材料科学基础/面向21世纪课程教材·普通高等教育“九五”国家级重点教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

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石德珂 编

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111119241

版次：2

商品编码：10057411

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2003-01-01

用纸：胶版纸

页数：428

字数：538000

正文语种：中文

内容简介

　　《材料科学基础》（第2版）为材料科学与工程专业的技术基础课教材。本书阐述了材料的成分、组织结构与性能间关系的基本原理。全书除导论外共十章，内容包括：材料结构概论、晶体结构、高分子材料结构、晶体缺陷、相结构与相图、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变、变形与断裂、材料的电子结构与物理性能及材料概论。
　　本书除作为材料科学与工程专业大学本科生的通过教材外，也可作为材料热加工类专业的本科生及研究生教学参考用书。
　　

目录

第2版前言
第1版前言
导论
第一章 材料结构的基本知识
第一节 原子结构
第二节 原子结构键
第三节 原子排列方式
第四节 晶体材料的组织
第五节 材料的稳态结构与亚稳态结构

第二章 材料中的晶体结构
第一节 晶体学基础
第二节 纯金属的晶体结构
第三节 离子晶体的结构
第四节 共价晶体的结构

第三章 高分子材料的结构
第一节 高分子材料概述
第二节 高分子链的结构及构象
第三节 高分子的聚集态结构
第四节 高分子材料的性能与结构

第四章 晶体缺陷
第一节 点缺陷
第二节 位错的基本概念
第三节 位错的能量及交互作用
第四节 晶体中的界面

第五章 材料的相结构及相图
第一节 材料的相结构
第二节 二元相图及其类型
第三节 复杂相图分析
第四节 相图的热力学基础
第五节 三元系相图及其类型

第六章 材料的凝固与气相沉积
第一节 材料凝固时晶核的形成
第二节 材料凝固时晶体的生长
第三节 固溶体合金的凝固
第四节 共晶合金的凝固
第五节 制造工艺与凝固组织
第六节 用凝法材料的制备技术
第七节 材料非晶态
第八节 材料的气-固转变
第九节 气相沉积法的材料制备技术

第七章 扩散与固态相变
第一节 扩散定律及其应用
第二节 扩散机制
第三节 影响扩散的因素与扩散驱动力
第四节 几个特殊的有关扩散的关际问题
第五节 固态相变中的形核
第六节 固态相变的晶体成长
第七节 扩散型相变
第八节 无扩散相变

第八章 材料的变形与断裂
第一节 金属变形概述
第二节 金属的弹性变形
第三节 滑移与孪晶变形
第四节 单晶体的塑性变形
第五节 多晶体的塑性变形
第六节 纯金属的变形强化
第七节 合金的变形与强化
第八节 冷变形金属的组织与性能
第九节 金属的断裂
第十节 冷变形金属的回复阶段
第十一节 冷变形金属的再结晶
第十二节 金属的热变形、蠕变与超塑性
第十三节 陶瓷晶体的变形
第十四节 高分子材料（聚合物）的变形

第九章 固体材料的电子结构与物理性能
第一节 固体的能带理论
第二节 半导体
第三节 材料的磁性
第四节 材料的光学性能
第五节 材料的热学性能
第六节 功能材料举例

