2.1.4 高温合金50

2.2 金属间化合物结构材料53

2.2.1 金属间化合物的基本特性53

2.2.2 典型的金属间化合物55

2.2.3 金属间化合物的制备技术和应用前景58

2.3 新型无机非金属结构材料59

2.3.1 新型超高强水泥59

2.3.2 新型陶瓷材料61

2.3.3 新型玻璃67

2.4 新型高分子材料70

2.4.1 特种工程塑料71

2.4.2 高性能合成橡胶80

2.4.3 高性能纤维82

参考文献84

第3章 先进复合材料87

3.1 复合材料概述87

3.1.1 复合材料的命名与分类87

3.1.2 复合材料的增强体89

3.2 金属基复合材料89

3.2.1 金属基复合材料的种类和性能特点89

3.2.2 铝基复合材料90

3.2.3 钛基复合材料93

3.2.4 镍基复合材料95

3.2.5 镁基复合材料96

3.3 陶瓷基复合材料96

3.3.1 陶瓷基复合材料的种类和基本性能97

3.3.2 氧化物基陶瓷复合材料97

3.3.3 非氧化物陶瓷基复合材料98

3.4 高分子基复合材料100

3.4.1 高分子基复合材料的分类与性能特点100

3.4.2 高分子基复合材料的结构设计100

3.4.3 高分子基复合材料的力学性能与应用100

3.5 新型水泥基复合材料101

3.5.1 纤维增强水泥基复合材料101

3.5.2 聚合物水泥基复合材料104

3.5.3 水泥基功能复合材料104

3.6 炭／炭复合材料105

3.6.1 炭／炭复合材料的发展105

3.6.2 炭／炭复合材料的制造工艺106

3.6.3 炭／炭复合材料的性能107

3.6.4 炭／炭复合材料的应用109

3.7 梯度功能复合材料109

3.7.1 梯度功能复合材料的概念109

3.7.2 梯度功能复合材料的结构设计110

3.7.3 梯度功能复合材料的应用110

参考文献113

第4章 电性材料114

4.1 电性材料概述114

4.2 导电材料114

4.2.1 导电材料的特性115

4.2.2 导电材料的种类及应用115

4.3 电阻材料121

4.3.1 电阻材料简介121

4.3.2 电阻材料分类及应用121

4.4 半导体材料126

4.4.1 半导体材料概述126

4.4.2 半导体材料分类及应用127

4.5 超导材料130

4.5.1 超导材料概述130

4.5.2 超导材料的特性131

4.5.3 超导材料的分类132

4.5.4 超导材料的应用133

4.6 铁电、压电、热释电材料135

4.6.1 铁电陶瓷135

4.6.2 压电材料137

4.6.3 热释电材料138

参考文献140

第5章 磁性材料141

5.1 磁学基础141

5.1.1 物质的磁性141

5.1.2 磁性材料的技术磁参量144

5.2 永磁材料146

5.2.1 铝镍钴和铁铬钴系磁体147

5.2.2 永磁铁氧体147

5.2.3 稀土-过渡金属间化合物148

5.2.4 纳米微晶稀土永磁材料152

5.3 软磁材料153

5.3.1 软磁材料简况153

5.3.2 纯铁和铁合金153

5.3.3 铁-镍合金（坡莫合金）154

5.3.4 铁钴合金155

5.3.5 非晶态软磁合金156

5.3.6 软磁铁氧体158

5.3.7 新型纳米软磁合金159

5.4 其他新型磁性材料163

5.4.1 矩磁材料163

5.4.2 旋磁材料164

5.4.3 压磁材料165

5.4.4 其他磁性材料166

参考文献167

第6章 光学功能材料169

6.1 光色材料169

6.1.1 光致变色机理169

6.1.2 光色材料的种类170

6.1.3 光色材料的应用170

6.2 红外光学材料171

6.2.1 概述171

6.2.2 主要红外光学材料及应用172

6.3 发光材料175

6.3.1 概述175

6.3.2 典型发光材料178

6.3.3 发光材料的应用180

6.4 激光材料181

6.4.1 激光产生的原理181

6.4.2 激光材料的性能要求182

6.4.3 激光材料的种类及应用183

参考文献185

第7章 信息功能材料187

7.1 信息储存材料187

7.1.1 磁记录材料187

7.1.2 光存储材料192

7.2 信息显示材料195

7.2.1 阴极射线（CRT）显示材料195

7.2.2 液晶（LCD）显示材料197

7.2.3 等离子体（PDP）显示材料200

7.2.4 发光二级管（LED）显示材料201

7.2.5 有机电致发光（OLED）材料206

7.2.6 场发射（FED）显示材料210

7.3 信息传输材料211

7.3.1 光纤的传输原理及分类211

7.3.2 石英光纤212

7.3.3 塑料光纤213

7.3.4 红外光纤215

7.3.5 光纤的应用216

7.4 信息处理材料217

7.4.1 微电子信息处理材料217

7.4.2 光电子信息处理材料220

参考文献224

第8章 新能源材料225

8.1 太阳能电池材料225

