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包装材料学，ISBN：9787811314823，作者：王桂英，张群利，徐淑艳 编著
《材料科学基础导论》 本书旨在为初学者系统地介绍材料科学的核心概念、基本原理和研究方法。内容涵盖材料的分类、结构、性能以及它们之间的相互关系。通过对晶体结构、缺陷、相变、力学性能、电学性能、磁学性能、热学性能以及光学性能等关键主题的深入阐述，本书为读者构建了坚实的材料科学知识体系。 第一章：材料的定义与分类 本章首先探讨了“材料”的广泛定义，从宏观到微观，强调材料在现代社会中的基础性作用。随后，对材料进行多维度的分类，包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料以及半导体材料等。每种材料类别都进行了简要的历史回顾、主要特点和典型应用介绍，为后续章节的学习奠定基础。 第二章：材料的微观结构 深入剖析材料的微观结构是理解其宏观性能的关键。本章详细讲解了晶体结构，包括晶格、晶向、晶面以及密排结构等概念。同时，阐述了非晶态结构材料的特点。缺陷科学是材料科学的重要组成部分，本章将介绍点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、层错）的类型、形成原因及其对材料性能的影响。 第三章：相变与显微组织演变 材料的性能往往与其相组成和显微组织密切相关。本章聚焦于相变现象，包括固态相变、液固相变等，并介绍相图的绘制与解读方法。通过理解相变动力学和形核长大机制，可以控制材料的显微组织，进而优化其性能。本章还将探讨固溶强化、沉淀强化等强化机制，解释这些过程如何改变材料的微观结构和力学性能。 第四章：材料的力学性能 力学性能是材料最基本也最重要的性能之一。本章详细介绍了材料在外力作用下的行为，包括弹性变形、塑性变形、屈服强度、抗拉强度、断裂韧性、硬度、疲劳和蠕变等。通过应力-应变曲线的分析，讲解了材料的强度、刚度和韧性等概念。本章还将讨论不同材料类别（金属、陶瓷、高分子）在力学性能上的差异，并简要介绍一些先进的测试方法。 第五章：材料的电学与磁学性能 电学和磁学性能在电子、电气和信息技术领域至关重要。本章讲解了导体的导电机制，电阻率的温度依赖性，以及超导现象。对于绝缘体，则阐述了其高电阻率的根源。半导体的能带理论是理解其电学性能的关键，本章将介绍本征半导体、杂质半导体及其pn结的形成。磁学方面，将介绍顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性等磁畴和磁化过程，以及永磁材料和软磁材料的应用。 第六章：材料的热学性能 热学性能决定了材料在温度变化下的行为。本章重点介绍热导率、比热容和热膨胀系数等参数。阐述了不同材料的热传导机制，包括晶格振动和自由电子的贡献。高温材料的设计和选择，以及热障涂层等应用都与热学性能密切相关。 第七章：材料的光学性能 光学性能关乎材料与光波的相互作用，广泛应用于显示、通信、照明和传感器等领域。本章讲解了材料的折射率、反射率、透射率以及吸收率。介绍了透明材料、半透明材料、不透明材料的形成原因。光电效应，如光生伏打效应和光电导效应，以及其在太阳能电池和光电探测器中的应用也将被涵盖。 第八章：材料的合成与加工 材料的性能与其合成方法和加工工艺息息相关。本章概述了不同材料的主要制备技术，如冶金法、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、溶液法、聚合反应等。同时，介绍了常见的材料成型与加工方法，如铸造、锻造、轧制、挤压、注塑、挤出等，以及这些工艺如何影响材料的微观结构和最终性能。 第九章：材料的表征技术 准确地表征材料的结构和性能是材料研究的基础。本章介绍了一系列重要的材料表征技术，包括光学显微镜、电子显微镜（SEM, TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）等。通过这些技术，可以获取关于材料晶体结构、形貌、成分和表面性质的信息。 第十章：先进材料及其发展趋势 本章展望了材料科学的未来发展方向，重点介绍了一些前沿的先进材料，如纳米材料、智能材料、生物医用材料、能源材料（如电池材料、催化剂材料）以及功能梯度材料等。探讨了这些材料的独特性能来源以及在各个高技术领域的潜在应用。最后，对材料科学的整体发展趋势和挑战进行了总结，鼓励读者在这一充满活力的领域继续探索。 本书力求语言清晰，逻辑严谨，配备丰富的图表和实例，帮助读者深刻理解材料科学的精髓。无论是材料科学专业的学生，还是对材料感兴趣的研究人员和工程师，都能从本书中获得宝贵的知识和启迪。
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