第 1章 材料的支柱和先導(dǎo)作用
1.1 材料的定義和分類 2
1.1.1 材料的定義——材料、原料、物質(zhì)之間的關(guān)系
1.1.2 判斷物質(zhì)是否為材料的判據(jù)
1.1.3 材料的分類
1.1.4 材料生命周期的循環(huán)
1.2 材料是人類社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志4
1.2.1 石器時(shí)代
1.2.2 陶器時(shí)代
1.2.3 青銅器時(shí)代
1.2.4 鐵器時(shí)代
1.3 材料是當(dāng)代文明社會(huì)的根基6
1.3.1 水泥的發(fā)明和使用
1.3.2 鋼鐵時(shí)代
1.3.3 以硅為代表的半導(dǎo)體時(shí)代
1.3.4 高分子和先進(jìn)陶瓷時(shí)代
1.4 材料是各類產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)8
1.4.1 五大類工程材料
1.4.2 使用中更關(guān)注材料的性能和功能
1.4.3 “泰坦尼克號(hào)”海難——環(huán)境和其他影響因素
1.4.4 選擇材料的原則
1.5 先進(jìn)材料是高新技術(shù)的核心10
1.5.1 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及對(duì)材料的要求
1.5.2 鎳基超級(jí)合金的出現(xiàn)迎來了噴氣式飛機(jī)
1.5.3 大型客機(jī)處處離不開復(fù)合材料
1.5.4 高溫陶瓷的出現(xiàn)催生了航天飛機(jī)
1.6 新材料是國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)12
1.6.1 “材料科學(xué)”這一名詞誕生于 1957年以后
1.6.2 材料科學(xué)的形成與內(nèi)涵
1.6.3 新材料在各先進(jìn)工業(yè)國(guó)的戰(zhàn)略地位
1.6.4 極端環(huán)境對(duì)材料提出更苛刻的要求
1.7 材料可以“點(diǎn)石成金，化腐朽為神奇”14
1.7.1 炭、石墨和金剛石“本是同根生”
1.7.2 從“心憂炭賤愿天寒”的炭到價(jià)值連城的鉆石
1.7.3 步入科學(xué)殿堂的二氧化硅
1.7.4 高錕發(fā)明的光纖是當(dāng)今電子通信產(chǎn)業(yè)的“根”
1.8 “制造材料者制造技術(shù)”，材料可以“以不變應(yīng)萬變”16
1.8.1 反復(fù)驗(yàn)證的“制造材料者制造技術(shù)”的現(xiàn)象
1.8.2 摩爾定律繼續(xù)有效的支撐是材料
1.8.3 中國(guó)古代四大發(fā)明之一——指南針采用的就是磁性材料
1.8.4 高檔乘用車中由磁性材料制作的電機(jī)不下幾十臺(tái)
1.9 復(fù)合材料和功能材料大大擴(kuò)展了材料的應(yīng)用領(lǐng)域18
1.9.1 各類工程材料的屈服強(qiáng)度對(duì)比
1.9.2 不同材料的比強(qiáng)度和比模量
1.9.3 復(fù)合材料可以做到“1+1>2”
1.9.4 沒有吸波材料就談不到隱形飛機(jī)
1.10 材料科學(xué)與工程的定義和學(xué)科特點(diǎn)20
1.10.1 材料科學(xué)與工程的定義
1.10.2 材料科學(xué)與工程是學(xué)科的融合與交叉
1.10.3 材料科學(xué)與工程技術(shù)有著不可分割的關(guān)系
1.10.4 材料科學(xué)與工程有很強(qiáng)的應(yīng)用目的和明確的應(yīng)用背景
1.11 材料科學(xué)與工程四要素22
1.11.1 成分
1.11.2 結(jié)構(gòu)和組織
1.11.3 合成（制備）與加工（工藝）
1.11.4 性質(zhì)（或固有性能）和使用特性（或服役效能）
1.12 重視材料的加工和制造24
1.12.1 加工成材是實(shí)現(xiàn)材料應(yīng)用的第一步
1.12.2 材料不同，加工方法各異
1.12.3 材料加工的創(chuàng)新任重道遠(yuǎn)
1.12.4 鎂合金的加工和應(yīng)用
1.13 提高材料的性能永無止境26
1.13.1 材料的應(yīng)用基于其特性和功能
1.13.2 材料的熱膨脹系數(shù)及不同材料熱膨脹系數(shù)的匹配
1.13.3 材料的熱導(dǎo)率及如何提高系統(tǒng)的導(dǎo)熱效果
1.13.4 低介電常數(shù)材料和高介電常數(shù)材料各有各的用處
1.14 關(guān)注材料的最新應(yīng)用——強(qiáng)調(diào)發(fā)展，注重創(chuàng)新28
1.14.1 新型電子材料
1.14.2 低維材料和亞穩(wěn)材料
1.14.3 生物材料和智能材料
1.14.4 新能源材料
1.15 “911”恐怖襲擊事件中世貿(mào)大廈垮塌和“311”福島核事故都涉及材料30
1.15.1 結(jié)構(gòu)材料從原始到現(xiàn)代的進(jìn)步
1.15.2 鋼筋混凝土使世界上的高樓大廈拔地而起
1.15.3 “911”世貿(mào)大廈垮塌——高溫下材料失效是內(nèi)因，巨大的沖擊力是外因
1.15.4 “311”福島核事故——裂變余熱和衰變產(chǎn)生的熱量足以使燃料元件熔化
1.16 新材料如何適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新32
1.16.1 新材料的主要特征
1.16.2 新材料的應(yīng)用領(lǐng)域
1.16.3 可持續(xù)發(fā)展對(duì)新型材料的要求
1.16.4 新型材料的發(fā)展方向
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章 材料就在元素周期表中
