材料科學(xué)與技術(shù)前言

“材料科學(xué)與技術(shù)”是一門在20世紀(jì)90年代形成的理工科大學(xué)材料類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。它是在材料學(xué)、材料科學(xué)、材料工程、材料科學(xué)導(dǎo)論、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)，以及其他相關(guān)學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上，所確立的一門新型學(xué)科。它從材料科學(xué)從科學(xué)原理的探究出發(fā)，講述材料的晶體結(jié)構(gòu)、相變特點(diǎn)、制作工藝和具體性能。全書從整體上全面、透徹地論述和解析了材料的形成、轉(zhuǎn)變和特性，使學(xué)生能夠?qū)W會(huì)從微觀、亞微觀視野出發(fā)，來(lái)觀察、理解和處理各種現(xiàn)有的材料，并且研發(fā)、制作和合成門類繁多的新型材料。

本書依照同濟(jì)大學(xué)“十一五”規(guī)劃教材建設(shè)的精神編寫，是一部適應(yīng)21世紀(jì)學(xué)科發(fā)展需要的、新型的教材。本書的主要講授對(duì)象是本科學(xué)生、碩士、博士研究生，也可供相關(guān)專業(yè)的學(xué)生參考、使用。在本書出版之前，書中的主要內(nèi)容已經(jīng)在近幾屆學(xué)生中試用。在編寫過(guò)程中，我們又對(duì)全書內(nèi)容作了進(jìn)一步的審定、刪改、充實(shí)和完善。本書的出版得到了同濟(jì)大學(xué)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和幫助，并獲得了同濟(jì)大學(xué)“十一五”規(guī)劃教材建設(shè)出版基金的資助。

本書重點(diǎn)突出了對(duì)于材料組成一結(jié)構(gòu)一性能之間的相互關(guān)聯(lián)、制約和影響的論述；突出了在材料、地質(zhì)、寶石和機(jī)械等類專業(yè)中應(yīng)用的描述；突出了對(duì)于最新學(xué)科理論和最新應(yīng)用技術(shù)的講解和介紹。

材料科學(xué)、生命科學(xué)和信息科學(xué)，已成為21世紀(jì)新技術(shù)革命的三大支柱學(xué)科，所以，材料科學(xué)的發(fā)展，對(duì)于人類的文明，對(duì)于人與自然的和諧發(fā)展，具有極為特殊的重大意義。因而，可以毫不夸張地說(shuō)，整個(gè)人類發(fā)展的歷史，就是人類開發(fā)和應(yīng)用材料的歷史。對(duì)此，本書在立論和選材上都做了精心的取舍和編排。對(duì)于所涉獵的范圍，在理論上盡量講透，在技術(shù)上盡量講明，在應(yīng)用上盡量講清。

本書的出版是全體編寫人員集中智慧、精誠(chéng)合作、奮力苦戰(zhàn)的結(jié)果，是集體力量的結(jié)晶。其中，第一、二篇由祁景玉博士編寫；第三篇由祁景玉、張國(guó)欣博士編寫；第四篇由張國(guó)欣博士編寫，梁晶晶、徐萬(wàn)幫博士也參加了本篇的部分編排、打印工作；第五篇由陳云博士編寫，其中第十三章第三節(jié)由劉彥伯博士編寫。本書由祁景玉博士主編。

本書雖然在完稿及審定過(guò)程中，經(jīng)多方研討、審閱、修改，但鑒于編者水平所限，書中錯(cuò)誤、疏漏在所難免。敬請(qǐng)各位專家、同仁批評(píng)指正。

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前言

第一篇 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)理論

第一章 物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)

1 物質(zhì)的組成

2 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)

3 量子力學(xué)基礎(chǔ)

4 量子力學(xué)的拓展

第二章 結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)

1 分子軌道理論

2 雜化軌道理論

3 費(fèi)米能級(jí)

4 固體中的能帶

第三章 晶體化學(xué)概論

1 晶核的形成

2 晶體的生長(zhǎng)

3 晶體的缺陷

第二篇 材料的結(jié)構(gòu)

第四章 結(jié)晶化學(xué)基礎(chǔ)