第十章 材料概论
第一节 金属材料
第二节 高分子材料
第三节 工程结构陶瓷材料
第四节 复合材料

参考文献

前言/序言

《材料科学导论：现代工业的基石》 本书旨在为读者构建一个清晰、全面且富有洞察力的材料科学知识体系，深入浅出地阐释现代工业发展所依赖的各种基础材料的原理、性能、制备以及在不同领域的应用。从微观的原子结构到宏观的材料性能，本书将带领读者一步步揭开材料世界的奥秘，理解材料如何塑造我们的日常生活和科技进步。 内容概述： 材料的微观世界： 本书将从原子和分子的尺度出发，介绍构成材料的基本单元。读者将了解到不同原子间的成键方式（如离子键、共价键、金属键、范德华力）如何决定材料的结构和性能。我们还将深入探讨晶体结构，理解原子在空间中的排列方式对材料的力学、电学、热学等性质产生的决定性影响。此外，非晶态材料（如玻璃）的结构特点及其与晶体材料的差异也将得到详细阐述。 材料的宏观性能： 在理解了微观结构的基础上，本书将重点解析各种重要的宏观材料性能。 力学性能： 包括强度、硬度、韧性、弹性、塑性、疲劳强度以及断裂韧性等。读者将学习到如何通过材料的微观结构来解释和预测其宏观力学行为，以及如何通过设计和处理来优化这些性能，以满足不同工程需求。 电学性能： 涵盖导电性、绝缘性、半导体特性等。本书将介绍电子如何在不同材料中运动的机理，并探讨材料的电学性能如何影响电子器件、能源传输和存储等领域的发展。 热学性能： 涉及热导率、热膨胀系数、比热容等。理解材料对热量的传导、储存和膨胀的响应，对于设计耐高温设备、隔热材料以及热能利用技术至关重要。 光学性能： 包括透明度、反射率、折射率、吸收率等。这些性能在光学仪器、显示技术、太阳能电池以及照明设备中发挥着关键作用。 磁学性能： 介绍磁性材料的分类（如铁磁性、顺磁性、抗磁性）及其在信息存储、电机、磁悬浮等技术中的应用。 化学性能： 重点关注材料的耐腐蚀性、氧化性以及与其他化学物质的反应性。这对于选择合适的工程材料、保证产品的使用寿命以及开发新型功能材料具有重要意义。 主要材料类别及其应用： 本书将对几大类关键材料进行系统性的介绍： 金属材料： 包括纯金属及其合金，如钢铁、铝合金、铜合金等。我们将深入探讨合金化的原理，以及不同合金体系如何实现性能的飞跃。同时，金属材料的热处理、形变强化等工艺也将得到详尽讲解。 陶瓷材料： 介绍陶瓷的组成、结构特点（如离子键、共价键为主）及其固有的高硬度、耐高温、绝缘等优良性能。氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷以及玻璃陶瓷等不同类别的陶瓷及其在航空航天、电子、生物医学领域的广泛应用将一一呈现。 高分子材料（聚合物）： 探讨聚合物的分子结构、链式结构、交联结构以及它们如何决定材料的柔韧性、强度、耐磨性和化学稳定性。塑料、橡胶、纤维等常见高分子材料的分类、性能特点以及在包装、纺织、汽车、建筑等领域的应用将得到深入阐释。 复合材料： 介绍由两种或两种以上不同材料组合而成的复合材料，如纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物）和颗粒增强复合材料。我们将分析复合材料的优势在于能结合不同组分的优点，实现单一材料无法达到的优异性能，并在航空航天、体育器材等领域发挥重要作用。 纳米材料： 聚焦于尺寸在纳米尺度（1-100纳米）的材料，如纳米颗粒、纳米线、纳米管等。本书将介绍纳米材料在量子尺寸效应、表面效应等方面的独特性质，以及它们在催化、医药、电子、能源等前沿领域的颠覆性应用潜力。 材料的制备与加工： 本书还将概述各种重要的材料制备与加工技术，包括： 冶金过程： 如矿石提炼、熔炼、铸造等。 陶瓷成型工艺： 如粉末压制、注浆、挤出等。 高分子合成与成型： 如聚合反应、注塑、挤出、吹塑等。 复合材料制造技术： 如手糊成型、真空辅助成型、缠绕成型等。 