2.1 門捷列夫元素周期表——最偉大的材料事件36
2.1.1 人類發(fā)展史上最偉大的材料事件
2.1.2 周期和族
2.1.3 主族和副族
2.1.4 材料就在元素周期表中
2.2 120種元素綜合分析 38
2.2.1 金屬、半金屬
2.2.2 黑色金屬、有色金屬，輕金屬、重金屬
2.2.3 賤金屬、貴金屬
2.2.4 稀有金屬、稀散金屬、稀土金屬
2.3 原子的核外電子排布（1）——量子數(shù)和電子軌道 40
2.3.1 主量子數(shù) n
2.3.2 軌道角量子數(shù) l
2.3.3 軌道磁量子數(shù) m
2.3.4 自旋量子數(shù) ms
2.4 原子的核外電子排布（2）——電子排布的三個(gè)準(zhǔn)則 42
2.4.1 電子軌道排布的三個(gè)準(zhǔn)則
2.4.2 電子的軌道能級(jí)分布
2.4.3 金屬最集中的三類元素
2.4.4 為什么 Fe、Co、Ni是鐵磁性的？
2.5 核外電子排布的應(yīng)用（1）——碳的sp3、sp2、sp雜化 44
2.5.1 碳的sp3、sp2、sp雜化
2.5.2 碳材料的鍵特性
2.5.3 富勒烯、碳納米管和石墨烯
2.5.4 藉由3種不同的碳—碳鍵合構(gòu)成的有機(jī)化合物
2.6 核外電子排布的應(yīng)用（2）——四面體鍵的奇妙之處 46
2.6.1 碳材料的多樣性
2.6.2 碳原子的堆垛方式-四面體鍵的奇妙之處
2.6.3 石墨的結(jié)構(gòu)類型
2.6.4 各種各樣的碳（石墨）制品
2.7 原子的核外電子排布（3）——電子授受及元素氧化數(shù)的變化 48
2.7.1 元素核外電子的排布方式
2.7.2 氧化還原反應(yīng)中的電子授受及元素氧化數(shù)的變化
2.7.3 電子填充軌道的先后規(guī)則——違反先后“次序”的 d、f軌道電子
2.7.4 電子授受及在化學(xué)電池中的應(yīng)用
2.8 原子的核外電子排布（4）——過渡族元素和難熔金屬 50
2.8.1 過渡族元素——d或f亞層電子未填滿的元素
2.8.2 過渡族元素的一般特征
2.8.3 難熔金屬的特征
2.8.4 難熔金屬的應(yīng)用
2.9 原子半徑、離子半徑和元素的電負(fù)性52
2.9.1 原子半徑
2.9.2 離子半徑
2.9.3 元素的電負(fù)性
2.9.4 價(jià)電子濃度
2.10 原子的電離能和可能的價(jià)態(tài)表現(xiàn)54
2.10.1 原子的電離能
2.10.2 原子的電子親和能
2.10.3 原子能級(jí)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
2.10.4 元素可能的價(jià)態(tài)表現(xiàn)
2.11 原子的核外電子排布（5）——稀土元素和錒系元素56
2.11.1 稀土元素——4f亞層電子未填滿的元素
2.11.2 稀土元素的特征
2.11.3 稀土元素的礦產(chǎn)分布及稀土元素的應(yīng)用
2.11.4 錒系元素——5f亞層電子未填滿的元素
2.12 日常生活中須臾不可離開的元素58
2.12.1 地殼中的八種含量最多的元素
2.12.2 組成人體的四種主要物質(zhì)
2.12.3 人體不可缺少的礦物質(zhì)
2.12.4 重金屬污染成為重要的環(huán)境問題
2.13 材料性能與化學(xué)鍵類型的關(guān)系60
2.13.1 化學(xué)鍵的類型及特點(diǎn)
2.13.2 材料中的多種鍵合
2.13.3 物理吸附和化學(xué)吸附
2.13.4 根據(jù)結(jié)合鍵比較材料的性能
2.14 材料性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系62
2.14.1 組織敏感特性和組織非敏感特性
2.14.2 常溫下元素的晶體結(jié)構(gòu)
2.14.3 常見金屬晶體結(jié)構(gòu)類型
2.14.4 晶體中的缺陷
2.15 鐵的晶體結(jié)構(gòu)64
2.15.1 鋼鐵緣何具有最廣泛用途
2.15.2 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變
2.15.3 鐵的典型晶體結(jié)構(gòu)
2.15.4 置換型固溶體和間隙型固溶體
2.16 材料性能與組織的關(guān)系66
2.16.1 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及其結(jié)構(gòu)、性能變化
2.16.2 晶體材料的組織和晶體組織的觀察
2.16.3 單相與多相組織，冷加工變形與退火再結(jié)晶組織
2.16.4 藉由 γ → α相變實(shí)現(xiàn) α相晶粒微細(xì)化的各種方法
2.17 從軌道能級(jí)到能帶——絕緣體、導(dǎo)體和半導(dǎo)體的能帶圖68
2.17.1 固體能帶的形狀
2.17.2 金屬的能帶結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性
2.17.3 絕緣體、導(dǎo)體和半導(dǎo)體的能帶圖
2.17.4 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性
2.18 化合物半導(dǎo)體和熒光體材料70
2.18.1 元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體
2.18.2 化合物半導(dǎo)體的組成和特長(zhǎng)
2.18.3 Ⅳ -Ⅳ族、Ⅲ -Ⅴ族、Ⅱ -Ⅵ族、Ⅰ -Ⅲ -Ⅵ2族和Ⅰ2-Ⅱ -Ⅳ -Ⅵ2族化合物半導(dǎo)體
2.18.4 熒光體材料重現(xiàn)光輝——同一類材料會(huì)滲透到高新技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章金屬及合金材料