8.1.1 太阳能电池材料的分类225

8.1.2 硅材料226

8.1.3 无机化合物228

8.2 储氢材料229

8.2.1 储氢合金的组成230

8.2.2 储氢合金的分类230

8.2.3 储氢合金的要求232

8.2.4 储氢合金的应用233

8.2.5 新型储氢碳材料234

8.3 氢镍二次电池材料235

8.3.1 正极材料235

8.3.2 负极材料236

8.4 锂离子电池材料237

8.4.1 正极材料238

8.4.2 负极材料239

8.4.3 电解质材料241

8.4.4 隔膜材料243

8.5 燃料电池材料243

8.5.1 固体氧化物燃料电池材料245

8.5.2 质子交换膜燃料电池材料249

8.6 核能材料252

8.6.1 核能原理253

8.6.2 核能材料255

参考文献257

第9章 智能材料258

9.1 智能材料与结构概述258

9.1.1 智能材料的概念258

9.1.2 智能材料结构261

9.1.3 材料智能化的实现262

9.1.4 智能材料的分类264

9.1.5 智能材料的设计265

9.2 形状记忆合金智能材料266

9.2.1 形状记忆效应及其机理266

9.2.2 形状记忆合金的智能属性268

9.3 无机非金属材料的智能化270

9.3.1 自适应高温陶瓷材料270

9.3.2 氮化硅陶瓷内部裂纹的自愈合271

9.3.3 氧化锆相变自增韧陶瓷271

9.3.4 电致变色玻璃272

9.4 电（磁）流变液273

9.4.1 电流变液273

9.4.2 磁流变液274

9.5 智能高分子凝胶275

9.5.1 概述275

9.5.2 智能性凝胶的类型275

9.6 智能隐身材料278

9.6.1 隐身技术与隐身材料278

9.6.2 智能隐身蒙皮278

9.6.3 可见光及红外智能隐身279

9.6.4 智能吸波隐身279

9.7 智能材料结构的应用280

9.7.1 在机器人中的应用280

9.7.2 在航空工业中的应用281

9.7.3 在混凝土中的应用282

9.7.4 在建筑和桥梁中的应用283

9.7.5 在振动和噪声控制方面的应用284

9.7.6 在药物制剂中的应用285

参考文献285

第10章 生物医用材料287

10.1 概述287

10.1.1 生物医用材料的发展历程287

10.1.2 生物医用材料的要求288

10.1.3 生物医用材料的研究内容和分类288

10.1.4 生物医用材料的发展趋势289

10.2 医用金属和合金290

10.2.1 医用不锈钢290

10.2.2 医用钴合金291

10.2.3 医用钛合金292

10.2.4 其他医用金属材料293

10.3 生物陶瓷294

10.3.1 生物惰性陶瓷294

10.3.2 生物活性陶瓷295

10.3.3 可生物降解陶瓷298

10.3.4 生物陶瓷复合材料299

10.4 医用高分子材料300

10.4.1 医用高分子材料的发展和应用300

10.4.2 医用硅橡胶301

10.4.3 聚氨酯302

10.4.4 天然乳胶304

10.4.5 聚乳酸305

10.5 控制释放材料306

10.5.1 控制释放机制及材料307

10.5.2 靶向药物制剂309

10.5.3 透皮释药制剂312

参考文献313

第11章 纳米材料314

11.1 基本概念314

11.1.1 纳米物质与纳米材料314

11.1.2 纳米科技315

11.1.3 纳米材料研究与发展315

11.2 纳米结构单元316

11.2.1 原子团簇和纳米微粒316

11.2.2 一维纳米材料317

11.2.3 纳米薄膜材料319

11.2.4 纳米块体材料320

11.3 纳米材料的结构特征与奇异性能320

11.3.1 结构特征320

11.3.2 基本物性321

11.4 纳米材料的制备与合成324

11.4.1 非晶晶化法324

11.4.2 机械球磨法325

11.4.3 快速冷凝法325

11.4.4 气-固生长（VS）法325

11.4.5 冷变形法326

11.5 纳米材料的应用326

11.5.1 纳米相陶瓷增韧326

11.5.2 纳米磁性材料327

11.5.3 纳米微粒催化剂329

11.5.4 在生物和医学上的应用331

11 5.5 其他方面的应用332

参考文献334

第12章 生态环境材料335

12.1 概述335

12.2 资源、环境与材料335

12.2.1 全球资源、环境状况335

12.2.2 材料的生产和使用对资源与环境的影响337

12.2.3 材料的生态环境协调性设计338

12.3 生态环境材料的评估方法342

12.3.1 生态环境材料的判据342

12.3.2 生命周期评估方法的基本内容343

12.3.3 材料生命周期评估举例344

12.4 生态环境材料的分类346

12.4.1 天然材料346

12.4.2 循环再生材料350

12.4.3 低环境负荷材料354

12.4.4 环境污染控制材料359

参考文献362