表面处理技术： 如镀膜、热喷涂、化学气相沉积等，以改善材料的表面性能。 材料的选择与设计： 读者将学习到如何根据实际应用需求，综合考虑材料的性能、成本、可加工性以及环境影响，进行最优的材料选择。同时，本书还将介绍一些材料设计的基本思想，例如如何通过改变材料的成分、组织结构或制备工艺来获得期望的性能。 面向未来的材料科学： 本书的最后部分将展望材料科学的未来发展趋势，包括智能材料、生物医用材料、可持续材料、能源材料等前沿领域的研究方向，以及材料科学在解决全球性挑战（如能源危机、环境污染、人口健康）中的重要作用。 学习价值： 本书内容丰富，逻辑清晰，语言生动，辅以大量的插图和表格，力求使读者在掌握基础知识的同时，能够深刻理解材料科学在现代科技和工业生产中的核心地位。无论是对材料科学领域的初学者，还是希望拓展知识面的工程技术人员，亦或是对材料世界充满好奇的普通读者，本书都将是您探索材料科学奥秘、理解现代工业进步的绝佳读物。通过本书的学习，您将具备分析和解决与材料相关问题的基本能力，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我新世界的大门！我一直对材料的微观结构如何影响宏观性能感到好奇，但传统的物理和化学课程总觉得有些“隔靴搔痒”。这本《材料科学基础》就像是一把金钥匙，悄悄地拨开了那些神秘的面纱。当我翻开第一页，就立刻被它清晰的逻辑和由浅入深的讲解所吸引。作者并没有直接堆砌那些晦涩难懂的公式和理论，而是从最基本、最直观的概念讲起，比如晶体的结构，原子之间的键合方式，这些内容虽然听起来“高冷”，但在书中却被描绘得生动有趣。我印象最深的是关于晶体缺陷的章节，它解释了为什么纯净的材料往往不如含有少量杂质的材料那样具有优异的性能，这一点颠覆了我之前对“纯净即完美”的认知。作者通过大量的图示和类比，让我能够轻松地理解那些抽象的概念。比如，在讲解位错时，他用了“在地毯上拖拽褶皱”的比喻，瞬间就把我带入了那个微观世界，让我真切地感受到材料在受力时内部是如何发生形变的。而且，这本书的编排也非常合理，它循序渐进，从材料的原子结构，到晶体学，再到各种材料的性能（力学、电学、热学、光学等），最后还涉及到了材料的制备和应用。这种系统性的讲解，让我能够建立起一个完整的知识体系，而不是零散地记忆一些孤立的知识点。我发现，很多时候，我们遇到的许多工程问题，追根溯源都与材料的内在结构和性质息息相关。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我一步步探索材料科学的奥秘，让我对身边随处可见的各种材料有了更深刻的认识和理解。我甚至开始关注我们家里的各种电器、建筑材料，甚至是一件衣服的材质，都会不由自主地去思考它们背后的材料科学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象是它极强的“体系感”和“前瞻性”。作为一本面向21世纪的课程教材，它不仅仅是停留在对现有材料知识的梳理，而是充满了对未来材料发展的思考和展望。在讲解完基础的材料结构和性能后，它没有止步于此，而是将目光投向了新能源材料、生物材料、纳米材料等前沿领域，让我看到了材料科学广阔的应用前景和无限的可能性。作者在介绍这些前沿领域时，并没有采用过于宏观的描述，而是会深入到一些具体的技术细节和科学原理，让我能够了解到这些新型材料是如何被设计和制造出来的，以及它们可能带来的颠覆性变革。例如，在讲解纳米材料时，书中详细介绍了纳米尺度下材料所表现出的独特性能，以及如何通过控制纳米结构的尺寸和形貌来调控材料的功能。这一点让我觉得非常震撼，原来材料的世界在微观尺度上竟然如此奇妙！同时，这本书也很好地体现了“面向21世纪”的理念。它在讲解过程中，不断强调跨学科的融合，比如将物理学、化学、工程学等知识融会されます，让我认识到，现代材料科学的发展离不开多学科的交叉与协作。我甚至开始思考，未来我们如何利用材料科学来解决诸如环境保护、能源危机等全球性挑战。