3.1 從礦石到金屬制品（1）——高爐煉鐵 74
3.1.1 鋼材的傳統(tǒng)生產(chǎn)流程
3.1.2 高爐煉鐵中的化學(xué)反應(yīng)
3.1.3 高爐的構(gòu)造
3.1.4 高爐煉鐵運(yùn)行過程
3.2 從礦石到金屬制品（2）——轉(zhuǎn)爐煉鋼 76
3.2.1 煉鋼的目的
3.2.2 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備及原料
3.2.3 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要化學(xué)反應(yīng)
3.2.4 沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼
3.3 晶態(tài)和非晶態(tài),單晶體和多晶體 78
3.3.1 晶態(tài)和非晶態(tài)
3.3.2 單晶體和多晶體
3.3.3 固溶體和金屬間化合物
3.3.4 鋼的組織和結(jié)構(gòu)
3.4 相、相圖、組織和結(jié)構(gòu)80
3.4.1 相和相圖
3.4.2 Fe-C相圖
3.4.3 利用Fe-C相圖分析鋼的平衡組織
3.4.4 相圖的應(yīng)用
3.5 凝固中的形核與長(zhǎng)大82
3.5.1 金屬的熔化與凝固
3.5.2 形核與長(zhǎng)大
3.5.3 多晶體的形成
3.5.4 鑄錠細(xì)化晶粒的措施
3.6 鑄錠組織和連續(xù)鑄造84
3.6.1 鑄錠典型的三區(qū)組織
3.6.2 枝晶的形成和鑄錠組織的控制
3.6.3 定向凝固和連鑄連軋
3.6.4 單晶制造
3.7 鋼的各種組織形態(tài)86
3.7.1 鋼從鑄造前直到冷軋制品的一系列組織變化
3.7.2 鑄造組織、加熱組織和壓延組織
3.7.3 TTT曲線和CCT曲線
3.7.4 珠光體、貝氏體和馬氏體
3.8 鋼的強(qiáng)化機(jī)制及合金鋼88
3.8.1 碳鋼中的各種組織
3.8.2 鋼的強(qiáng)化機(jī)制
3.8.3 合金鋼及合金元素的作用
3.8.4 鐵的磁性
3.9 應(yīng)用最廣的碳鋼90
3.9.1 鋼鐵按C濃度的分類
3.9.2 鋼的強(qiáng)度和碳的作用
3.9.3 結(jié)構(gòu)用壓延鋼和機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳素鋼
3.9.4 藉由火花鑒別鋼種
3.10 金屬的熱變形92
3.10.1 金屬變形的目的
3.10.2 何謂金屬的熱變形和冷變形
3.10.3 熱變形方式
3.10.4 熱變形引起的組織、性能變化
3.11 金屬的冷變形94
3.11.1 金屬樣品拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
3.11.2 單晶體和多晶體的塑性變形
3.11.3 冷加工引起的組織、性能變化
3.11.4 鋼鐵結(jié)構(gòu)材料的主要強(qiáng)化方式
3.12 由銅錠到銅箔的壓延加工96
3.12.1 電解銅箔和壓延銅箔
3.12.2 壓延銅箔的最新應(yīng)用
3.12.3 電解銅箔的制作過程
3.12.4 銅箔的表面處理
3.13 熱處理的目的和熱處理溫度的確定98
3.13.1 熱處理的概念和目的
3.13.2 對(duì)應(yīng)Fe-C相圖的平衡轉(zhuǎn)變組織
3.13.3 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變
3.13.4 影響奧氏體晶粒長(zhǎng)大的因素
3.14 鋼的退火 100
3.14.1 退火的定義和目的
3.14.2 完全退火和中間退火
3.14.3 球化退火和均勻化退火
3.14.4 熱處理的加熱爐和冷卻裝置
3.15 鋼的正火 102
3.15.1 正火的定義和目的
3.15.2 正火操作
3.15.3 熱處理中所需要的其他裝置
3.15.4 如何測(cè)量硬度
3.16 鋼的淬火 (1)——加熱和急冷的選擇 104
3.16.1 加熱溫度的選擇
3.16.2 冷卻速度的選擇
3.16.3 淬火用冷卻劑
3.16.4 不完全淬火
3.17 鋼的淬火 (2)——增加淬透性和防止淬火開裂 106
3.17.1 淬透性
3.17.2 合金鋼與淬透性
3.17.3 淬火引發(fā)的制品變形
3.17.4 淬火開裂及防止
3.18 鋼的回火 108
3.18.1 回火的定義和目的
3.18.2 回火組織和回火脆性
3.18.3 低溫、高溫和中溫回火
3.18.4 二次硬化現(xiàn)象
3.19 恒溫轉(zhuǎn)變 110
3.19.1 恒溫轉(zhuǎn)變和恒溫轉(zhuǎn)變曲線
3.19.2 共析鋼在不同溫度下的恒溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物
3.19.3 恒溫退火和奧氏體等溫淬火
3.19.4 馬氏體等溫淬火和馬氏體分級(jí)淬火
3.20 表面處理（1）——表面淬火及滲碳淬火 112
3.20.1 表面淬火
3.20.2 高頻淬火
3.20.3 硬化層深度
3.20.4 滲碳淬火的方法
3.21 表面處理（2）——表面滲碳、氮化及噴丸處理 114
3.21.1 滲碳淬火操作
3.21.2 滲碳淬火的組織
3.21.3 表面的氣體氮化
3.21.4 表面噴丸處理
3.22 合金鋼（1）——強(qiáng)韌鋼、可焊高強(qiáng)度鋼和工具鋼 116
3.22.1 滲硫處理提高鋼的耐磨性
3.22.2 高淬透性的強(qiáng)韌鋼
3.22.3 表示鋼的焊接性的碳素當(dāng)量
3.22.4 耐磨損的工具鋼
3.23 合金鋼（2）——高速鋼、不銹鋼、彈簧鋼和軸承鋼 118
3.23.1 用于高速切削刀具的高速鋼
3.23.2 不銹鋼中有五種不同的類型
3.23.3 彈簧鋼
