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目 录1

绪论1

第1章材料科学基础6

1.1原子的结构6

1.1.1 原子结构6

1.1.2原子的电子结构7

1.1.3原子中电子的稳定性9

1.2原子间的键合10

1.2.1离子键11

1.2.2共价键11

1.2.4范德华键12

1.2.3金属键12

1.3材料的晶体结构13

1.3.1原子的排列13

1.3.2金属材料的结构17

1.3.3陶瓷材料的相结构23

1.3.4高分子材料的结构27

1.3.5材料的晶体缺陷29

1.4材料的显微结构35

1.4.1金属材料的显微组织35

1.4.2陶瓷材料的显微结构38

1.5固体中的扩散42

1.5.1扩散机制42

1.5.2扩散定律44

1.5.3影响扩散的主要因素46

第2章电性材料48

2.1材料的电学性能48

2.1.1 电导率和电阻率48

2.1.2材料的半导电性52

2.1.3材料的超导电性54

2.1.4材料的介电性55

2.1.5静电现象59

2.2金属与金属性电性材料59

2.2.1金属电性材料59

2.2.2金属性电性材料61

2.3.1超导电性的微观解释65

2.3超导材料65

2.3.2超导材料的发展66

2.3.3超导材料的应用72

2.4电介质材料76

2.4.1压电与热释电材料77

2.4.2铁电与反铁电材料81

第3章磁性材料85

3.1材料的磁性85

3.1.1物质的磁性85

3.1.2磁畴与磁滞回线89

3.1.3金属材料的磁学性能91

3.1.4无机非金属材料的磁学性能92

3.2.1永磁材料93

3.1.5高分子材料的磁学性能93

3.2磁性材料的种类及特征93

3.2.2软磁材料95

3.2.3磁记录材料97

3.2.4磁致伸缩材料100

3.2.5其他磁性材料102

3.3磁性材料的应用与发展104

3.3.1磁性材料的应用105

3.3.2磁性材料的学科发展108

第4章半导体材料112

4.1概述112

4.1.1半导体材料及其发展112

4.1.2半导体及其种类113

4.2半导体材料物理基础114

4.2.1半导体材料的结构114

4.2.2能带理论117

4.2.3载流子和费米能级119

4.2.4本征半导体和杂质半导体120

4.2.5半导体的电导121

4.2.6霍尔效应122

4.3 半导体元件123

4.3.1二极管123

4.3.2晶体管127

4.3.3半导体集成电路129

4.4.1硅材料130

4.4常用半导体材料及其应用130

4.4.2锗材料137

4.4.3砷化镓139

第5章信息功能材料142

5.1概述142

5.1.1信息材料及其分类142

5.1.2信息材料的发展142

5.2信息存储材料143

5.2.1磁存储材料144

5.2.2无机光盘存储材料145

5.2.3有机光盘存储材料149

5.3.1显示器件的性能150

5.3信息显示材料150

5.3.2阴极射线管显示材料152

5.3.3液晶显示材料152

5.3.4等离子体显示材料156

5.3.5电致发光材料157

5.3.6其他显示材料158

5.4信息传输材料——光纤159

5.4.1光导的原理160

5.4.2光纤的特性160

5.4.3光纤的种类161

5.4.4常用光纤材料162

5.5.1微电子信息处理材料164

5.5信息处理材料164

5.5.2光电子信息处理材料165

5.5.3集成光路材料167

5.5.4光电子集成回路材料168

5.6信息敏感材料168

5.6.1温敏材料169

5.6.2湿敏材料170

5.6.3气敏材料172

第6章光学材料175

6.1材料的光学性质175

6.1.1电磁辐射175

6.1.2光和固体的相互作用176

6.1.3物体的光学性质178

6.1.4其他光学现象181

6.2光学玻璃182

6.2.1光学玻璃的性质183

6.2.2光学玻璃的种类183

6.2.3光学玻璃的应用187

6.3光学晶体189

6.3.1光学晶体的特性190

6.3.2光学晶体的种类190

6.3.3光学晶体的应用191

6.4光学塑料191

6.4.2光学塑料的性能192

6.4.1光学塑料的种类192

6.4.3光学塑料的应用193

6.5先进光学材料194

6.5.1激光材料194

6.5.2发光材料196

6.5.3红外材料199

第7章新型结构材料201

7.1概述201

7.1.1结构材料分类201

7.1.2先进结构材料的发展特点201

7.2新型金属材料202

7.2.1高温合金204

7.2.2钛合金207

7.2.3非晶态合金210

7.2.4形状记忆合金212

7.3新型无机非金属材料215

7.3.1新型无机非金属材料的发展及作用215

7.3.2氮化硅陶瓷218

7.3.3塞龙陶瓷219

7.3.4碳化硅陶瓷220

7.3.5氧化锆陶瓷221

7.4现代复合材料223

7.4.1复合材料及其分类223

7.4.2聚合物基复合材料225

7.4.3金属基复合材料227

7.4.4陶瓷基复合材料228

7.4.5层状复合材料——SHS 陶瓷内衬复合管技术229

7.4.6复合材料的用途231

7.4.7未来复合材料的发展233

第8章兵器材料236

8.1概述236

8.2枪械结构材料236

8.3火炮身管材料237

8.3.1传统的火炮身管材料237

8.2.2现代火炮身管的战术要求238

8.2.3高强韧钢身管材料239

8.3.4耐烧蚀现代火炮身管材料241

8.3.5电磁炮材料244

8.3.6复合材料身管245

8.4新型装甲材料245

8.4.1薄、硬、纯装甲钢246

8.4.2金属基复合材料装甲250

8.4.3防弹陶瓷252

8.4.4贫铀装甲256

8.5弹药材料257

8.5.1 高密度穿甲弹芯材料257

8.5.2高破片率弹体材料262

8.5.3弹托与尾翼材料技术266

8.6其他兵器材料270

8.6.1兵器用阻尼材料技术270

8.5.4新型反装甲材料270

8.6.2兵器用隐身材料技术271

8.6.3兵器用功能陶瓷材料272

第9章纳米材料276

9.1概述276

9.1.1纳米材料与纳米科技276

9.1.2纳米材料的研究与发展278

9.2纳米结构单元280

9.2.1零维纳米材料280

9.2.2一维纳米材料282

9.2.3纳米固体材料285

9.3.1纳米微粒的制备286

9.3纳米材料的制备286

9.3.2纳米线的制备292

9.4纳米材料的性能296

9.4.1 纳米材料的物理效应296

9.4.2纳米微粒的物理特性298

9.4.3纳米固体材料的力学性能300

9.5纳米材料的应用303

9.5.1纳米陶瓷材料303

9.5.2纳米光学材料304

9.5.3纳米磁性材料305

9.5.4纳米医用材料306

9.5.5纳米催化剂306

9.5.6纳米传感器307

参考文献308