这本书让我觉得，材料科学不仅仅是关于“物”的学问，更是关于“创造”和“未来”的学问。它激励我去探索更多可能性，去思考如何利用材料来改变世界。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在进行一次引人入胜的“科学探险”。作者的叙述方式非常具有感染力，他不仅仅是在传递知识，更是在激发读者的好奇心和求知欲。他善于运用形象的比喻和生动的例子，将那些抽象的科学原理描绘得栩栩如生。我印象最深刻的是关于材料的“缺陷”这一章节。以往我总觉得“缺陷”是负面的，是需要极力避免的。但这本书让我看到了，在材料科学的世界里，许多“缺陷”反而能够赋予材料独特的性能。比如，晶体中的位错，虽然是一种结构缺陷，但却是实现金属塑性变形的关键。这种颠覆性的视角，让我对材料有了全新的认识。而且，书中还穿插了许多关于材料发展历史和未来趋势的介绍，让我能够感受到材料科学领域的日新月异，以及它在推动人类文明进步中所扮演的重要角色。我甚至开始思考，未来我们可能会遇到哪些新的材料挑战，以及如何利用材料科学来解决这些挑战。这本书不仅仅教会了我知识，更重要的是培养了我一种探索未知、勇于创新的科学精神。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的“实用性”超出了我的想象。它不仅仅是停留在理论层面，而是紧密结合了实际的工程应用，让我能够清晰地看到材料科学在现实世界中的价值。书中列举了大量的案例，从我们日常生活中常见的物品，到航空航天、能源、医疗等尖端领域，都离不开材料科学的支持。我记得在讲解高分子材料时，书中详细介绍了各种塑料的种类、性能及其在不同领域的应用，比如聚乙烯在包装领域的广泛应用，以及聚碳酸酯在光学透镜和电子产品外壳中的使用。这种将理论与实际相结合的讲解方式，让我能够更直观地理解材料的特性以及它们是如何满足特定需求的。而且，书中还涉及到了材料的失效分析，这一点对我来说尤为重要。它让我明白了，很多时候，材料的“失败”并不是偶然，而是由于设计不当、制造缺陷或使用环境等因素造成的。通过对失效机理的深入分析，我们能够更好地避免类似问题的发生，从而提高产品的可靠性和安全性。这本书让我觉得，材料科学不仅仅是研究“物”的学科，更是关于“解决问题”和“创造价值”的学科。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书真的是我学习过程中遇到的一个“宝藏”。我之所以这么说，是因为它不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的导师。作者的写作风格非常注重启发性，他不仅仅告诉你“是什么”，更重要的是引导你去思考“为什么”。在讲解各种材料性能时，他总是会从宏观现象入手，然后层层剥开，深入到微观的结构和机制。我特别喜欢书中关于材料失效分析的部分，它让我明白了，很多时候，材料的“失败”并不是偶然，而是其内在结构或外部环境相互作用的结果。通过对失效机理的理解，我们才能更好地设计和选择材料，避免重复的错误。举个例子，书中详细讲解了金属的疲劳断裂，以及如何通过改变材料的微观结构或设计合理的应力分布来提高材料的抗疲劳性能。这一点对于我理解工程设计中的许多细节非常有帮助。而且，这本书的案例非常丰富，涵盖了从日常生活用品到尖端科技的各种材料。每一次阅读，都能让我对现实世界中的各种产品和技术有更深入的洞察。我甚至开始在生活中扮演一个“材料侦探”的角色，看到一个新产品，就会不由自主地去思考它可能采用了什么材料，以及这些材料的性能是如何满足其应用需求的。这种学习方式，让我觉得非常有趣和有成就感。这本书不仅仅教会了我知识，更重要的是培养了我一种科学的思维方式和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计堪称经典。