3.23.4 能承受高速旋轉(zhuǎn)的軸承鋼
3.24 鑄鐵及輕金屬的減振應(yīng)用 120
3.24.1 適合鑄造的鑄鋼和鑄鐵
3.24.2 球墨鑄鐵
3.24.3 各種改性鑄鐵的金相顯微組織
3.24.4 輕金屬及輕合金的減振應(yīng)用
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章粉體和納米材料
4.1 粉體及其特殊性能（1）——小粒徑和高比表面積 124
4.1.1 常見粉體的尺寸和大小
4.1.2 粉粒越小，比表面積越大
4.1.3 涂料粒子使光（色）漫反射的原理
4.1.4 粉碎成粉體后成型加工變得容易
4.2 粉體及其特殊性能（2）——高分散性和易流動(dòng)性 126
4.2.1 粉體的流動(dòng)化
4.2.2 粉體的流動(dòng)模式
4.2.3 粉體的浮游性——靠空氣浮起來輸運(yùn)
4.2.4 地震中因地基液態(tài)化而引起的災(zāi)害
4.3 粉體及其特殊性能（3）——低熔點(diǎn)和高化學(xué)活性 128
4.3.1 顆粒做細(xì)，變得易燃、易于溶解
4.3.2 禮花彈的構(gòu)造及粉體材料在其中的應(yīng)用
4.3.3 小麥筒倉(cāng)發(fā)生粉塵爆炸的瞬間
4.3.4 電子復(fù)印裝置（復(fù)印機(jī)）的工作原理
4.4 粉體的特性及測(cè)定（1）——粒徑和粒徑分布的測(cè)定 130
4.4.1 如何定義粉體的粒徑
4.4.2 不同的測(cè)定方法適應(yīng)不同的粒徑范圍
4.4.3 粉體粒徑及其計(jì)測(cè)方法
4.4.4 復(fù)雜的粒子形狀可由形狀指數(shù)表示
4.5 粉體的特性及測(cè)定（2）——密度及比表面積的測(cè)定 132
4.5.1 粒徑分布如何表示
4.5.2 納米粒子大小的測(cè)量——微分型電遷移率分析儀和動(dòng)態(tài)光散射儀
4.5.3 粒子密度的測(cè)定——比重瓶法和貝克曼比重計(jì)法
4.5.4 比表面積的測(cè)定——光透射法和吸附法
4.6 粉體的特性及測(cè)定（3）——折射率和附著力的測(cè)定 134
4.6.1 粉體的折射率及其測(cè)定
4.6.2 粉體層的附著力和附著力的三個(gè)測(cè)試方法
4.6.3 粒子的親水性與疏水性及其測(cè)定
4.6.4 固體粉碎化技術(shù)的變遷——從石磨到氣流粉碎機(jī)
4.7 破碎和粉碎 136
4.7.1 粉體越細(xì)，繼續(xù)粉碎越難
4.7.2 介質(zhì)攪拌粉碎機(jī)
4.7.3 粉碎技術(shù)的分類及發(fā)展動(dòng)態(tài)
4.7.4 新型粉碎技術(shù)簡(jiǎn)介
4.8 分級(jí)和集塵 138
4.8.1 振動(dòng)篩和移動(dòng)篩
4.8.2 干式分級(jí)機(jī)的工作原理
4.8.3 集塵率的定義和代表性的集塵裝置
4.8.4 布袋集塵器和電氣集塵裝置
4.9 混料及造粒 140
4.9.1 代表性的混料機(jī)
4.9.2 何謂造粒及造粒的目的
4.9.3 自足造粒
4.9.4 強(qiáng)制造粒
4.10 輸送及供給 142
4.10.1 各種粉體輸送機(jī)
4.10.2 各種粉體供給（加料）機(jī)
4.10.3 各種干式分散機(jī)
4.10.4 粉體微細(xì)化所表現(xiàn)的性
4.11 粉體的非機(jī)械式制作方法 144
4.11.1 PVD法制作粉體
4.11.2 CVD法制作粉體
4.11.3 液相化學(xué)反應(yīng)法制作粉體
4.11.4 界面活性劑法制作粉體
4.12 日常生活用的粉體 146
4.12.1 主婦的一天——日常生活中的粉體
4.12.2 食品、調(diào)味品中的粉體——綿白糖與砂糖的對(duì)比
4.12.3 粉體技術(shù)用于緩釋性藥物
4.12.4 粉體技術(shù)用于癌細(xì)胞分離
4.13 工業(yè)應(yīng)用的粉體材料 148
4.13.1 粉體粒子的附著現(xiàn)象
4.13.2 古人用沙子制作的防盜墓機(jī)構(gòu)
4.13.3 液晶顯示屏中的隔離子
4.13.4 CMP用研磨劑
4.14 粉體精細(xì)化技術(shù)——粒度精細(xì)化及粒子形狀的改善 150
4.14.1 粉體的噴霧干燥
4.14.2 粉體顆粒附著、凝聚、固結(jié)的分類
4.14.3 利用界面反應(yīng)生成球形粒子的機(jī)制
4.14.4 復(fù)合粒子的分類及其制作
4.15 納米材料與納米技術(shù) 152
4.15.1 納米材料與納米技術(shù)的概念
4.15.2 為什么“納米”范圍定義為 1～100nm
4.15.3 納米材料的應(yīng)用
4.15.4 碳納米管的性質(zhì)和主要用途
4.16 包羅萬象的納米領(lǐng)域 154
4.16.1 納米效應(yīng)及納米新材料
4.16.2 納米新能源
4.16.3 納米電子及納米通信
4.16.4 納米生物及環(huán)保
4.17 “納米”就在我們身邊 156
4.17.1 納米技術(shù)之樹
4.17.2 納米結(jié)構(gòu)科學(xué)與技術(shù)組織圖
4.17.3 半導(dǎo)體集成電路微細(xì)化有無極限？
4.17.4 納米光合成和染料敏化太陽(yáng)電池
4.18 納米材料制備和納米加工 158
4.18.1 在利用納米技術(shù)的環(huán)境中容易實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)
4.18.2 集成電路芯片——高性能電子產(chǎn)品的心臟
4.18.3 干法成膜和濕法成膜技術(shù)（bottom-up方式）
4.18.4 干法刻蝕和濕法刻蝕加工技術(shù)（top-down方式）
4.19 納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展前景 160
