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第1章 绪论1

1.1材料科学与工程四要素1

1.1.1材料科学与工程的定义1

1.1.2材料科学与工程的内涵1

1.2传统材料的地位与发展2

1.2.1传统材料的地位2

1.2.2传统材料的发展趋势2

1.3新材料的发展趋势2

1.3.1新材料与发展高技术的关系2

1.3.2新材料的发展趋势3

1.4材料的特点与分类3

1.4.1结构材料的特点与分类3

1.4.2功能材料的特点与分类5

1.5材料的结构、组织和性能的关系6

1.5.1材料性能对结构和组织的敏感性6

1.5.2金属材料结构和组织与性能的关系6

1.5.3高分子材料结构和组织与性能关系7

1.5.4陶瓷材料的结构与性能关系7

1.5.5复合材料的组成、几何排列与性能关系8

1.6材料设计的范围与目标9

1.6.1材料设计的范围9

1.6.2材料设计的目标9

参考文献10

第2章 传统结构材料的性能11

2.1结构材料的主要性能11

2.1.1结构材料的典型性能11

2.1.2持久、蠕变性能14

2.1.3疲劳与断裂性能16

2.1.4腐蚀、氧化与防护20

2.2高分子材料的结构性能24

2.2.1高分子结构材料的特性与类型24

2.2.2高分子结构材料的性能24

2.2.3高性能工程塑料的主要性能25

2.3高温合金的使用性能26

2.3.1燃烧室用合金的性能26

2.3.2涡轮叶片用合金的性能27

2.3.3涡轮盘用合金的性能28

2.3.4增压涡轮用合金的性能29

2.4陶瓷材料的结构性能29

2.4.1结构陶瓷的特性与应用准则29

2.4.2结构陶瓷的主要使用性能30

参考文献31

第3章 复合结构材料的性能32

3.1复合材料的种类、特性与法则32

3.1.1混合法则32

3.1.2混杂效应32

3.1.3结构设计特性33

3.1.4界面结构与性能33

3.2不同基体复合材料的特性33

3.2.1树脂基复合材料的性能33

3.2.2金属基复合材料的性能34

3.2.3陶瓷基复合材料的性能36

3.3 C／C复合材料的性能38

3.3.1 C／C复合材料的力学性能39

3.3.2摩擦、磨损性能39

3.3.3抗烧蚀性能41

3.3.4抗热震性能42

3.3.5高温蠕变性能43

3.3.6抗氧化性能46

参考文献47

第4章 金属功能材料的性能48

4.1弹性合金的性能48

4.1.1弹性合金的特性与种类48

4.1.2弹性合金的性能表征49

4.2膨胀合金的性能51

4.2.1膨胀合金的特性与种类51

4.2.2膨胀合金的性能表征52

4.3电阻合金的性能53

4.3.1电阻合金的特性与种类54

4.3.2电阻合金的性能表征54

4.4贮氢、抗氢材料的性能56

4.4.1贮氢材料的性能56

4.4.2抗氢合金的性能60

4.5贵金属功能材料的性能61

4.5.1电接触材料的性能61

4.5.2精密电阻材料的性能64

4.5.3测温材料的性能65

4.5.4电阻应变材料的性能66

参考文献67

第5章 功能高分子及其复合材料的性能68

5.1功能高分子材料的定义、分类、特点68

5.1.1功能高分子材料的定义68

5.1.2功能高分子材料的分类68

5.1.3功能高分子材料的特点68

5.2导电高分子材料的性能69

5.2.1导电高分子材料导电机理与分类69

5.2.2导电高分子材料的性能与应用69

5.3电绝缘高分子材料的性能72

5.3.1电绝缘高分子材料的特性与分类72

5.3.2电绝缘高分子材料的性能与应用73

5.4压电和热电高分子材料的性能75

5.4.1压电和热电高分子材料的特性与分类75

5.4.2压电和热电高分子材料的性能75

5.4.3压电和热电高分子材料的应用77

5.5感光高分子材料的性能78

5.5.1感光高分子材料的种类与应用范围78

5.5.2感光高分子材料的性能79

5.6特殊功能高分子材料的性能80

5.6.1密封材料的种类与特性80

5.6.2胶黏剂的种类与特性81

5.6.3抗声纳复合材料的性能82

5.6.4磁性高分子材料性能82