它以一种非常“循序渐进”的方式，将复杂的材料科学概念层层剖析，让读者能够逐步建立起扎实的知识基础。从最基本的原子结构和化学键，到晶体学、晶体缺陷，再到各种材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的宏观性能，以及它们的制备和应用，整个学习过程就像是攀登一座知识的阶梯，每一步都稳扎稳打，让你感到充实而自信。我特别欣赏书中对不同材料性能的分析，它不仅仅是列出参数，而是深入地探讨了这些性能产生的微观机理。例如，在讲解金属的强化机制时，书中详细介绍了固溶强化、析出强化、晶界强化等原理，让我能够理解为何通过改变合金成分或热处理工艺，就能显著提高金属的强度。这种“知其然，更知其所以然”的学习方式，让我觉得非常有价值。而且，书中还穿插了大量的图示和表格，将复杂的概念可视化，大大降低了学习难度，也更容易记忆。我记得有一个关于相图的章节，作者通过一个形象的“三明治”类比，瞬间就让我理解了相平衡的概念，这比单纯地去看那些晦涩的相图要容易得多。这本书让我明白，材料科学是一个庞大而精密的体系，而它正是理解我们周围世界的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一个对物理和化学概念有些“畏惧”的人，每次遇到复杂的公式和定理，总会感到头疼。但这本书却给了我一种前所未有的轻松感。作者在讲解过程中，非常巧妙地将抽象的理论融入到生动的叙述中，让我觉得学习材料科学就像在听一个引人入胜的故事。例如，在介绍相图时，作者并没有直接抛出那些弯弯绕绕的曲线，而是通过一个简单的例子，比如水在不同温度和压力下的形态变化，来引入相平衡的概念。这个小小的切入点，立刻让我对相图的理解不再感到困难。我特别欣赏书中对材料结构与性能之间关系的深入探讨。它不仅仅是告诉你“A材料的强度很高”，而是会详细解释“为什么A材料的强度很高”，这种“知其然，知其所以然”的学习过程，让我觉得非常有价值。我记得有一次，我看到一则关于某种新型高强度合金的新闻，按照以往的经验，我可能只会惊叹于它的性能，但看完这本书后，我能尝试去推测这种合金在微观结构上可能有什么特别之处，以及它可能面临哪些方面的挑战。这种主动思考和分析的能力，是我从这本书中获得的最宝贵的财富。而且，本书的排版也十分用心，大量的插图和表格清晰明了，将复杂的概念可视化，让我更容易记忆和理解。有些图例甚至非常具有艺术感，让人赏心悦目。我强烈推荐这本书给所有对材料科学感兴趣，但又担心学习难度的人。它会让你发现，原来科学也可以如此迷人。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的深度和广度都让我感到非常惊喜。我原本以为“基础”两个字意味着浅尝辄止，但这本书的内容却远超我的预期。它系统地介绍了材料科学的各个分支，从晶体学、相图，到各种材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的性能，再到材料的制备、表征和应用，几乎涵盖了材料科学的方方面面。而且，每一部分都讲解得非常透彻，深入到材料的微观本质。我印象最深的是关于金属材料的塑性变形的章节，它详细地介绍了位错理论，以及不同类型的位错如何影响材料的强度和韧性。读完这一章，我感觉自己对金属的加工过程有了全新的认识，不再是简单的“敲打”和“揉捏”，而是对微观世界中的原子和晶格的有序运动有了更深刻的理解。书中还对各种材料的优缺点进行了详细的对比分析，让我能够更清晰地认识到不同材料在特定应用场景下的适用性。例如，在讲解高分子材料时，书中对比了不同类型高分子链的结构和聚集方式，以及这些差异如何导致了材料在力学性能、热稳定性、化学稳定性等方面的巨大差异。这种细致入微的分析，让我能够根据实际需求，更明智地选择合适的材料。这本书让我觉得，材料科学是一个非常庞大而迷人的学科，它无处不在，支撑着我们现代社会的方方面面。