4.19.1 利用納米技術(shù)改變半導(dǎo)體的特性
4.19.2 如何用光窺視納米世界
4.19.3 對(duì)原子、分子進(jìn)行直接操作
4.19.4 碳納米管三極管制作嘗試——納米微組裝遇到的挑戰(zhàn)
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第5章陶瓷及陶瓷材料
5.1 陶瓷進(jìn)化發(fā)展史——人類文明進(jìn)步的標(biāo)志 164 10
5.1.1 China是中國(guó)景德鎮(zhèn)在宋朝前古名昌南鎮(zhèn)的音譯
5.1.2 陶器出現(xiàn)在10000年前，秦兵馬俑、唐三彩堪稱典范
5.1.3 瓷器出現(xiàn)在3000年前，宋代五大名窯、元青花、斗彩、粉彩曠世絕倫
5.1.4 特種陶瓷應(yīng)新技術(shù)而出現(xiàn)，隨高新技術(shù)而發(fā)展
5.2 日用陶瓷的進(jìn)展 166
5.3 陶瓷及陶瓷材料（1）——按致密度和原料分類 168
5.3.1 陶瓷的概念和范疇
5.3.2 按陶瓷坯體致密度的不同分類——陶器和瓷器
5.3.3 按陶瓷制品的性能和用途分類——普通陶瓷和特種陶瓷
5.3.4 按陶瓷原料分類——氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷
5.4 陶瓷及陶瓷材料（2）——按性能和用途分類 170
5.4.1 普通陶瓷和精細(xì)陶瓷
5.4.2 精細(xì)陶瓷舉例
5.4.3 結(jié)構(gòu)陶瓷和功能瓷器
5.4.4 對(duì)結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷的特殊要求
5.5 陶瓷及陶瓷材料（3）——結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷 172
5.6 普通粘土陶瓷的主要原料 174
5.6.1 粘土類原料
5.6.2 石英類原料
5.6.3 長(zhǎng)石類原料
5.6.4 其他原料
5.7 陶瓷成型工藝（1）——旋轉(zhuǎn)制坯成型和注漿成型 176
5.7.1 幾種工業(yè)陶瓷塑性泥料的配方
5.7.2 由溶液制造陶瓷粉末的共沉淀法
5.7.3 旋轉(zhuǎn)制坯成型
5.7.4 注漿成型
5.8 陶瓷成型工藝（2）——干壓成型、熱壓注成型和等靜壓成型 178
5.8.1 干壓成型及等靜壓成型
5.8.2 使用包套的HIP成型
5.8.3 熱壓注成型
5.8.4 熱等均（靜）壓成型
5.9 陶瓷成型工藝（3）——擠壓成型、注射成型和流延成型 180
5.9.1 擠壓成型法
5.9.2 注射成型法
5.9.3 流延成型法
5.9.4 各種成型方法的比較
5.10 普通陶瓷的燒結(jié)過程 182
5.10.1 何謂燒結(jié)與燒成
5.10.2 燒結(jié)原理
5.10.3 燒結(jié)過程
5.11 陶瓷的燒成和燒結(jié)工藝 184
5.11.1 反應(yīng)燒結(jié)和熱壓燒結(jié)
5.11.2 熱等靜壓燒結(jié)
5.11.3 微波加熱燒結(jié)
5.11.4 放電等離子體燒結(jié)
5.12 普通陶瓷的組織和結(jié)構(gòu) 186
5.12.1 晶相的形成
5.12.2 液相的作用和玻璃相的形成
5.12.3 晶界
5.12.4 氣孔
5.13 精細(xì)陶瓷的組成、組織結(jié)構(gòu)和性能 188
5.13.1 精細(xì)陶瓷與日用陶瓷的差異之一——原料不同
5.13.2 精細(xì)陶瓷與日用陶瓷的差異之二——制作工藝不同
5.13.3 精細(xì)陶瓷與日用陶瓷的差異之三——組織結(jié)構(gòu)不同
5.13.4 精細(xì)陶瓷與日用陶瓷的差異之四——性能和應(yīng)用不同
5.14 結(jié)構(gòu)陶瓷及應(yīng)用（1）——Al2O3 190
5.14.1 使用透明氧化鋁的高壓鈉燈
5.14.2 注射成型設(shè)備及注射成型的半成品
5.14.3 精密注射成型制品
5.14.4 氧化鋁陶瓷牙科材料
5.15 結(jié)構(gòu)陶瓷及應(yīng)用（2）——ZrO2、TiO2、BeO和 AlN 192
5.15.1 氧化鋯陶瓷插芯與套筒
5.15.2 氧化鈦的三種晶型形態(tài)
5.15.3 氧化鈹?shù)木�體結(jié)構(gòu)及特性
5.15.4 影響氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的各種因素
5.16 結(jié)構(gòu)陶瓷及應(yīng)用（3）——SiC和 Si3N4 194
5.16.1 高熱導(dǎo)率、電氣絕緣性SiC陶瓷的制作工藝
5.16.2 SiC單晶的各種晶型
5.16.3 SiC和 Si3N4的反應(yīng)燒結(jié)
5.16.4 新一代陶瓷切削刀具——Si3N4刀具
5.17 低溫共燒陶瓷基板 196
5.17.1 HTCC和LTCC
5.17.2 流延法制作生片，疊層共燒
5.17.3 LTCC的性能
5.17.4 LTCC的應(yīng)用
5.18 單晶材料及制作 198
5.18.1 單晶制作方法及單晶材料實(shí)例
5.18.2 化合物半導(dǎo)體塊體單晶生長(zhǎng)方法
5.18.3 壓電效應(yīng)，熱釋電效應(yīng)和鐵電效應(yīng)
5.18.4 壓電性、熱釋電性、鐵電性單晶體實(shí)例
5.19 功能陶瓷及應(yīng)用（1）——陶瓷電子元器件 200
5.19.1 BaTiO3的介電常數(shù)隨溫度的變化
5.19.2 陶瓷表面波器件
5.19.3 不斷向小型化進(jìn)展的電容器
5.19.4 大電流用超導(dǎo)線的斷面結(jié)構(gòu)
5.20 功能陶瓷及應(yīng)用（2）——生物陶瓷和換能器件 202