参考文献83

第6章 功能陶瓷材料的性能84

6.1功能陶瓷材料的定义、分类和要求84

6.1.1功能陶瓷材料的定义84

6.1.2功能陶瓷材料的分类84

6.1.3功能陶瓷的一般要求84

6.2功能陶瓷材料的物性、安全和寿命84

6.2.1功能陶瓷的物性84

6.2.2功能陶瓷的安全和寿命85

6.2.3功能陶瓷的物化性能85

6.3不同功能陶瓷材料的性能90

6.3.1绝缘陶瓷的性能90

6.3.2介电铁电陶瓷的性能92

6.3.3压电陶瓷的性能97

6.3.4热释电陶瓷的性能101

6.3.5敏感陶瓷的性能102

参考文献108

第7章 磁性材料的性能109

7.1物质的磁性109

7.1.1交换作用109

7.1.2抗磁性110

7.1.3顺磁性110

7.1.4强磁性111

7.1.5反铁磁性112

7.2物质的磁性效应112

7.2.1磁致伸缩效应113

7.2.2典型磁效应113

7.2.3磁热效应114

7.2.4其他磁效应115

7.3磁各向异性115

7.3.1磁晶各向异性115

7.3.2形状各向异性115

7.3.3感生单轴各向异性116

7.3.4应力各向异性116

7.4磁能与磁畴116

7.4.1静磁能116

7.4.2磁畴与磁壁117

7.4.3磁化与磁化能118

7.5磁性测量与表征参量120

7.5.1磁性测量120

7.5.2主要磁性参量121

7.5.3磁性参量关系式121

7.6磁性材料的性能122

7.6.1各类磁性材料的特性122

7.6.2各类磁性材料的典型性能123

参考文献133

第8章 半导体材料的性能134

8.1半导体材料及其物理性质134

8.1.1半导体材料的类型与应用134

8.1.2半导体超晶格材料的类型137

8.1.3半导体材料的物理性质140

8.2半导体材料的性能142

8.2.1元素半导体的性能142

8.2.2化合物半导体材料的性能144

8.3半导体薄膜的性质148

8.3.1单晶半导体薄膜的性质149

8.3.2多晶半导体薄膜的性质151

8.3.3非晶半导体薄膜的性质152

8.3.4氧化物半导体薄膜的性质154

8.4半导体材料的应用性能155

8.4.1集成电路用半导体材料的性能155

8.4.2传感器用半导体材料的性能156

8.4.3光电子器件用半导体材料的性能161

参考文献164

第9章 薄膜材料的性能165

9.1薄膜材料的力学性能165

9.1.1薄膜的附着性能—界面结合强度165

9.1.2薄膜的硬度173

9.1.3薄膜的弹性模量176

9.1.4薄膜的韧性178

9.1.5薄膜的强度179

9.1.6薄膜内应力及其测试方法181

9.2金属薄膜材料的电学性质186

9.2.1连续金属薄膜的导电性能186

9.2.2不连续金属薄膜的导电性能190

9.3介质薄膜的电学性能193

9.3.1介质薄膜的绝缘性能194

9.3.2介质薄膜的介电性能196

9.3.3介质薄膜的压电性能199

9.3.4介质薄膜的热释电性能201

9.3.5介质薄膜的铁电特性202

9.4特种新型薄膜材料的性能204

9.4.1超导薄膜的性能204

9.4.2磁性薄膜的性能205

9.4.3金刚石薄膜的性能209

参考文献211

第10章 光学材料的性能212

10.1光学材料的一般概念212

10.1.1光学材料的概述212

10.1.2光色与波长的关系213

10.1.3光的电磁辐射参量214

10.1.4光电效应214

10.1.5光的反射、吸收与透射216

10.2光学材料的性能219

10.2.1光学玻璃的性能219

10.2.2光学晶体的特性223

10.2.3光学塑料的性能227

10.3光学薄膜的特性229

10.3.1光学薄膜的种类229

10.3.2光学薄膜的性能230

10.4光学纤维的性能231

10.4.1光纤的结构和分类231

10.4.2典型光纤的性能234

10.4.3光纤在非通信领域的应用性能237

参考文献240

第11章 电子、光电子材料的性能241

11.1电子、光电子材料的分类241

11.1.1电子、光电子材料的应用范围241