1 結(jié)晶化學(xué)定律

2 典型晶體的結(jié)構(gòu)類型

3 晶體場(chǎng)理論

第五章 無(wú)機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)

1 硅酸鹽材料的晶體結(jié)構(gòu)

2 典型珠寶玉石的晶體結(jié)構(gòu)

3 陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)

第六章 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)

1 無(wú)機(jī)膠凝復(fù)合材料

2 陶瓷基復(fù)合材料

3 復(fù)合材料的界面

第三篇 相變與相平衡

第七章 相變與相變動(dòng)力學(xué)

1 相變與熱力學(xué)平衡

2 相變動(dòng)力學(xué)

3 相圖的熱力學(xué)推導(dǎo)

第八章 凝聚系統(tǒng)相圖

1 單元系統(tǒng)相圖

2 二元系統(tǒng)相圖

3 三元系統(tǒng)相圖

第四篇 材料的性質(zhì)

第九章 材料的力學(xué)性質(zhì)

1 材料的變形

2 疲勞與斷裂

3 蠕變

第十章 材料的熱學(xué)性質(zhì)

1 熱容與熱傳導(dǎo)

2 熱膨脹

第十一章 材料的電學(xué)性質(zhì)

1 材料的導(dǎo)電性

2 介質(zhì)極化和介電性

3 壓電性與鐵電性

第十二章 材料的光學(xué)性質(zhì)

1 線性光學(xué)性能

2 光與物質(zhì)的相互作用

3 旋光性與非線性光學(xué)性

4 發(fā)光

第五篇 新型無(wú)機(jī)材料的制備工藝

第十三章 傳統(tǒng)無(wú)機(jī)材料的制備工藝

1 寶石的制備、加工和處理

2 玻璃的制備工藝

3 耐火材料的制備

第十四章 新型無(wú)機(jī)材料的制備工藝

1 復(fù)合材料的制備

2 功能陶瓷的制備

3 半導(dǎo)體材料的制備

4 高分子材料的制備

5 納米材料的制備

參考文獻(xiàn)

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“材料科學(xué)與技術(shù)”是20世紀(jì)90年代形成的一門理工科大學(xué)材料類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。它從材料科學(xué)原理的探究出發(fā)，講述材料的晶體結(jié)構(gòu)、相變特點(diǎn)、制作工藝和具體性能。全書從整體上論述和解析了材料的形成、轉(zhuǎn)變和特性，使學(xué)生能夠?qū)W會(huì)從微觀、亞微觀視野出發(fā)，來(lái)觀察、理解和處理各種現(xiàn)有的材料，并且研發(fā)、制作和合成門類繁多的新型材料。

《材料科學(xué)與工程專業(yè)系列教材：無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》可作為高等學(xué)校材料科學(xué)與工程專業(yè)、無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)與工程專業(yè)等的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，同時(shí)也適用于相關(guān)專業(yè)研究生的教學(xué)與科研，還可供材料相關(guān)領(lǐng)域的科技人員使用和參考。

粉體材料科學(xué)與工程考研方向

粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)可在材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、復(fù)合材料、材料工程等學(xué)科繼續(xù)攻讀碩士、博士學(xué)位 。

粉體材料科學(xué)與工程就業(yè)方向

粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生可在粉體材料科學(xué)與工程領(lǐng)域及粉末冶金、機(jī)械汽車、電工電子、交通運(yùn)輸、新能源、儀器儀表、航空航天、國(guó)防軍工等行業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)、科研院所、高等院校從事新材料研發(fā)、生產(chǎn)管理、新技術(shù)開發(fā)等工作 。

培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)、材料科學(xué)與工程專業(yè)基礎(chǔ)和人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的工程意識(shí)、工程素質(zhì)、實(shí)踐能力、自我獲取知識(shí)的能力、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)業(yè)精神、國(guó)際視野、溝通和組織管理能力的高素質(zhì)專門人才 。

材料科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生，既可從事材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)理論研究，新材料、新工藝和新技術(shù)研發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)和過(guò)程控制，材料應(yīng)用等材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的科技工作，也可承擔(dān)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)、科技管理和經(jīng)營(yíng)工作 。