5.20.1 電極化的種類
5.20.2 介電常數(shù)ε’與介電損耗ε ”隨周波數(shù)的變化
5.20.3 生物陶瓷材料實(shí)例
5.20.4 利用超聲波探知魚群
5.21 功能陶瓷及應(yīng)用（3）——微波器件、傳感器和超聲波馬達(dá) 204
5.21.1 功能陶瓷的微波功能及傳感器功能
5.21.2 信息功能陶瓷元器件
5.21.3 BaTiO3陶瓷的改性和多層陶瓷電容器 MLCC
5.21.4 壓電陶瓷超聲波馬達(dá)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
青銅器的歷史與材料 207
唐三彩 212
玻璃 214
琉璃 216
陶瓷的歷史與材料 217
第 6章 玻璃及玻璃材料
6.1 玻璃的發(fā)現(xiàn)至少有 5000年 224
6.1.1 玻璃的發(fā)現(xiàn)
6.1.2 玻璃的故鄉(xiāng)——美索布達(dá)尼亞
6.1.3 從古代玻璃到近代玻璃
6.1.4 玻璃在全世界的傳播
6.2 古代玻璃與現(xiàn)代玻璃的組成驚人的相似 226
6.2.1 古代玻璃的成形方法
6.2.2 古代玻璃與現(xiàn)代玻璃的組成對(duì)比
6.2.3 天然的玻璃？月球上的玻璃？
6.2.4 玻璃在光學(xué)領(lǐng)域大有用武之地
6.3 玻璃的傳統(tǒng)定義和現(xiàn)代定義 228
6.3.1 現(xiàn)代生活中不可缺少的玻璃
6.3.2 玻璃到底為何物？
6.3.3 玻璃的性質(zhì)——長(zhǎng)處和短處
6.3.4 玻璃的組成多種多樣
6.4 玻璃的熔融和加工 230
6.4.1 玻璃的熔融和成形加工
6.4.2 浮法玻璃制造——在熔融錫表面上形成平板玻璃
6.4.3 TFT LCD液晶電視對(duì)玻璃基板的要求
6.4.4 溢流法制作TFT LCD液晶電視用玻璃
6.5 非傳統(tǒng)方法制造玻璃 232
6.5.1 溶膠-凝膠法制作玻璃
6.5.2 金屬玻璃及其制作方法
6.5.3 不斷進(jìn)步的玻璃循環(huán)
6.5.4 單向可視玻璃窗
6.6 新型建筑玻璃（1） 234
6.6.1 免擦洗玻璃
6.6.2 保證冬暖夏涼的中空玻璃
6.6.3 夏天冷室用節(jié)能玻璃
6.6.4 防盜玻璃
6.7 新型建筑玻璃（2） 236
6.7.1 子彈難以穿透的防彈玻璃
6.7.2 防止火勢(shì)蔓延的防火玻璃
6.7.3 電致變色（加電壓時(shí)著色）玻璃
6.7.4 防水霧（防朦朧）鏡子的秘密
6.8 汽車、高鐵用玻璃（1） 238
6.8.1 高鐵車廂用窗玻璃
6.8.2 汽車前窗用鋼化玻璃
6.8.3 下雨天不用雨刷的疏水性玻璃
6.8.4 防紫外線玻璃
6.9 汽車、高鐵用玻璃（2） 240
6.9.1 隱蔽玻璃
6.9.2 反光玻璃微珠
6.9.3 天線玻璃
6.9.4 汽車用防水霧玻璃
6.10 生物醫(yī)學(xué)用玻璃材料 242
6.10.1 創(chuàng)生能量的激光核聚變玻璃
6.10.2 可變成人骨頭的人工骨移植玻璃
6.10.3 治療癌癥的玻璃
6.10.4 固化核廢料的玻璃
6.11 特殊性能玻璃材料（1） 244
6.11.1 離子交換強(qiáng)化——化學(xué)鋼化玻璃
6.11.2 玻璃之王——石英玻璃
6.11.3 零膨脹結(jié)晶化玻璃
6.11.4 透明結(jié)晶化玻璃
6.12 特殊性能玻璃材料（2） 246
6.12.1 用于半導(dǎo)體及金屬封接的封接玻璃
6.12.2 硫?qū)僭�素化合物玻璃的功能特�?
6.12.3 氟化物玻璃和作為紅外光纖的氟化物玻璃
6.12.4 超離子導(dǎo)體玻璃
6.13 圖像顯示、光通信用玻璃材料（1） 248
6.13.1 CRT電視布勞恩管用玻璃
6.13.2 TFT LCD液晶電視用玻璃
6.13.3 PDP等離子電視用玻璃
6.13.4 光盤存儲(chǔ)元件用玻璃
6.14 圖像顯示、光通信用玻璃材料（2） 250
6.14.1 帶透明導(dǎo)電膜的ITO玻璃
6.14.2 折射率分布型玻璃微透鏡
6.14.3 照明燈具用玻璃
6.14.4 光纖及光纖用石英玻璃
6.15 圖像顯示、光通信用玻璃材料（3） 252
6.15.1 光纖中光信號(hào)的傳輸方式
6.15.2 在玻璃面上制作光回路——平面光波導(dǎo)制作技術(shù)
6.15.3 光信號(hào)放大器用的摻鉺玻璃
6.15.4 稀土摻雜光纖放大器用玻璃的發(fā)展
6.16 高新技術(shù)前沿用玻璃材料（1） 254
6.16.1 藉由紫外線制作的光纖——布拉格光柵
6.16.2 藉由強(qiáng)激光形成高折射率玻璃——非線性光學(xué)玻璃及應(yīng)用
6.16.3 藉由非線性光學(xué)玻璃實(shí)現(xiàn)超高速光開關(guān)
6.16.4 熱轉(zhuǎn)態(tài)、光轉(zhuǎn)態(tài)和紫外線轉(zhuǎn)態(tài)
6.17 高新技術(shù)前沿用玻璃材料（2） 256
6.17.1 上變頻——可將紅光變?yōu)樗{(lán)光的玻璃
6.17.2 作為超高密度存儲(chǔ)材料的玻璃
6.17.3 長(zhǎng)時(shí)間發(fā)光的玻璃
6.17.4 利用飛秒脈沖激光進(jìn)行玻璃的體內(nèi)加工
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第7章 高分子及聚合物材料
7.1 何謂高分子和聚合物 260
7.1.1 樹脂、高分子、聚合物、塑料等術(shù)語的內(nèi)涵及相互關(guān)系
7.1.2 乙烯分子中的共價(jià)鍵
7.1.3 高分子的特征
7.1.4 乙烯在引發(fā)劑H2O2的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)
7.2 加聚反應(yīng)和聚合物實(shí)例（1）——均加聚 262