11.1.2电子、光电子技术用主要材料分类242

11.1.3电子、光电子技术用材料现状243

11.2电子、光电子主要材料的性能246

11.2.1光学功能材料的性能246

11.2.2激光材料的性能260

11.2.3光电探测器材料及器件的性能267

11.2.4光存储和显示材料的性能271

参考文献274

第12章 智能材料的性能表征276

12.1概述276

12.1.1智能材料的一般概念276

12.1.2智能材料系统设计程序与基本构成276

12.2智能材料的功能原理与应用278

12.2.1光导纤维的功能与应用278

12.2.2形状记忆合金增强复合材料的功能与应用280

12.2.3电流变体材料的功能与应用280

12.2.4压电材料的驱动与传感功能282

12.2.5磁致伸缩材料的功能282

12.3典型智能材料及其特性283

12.3.1智能材料的基本要求283

12.3.2典型智能材料的特性284

参考文献300

第13章 新技术材料的性能301

13.1阻尼材料的性能表征301

13.1.1阻尼材料的类型与一般特性301

13.1.2阻尼材料的性能表征302

13.1.3两种复合材料的阻尼性能303

13.2隐身（吸波）材料的性能305

13.2.1隐身材料的类型与一般特性305

13.2.2隐身材料的吸波特性306

13.2.3不同功能隐身材料的特性311

13.3超导材料及其特性312

13.3.1超导材料的类型312

13.3.2超导电性313

13.3.3实用超导材料的应用性能315

13.3.4典型器件用高温超导体材料的性能320

13.4纳米材料的性能与表征323

13.4.1纳米微粒的特性324

13.4.2纳米固体材料的特性325

13.4.3典型纳米材料的性能327

参考文献330

第14章 生物医用材料的性能331

14.1生物材料的分类、标准与特性331

14.1.1生物医用材料的分类331

14.1.2生物材料标准331

14.1.3生物材料一般特性332

14.1.4不同生物医用材料的性能要求333

14.2典型生物医用材料的性能337

14.2.1 TC4钛合金的性能337

14.2.2 TiNi基形状记忆合金（SMA）的性能338

14.2.3齿科钛合金的耐腐蚀性能340

14.2.4 C／C复合材料的生物活性341

14.2.5羟基磷酸钙（HAP）的生物性能342

14.2.6 Ti02薄膜的光催化氧化杀伤性能345

参考文献346

第15章 材料的环境特性347

15.1生态材料的概念及其性质347

15.1.1材料与环境的关系347

15.1.2材料的环境负荷分析349

15.2典型材料的环境协调性评价350

15.2.1两种包装材料的环境协调性评价351

15.2.2钢铁材料的环境负荷评价351

15.2.3电解铝的环境负荷评价352

15.3生态材料及其性能353

15.3.1生态建筑材料的综合评价体系353

15.3.2生态保护材料的性能355

参考文献358

第16章 新能源材料及其特性359

16.1能源材料的发展趋势359

16.1.1能源材料的发展概况359

16.1.2核材料的应用与要求360

16.2核材料的性能362

16.2.1核燃料及相关性能363

16.2.2反应堆堆芯结构材料及特性366

16.2.3反应堆压力容器材料及特性368

16.2.4反应堆控制材料及特性368

16.2.5反应堆冷却剂材料及特性370

16.2.6中子慢化和反射材料及特性371

16.2.7屏蔽材料及特性373

16.2.8聚变堆主要材料及性能373

16.3电池材料的性能375

16.3.1太阳能电池材料的性能375

16.3.2燃料电池材料的性能376

16.3.3锂离子电池材料的性能378

16.3.4聚合物电池材料的性能379

16.4火药和推进剂的性能380

16.4.1火药的性能380

16.4.2火箭推进剂的性能382

16.5节能材料的性能384

16.5.1材料的能耗性能384

16.5.2热电材料的转换效率387

16.5.3贮氢材料的性能388

参考文献394