评分☆☆☆☆☆

我必须坦诚地承认，在翻开这本书之前，我对材料科学的理解还停留在非常表面化的层面，认为它就是关于各种金属、塑料、陶瓷的“硬度”和“强度”。然而，这本书彻底颠覆了我之前的认知。它让我明白，材料科学是一门研究物质结构、性能、制备和应用的交叉学科，它背后蕴含着深刻的物理和化学原理。书中对不同材料微观结构的详细阐述，是我之前从未接触过的。比如，关于晶体缺陷的讲解，它让我明白了为何“不完美”的结构反而能带来更优异的性能，这一点完全颠覆了我以往“完美即是最好”的认知。我记得书中通过类比的方式，将位错的运动形象地比喻为“地毯上的褶皱”，这种生动的讲解方式，让我能够轻松地理解那些抽象的微观现象。而且，这本书不仅仅局限于理论的阐述，还大量的引用了实际的工程应用案例，将理论知识与现实世界紧密地联系起来。我尤其对书中关于功能材料的章节印象深刻，它让我看到了材料如何在微观尺度上被赋予各种神奇的功能，比如导电、发光、传感等等。这让我意识到，材料科学不仅仅是关于“制造”的问题，更是关于“创造”的问题。这本书为我打开了一扇通往新世界的大门，让我对材料有了全新的认识和更深的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，一开始拿到这本书的时候，我并没有抱太大的期望。毕竟，“材料科学基础”这个名字听起来就充满了理论性和学术性，我担心它会枯燥乏味，充斥着我难以理解的专业术语。然而，事实给了我一个大大的惊喜。这本书的语言风格非常朴实，虽然是面向高等教育的教材，但并没有刻意使用过于华丽或晦涩的辞藻。作者更注重清晰地传达信息，让读者能够真正理解每一个概念。在我看来，这才是真正优秀的教材应该具备的特质。我特别喜欢书中对各种材料性能的解释，它们不仅仅是罗列数据，而是深入剖析了这些性能产生的微观机理。例如，在讲解金属的塑性变形时，书中详细介绍了位错的运动，以及这些微小的缺陷如何协同作用，使得宏观上看起来坚硬的金属能够弯曲甚至延展。这一点让我对材料的“韧性”和“强度”有了全新的认识，不再是简单的好坏之分，而是理解了它们是材料内部结构相互作用的结果。书中还引用了大量的实际案例，将理论知识与工程应用紧密结合。我记得有一段讲到陶瓷材料在高温下的应用，作者举例说明了航空发动机涡轮叶片所使用的陶瓷材料，解释了为何它们能够在极端的高温环境下保持稳定性和强度。这种将理论知识“落地”的方式，极大地激发了我学习的兴趣，让我看到了材料科学在现实世界中的重要价值。这本书让我明白，材料科学并非象牙塔里的理论游戏，而是支撑现代社会发展的基石。我甚至开始回想自己曾经遇到的那些“失效”的材料，比如断裂的金属零件，或者变形的塑料制品，现在我能用书中提供的知识去分析可能的原因，这让我感觉非常有成就感。

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第一节 点缺陷

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本书除作为材料科学与工程专业大学本科生的通过教材外，也可作为材料热加工类专业的本科生及研究生教学参考用书。

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第七节

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第三节 原子排列方式

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第十三节 陶瓷晶体的变形

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第五节

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第五节

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第U1版前言 第三章 材料的变形与断裂 材E料的光学性能 G材料的相结构 高分子材料g概述 固态K相变中的形核 第四节 第十一节 第五l节 位错的Q基本概念 第二节 第四节 原子结构 材料的变形与断裂 扩散与固态相变 气相x沉积法的材料制备技术 导论 纯金属的变形强化 第十四节 第十一节 金属的弹O性变形 第三节 气相z沉积法的材料K制备L技术 材料的相结构 第六章 第二章 金t属材料 复杂相图分析R 高分子链的结S构及构象 第一节

评分☆☆☆☆☆

生理学（第7版）（附光盘）