7.2.1 由乙烯聚合為低密度聚乙烯和高密度聚乙烯
7.2.2 乙烯基聚合物大分子鏈的結(jié)構(gòu)示意
7.2.3 氯乙烯聚合為聚氯乙烯
7.2.4 丙烯酸酯樹脂的聚合反應(yīng)
7.3 加聚反應(yīng)和聚合物實(shí)例（2）——共加聚 264
7.3.1 由苯乙烯聚合為聚苯乙烯
7.3.2 乙烯和醋酸乙烯酯的共聚
7.3.3 一些乙烯基和偏乙烯基聚合物
7.3.4 ABS塑料及 m-PPE塑料的共聚
7.4 聚丙烯中的不對(duì)稱碳原子引起的立體異構(gòu) 266
7.4.1 聚丙烯與聚乙烯分子結(jié)構(gòu)和性能的對(duì)比
7.4.2 聚丙烯的三種不同分子結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的立體異構(gòu)
7.4.3 膽甾相型液晶分子中的不對(duì)稱碳原子
7.4.4 不對(duì)稱碳原子的存在導(dǎo)致光學(xué)各向異性
7.5 縮聚反應(yīng)和聚合物實(shí)例——共縮聚 268
7.5.1 均加聚和共加聚，均縮聚和共縮聚
7.5.2 有機(jī)酸與醇縮聚為酯，己二胺與脂肪酸縮聚為尼龍-66
7.5.3 苯酚與甲醛縮聚為苯酚甲醛樹脂（酚醛樹脂）
7.5.4 尿素與甲醛縮聚為脲醛樹脂，三聚氰胺與甲醛縮聚為蜜胺 -甲醛樹脂
7.6 塑料的分類、特性及用途 270
7.6.1 塑料的分類——通用塑料和工程塑料
7.6.2 苯乙烯共聚物塑料的組成、特性和用途
7.6.3 尼龍的聚合反應(yīng)
7.6.4 一些工程塑料中基本的重復(fù)化學(xué)結(jié)構(gòu)單元
7.7 高分子鏈的結(jié)構(gòu)層次和化學(xué)結(jié)構(gòu) 272
7.7.1 高分子鏈的結(jié)構(gòu)圖像——近程結(jié)構(gòu)
7.7.2 高分子鏈的二級(jí)結(jié)構(gòu)——遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)
7.7.3 高分子鏈的三級(jí)結(jié)構(gòu)——聚集態(tài)結(jié)構(gòu)
7.7.4 高分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)——共聚、交替共聚和枝化
7.8 高分子鏈間的相互作用 274
7.8.1 液晶分子的基本結(jié)構(gòu)形態(tài)——板狀和棒狀液晶分子
7.8.2 三類液晶相的排列結(jié)構(gòu)決定于液晶分子間的相互作用
7.8.3 古塔波膠（天然橡膠）聚合物的鏈段和重復(fù)單元
7.8.4 熱塑性合成橡膠的結(jié)構(gòu)
7.9 天然橡膠和合成橡膠 276
7.9.1 生橡膠和熟橡膠
7.9.2 橡膠的橋架結(jié)構(gòu)和反發(fā)彈性
7.9.3 合成橡膠
7.9.4 氯丁橡膠的結(jié)構(gòu)單元和氯丁橡膠的硫化
7.10 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 278
7.10.1 線性聚酯聚合成交聯(lián)聚酯
7.10.2 熱塑性合成橡膠藉由擬似橋架而產(chǎn)生的反發(fā)彈性與天然橡膠的對(duì)比
7.10.3 高分子中球晶的形成過程
7.10.4 晶態(tài)和非晶態(tài)聚合物
7.11 熱固性樹脂(熱固性塑料 ) 280
7.11.1 何謂熱固性樹脂
7.11.2 電子材料用熱固性樹脂的種類和基本構(gòu)造
7.11.3 環(huán)氧樹脂與乙二胺的反應(yīng)聚合
7.11.4 高分子的各個(gè)結(jié)構(gòu)層次
7.12 聚合物的結(jié)構(gòu)模型及力學(xué)特性 282
7.12.1 部分晶態(tài)聚合物的結(jié)構(gòu)（1）——纓狀膠束結(jié)構(gòu)模型
7.12.2 部分晶態(tài)聚合物的結(jié)構(gòu)（2）——折疊鏈結(jié)構(gòu)模型
7.12.3 非晶態(tài)聚合物的幾種結(jié)構(gòu)模型
7.12.4 不同溫度下PMMA的拉伸應(yīng)力 -應(yīng)變曲線
7.13 聚合物的形變機(jī)理及變形特性 284
7.13.1 聚合物材料的形變機(jī)理
7.13.2 聚合物材料塑性變形的結(jié)果——延伸和取向
7.13.3 尼龍的拉拔強(qiáng)化
7.13.4 聚烯烴的改性方法
7.14 常見聚合物的結(jié)構(gòu)和用途（1）——按結(jié)構(gòu)和聚合反應(yīng)分類 286
7.15 常見聚合物的結(jié)構(gòu)和用途（2）——按性能和用途分類 288
7.15.1 熱塑性塑料
7.15.2 熱固性塑料
7.15.3 纖維和彈性體
7.15.4 膠粘劑和涂料
7.16 工程塑料 290
7.16.1 塑料的分類、特性和用途
7.16.2 塑料分類的依據(jù)
7.16.3 五大工程塑料
7.16.4 準(zhǔn)超工程塑料和超工程塑料
7.17 新興電子產(chǎn)業(yè)用的塑料膜層 292
7.17.1 撓性覆銅合板和撓性印制線路板
7.17.2 兩層法撓性板制作工藝——鑄造法
7.17.3 兩層法撓性板制作工藝——濺鍍 /電鍍法和疊層熱壓法
7.17.4 TFT LCD用各類高性能光學(xué)膜
7.18 聚合物的成形加工及設(shè)備（1）——壓縮模塑和傳遞模塑 294
7.18.1 熱塑性塑料的分子結(jié)構(gòu)和熱成形
7.18.2 熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)和熱壓成形
7.18.3 熱固性塑料的典型成型工藝——壓縮模塑和傳遞模塑
7.18.4 熱塑性塑料的典型成型工藝——擠出吹塑和射出吹塑
7.19 聚合物的成形加工及設(shè)備（2）——擠出成形和射出成形 296
7.19.1 擠出成形機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
7.19.2 T型模具塑料薄膜成形機(jī)
7.19.3 往復(fù)螺桿射出成形機(jī)結(jié)構(gòu)及操作程序
7.19.4 射出成形機(jī)的模具結(jié)構(gòu)和射出成形過程
7.20 聚合物的成形加工及設(shè)備（3）——塑料薄膜和纖維絲制造 298
7.20.1 吹塑成形和二軸延伸吹塑成形
7.20.2 塑料薄膜的充氣制膜
7.20.3 干法紡絲
7.20.4 濕法紡絲和熔體紡絲
7.21 膠粘劑（1）——膠粘劑的構(gòu)成和粘結(jié)原理 300
7.21.1 古人制作弓箭和雨傘等都離不開膠粘劑
7.21.2 膠粘劑按主成分的分類
7.21.3 高分子只要能溶解便可做成膠粘劑
7.21.4 粘結(jié)的本質(zhì)是聚合
7.22 膠粘劑（2）——膠粘劑的制造和用途 302
7.22.1 由有機(jī)分子的連接實(shí)現(xiàn)粘結(jié)
7.22.2 由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)粘結(jié)
7.22.3 粘結(jié)技術(shù)在制鞋業(yè)中大顯身手
7.22.4 浸潤(rùn)性的評(píng)價(jià)
7.23 涂料（1）——涂料的分類及構(gòu)成 304
7.23.1 涂料的分類
7.23.2 涂料的成分
7.23.3 溶劑型涂料的制程
7.23.4 粉體型涂料的制程
7.24 涂料（2）——涂料中各種成分的選擇 306
7.24.1 樹脂的選擇——熱塑性樹脂和熱固性樹脂
7.24.2 溶劑的選擇——溶劑的極性和相對(duì)蒸發(fā)速率
7.24.3 涂料用顏料的種類
7.24.4 涂料中的各種添加劑
7.25 涂料（3）——涂料的成膜和固化 308
7.25.1 分子間力、表面張力和浸潤(rùn)性
7.25.2 涂料的成膜方法
7.25.3 涂料的固化模式
7.25.4 涂料的應(yīng)用——汽車的涂裝
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第8章復(fù)合材料和生物材料
8.1 復(fù)合材料的定義和分類 312
8.1.1 復(fù)合材料的定義
8.1.2 復(fù)合材料的組成
8.1.3 復(fù)合材料的命名
8.1.4 復(fù)合材料的分類
8.2 復(fù)合材料的界面 314
8.2.1 復(fù)合材料微觀組織中增強(qiáng)相的存在模式
8.2.2 陶瓷材料韌性提高的幾種機(jī)制
8.2.3 界面的定義
8.2.4 界面的效應(yīng)
8.3 復(fù)合材料的特長(zhǎng)及優(yōu)勢(shì) 316
8.3.1 優(yōu)異的力學(xué)性能
8.3.2 特殊的功能特性
8.3.3 結(jié)構(gòu)及性能的穩(wěn)定性
8.3.4 各類復(fù)合材料性能比較
8.4 復(fù)合材料中增強(qiáng)材料與基體材料的匹配 318
8.4.1 幾種復(fù)合材料的典型結(jié)構(gòu)
8.4.2 骨骼就是纖維增強(qiáng)的天然復(fù)合材料
8.4.3 各種增強(qiáng)纖維力學(xué)性能的比較
8.4.4 復(fù)合材料中應(yīng)保證增強(qiáng)材料與基體材料間的匹配
8.5 增強(qiáng)纖維的制造 320
8.5.1 各種增強(qiáng)纖維
8.5.2 球法生產(chǎn)玻璃纖維工藝
8.5.3 池窯拉絲法生產(chǎn)纖維工藝
8.5.4 纖維預(yù)制體的制作方法和基本結(jié)構(gòu)
8.6 碳纖維及碳/碳復(fù)合材料 322
8.6.1 碳纖維及制作方法
8.6.2 碳纖維的應(yīng)用
8.6.3 碳 /碳復(fù)合材料的性能
8.6.4 碳 /碳復(fù)合材料制造
8.7 增強(qiáng)纖維的編織和鋪展 324
8.7.1 定向復(fù)合材料中纖維排列方式
8.7.2 疊層復(fù)合材料中纖維排列方式
8.7.3 纖維的二維編織結(jié)構(gòu)
8.7.4 增強(qiáng)纖維的排列和編織方式
8.8 復(fù)合材料的成形制造 326
8.8.1 層壓成形工藝
8.8.2 三明治夾層板
8.8.3 McDonnell Douglas復(fù)合材料工廠的車間
8.8.4 飛機(jī)部件裝入高壓釜進(jìn)行成型處理
8.9 復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 328
8.9.1 沿海巡航艇所用的復(fù)合材料
8.9.2 大型客機(jī)中使用的各種復(fù)合材料
8.9.3 航天飛機(jī)用的熱保護(hù)系統(tǒng)
8.9.4 航天飛機(jī)的前錐體是由碳 /碳復(fù)合材料做成的
8.10 天然復(fù)合材料（1）——木材的斷面組織 330
8.10.1 典型樹干的橫截面
8.10.2 一段軟木（長(zhǎng)葉松）橫斷面的掃描電鏡照片
8.10.3 軟木中的年輪
8.10.4 木材生長(zhǎng)中的變異
8.11 天然復(fù)合材料（2）——木材的微觀結(jié)構(gòu) 332
8.11.1 一段散孔硬木（糖楓）橫斷面的掃描電鏡照片
8.11.2 一段環(huán)孔硬木（美國(guó)榆）橫斷面的掃描電鏡照片
8.11.3 三維多孔材料
8.11.4 天然多孔材料
8.12 生物材料的定義和范疇 334
8.12.1 生物材料的定義
8.12.2 生物材料按其生物性能分類
8.12.3 生物材料按其屬性的分類
8.12.4 生物材料的發(fā)展
8.13 骨骼、筋和韌帶組織 336
8.13.1 成人股骨的縱斷面
8.13.2 松質(zhì)骨、有外皮骨的顯微組織
8.13.3 腱、韌帶的宏觀圖像和微細(xì)組織
8.13.4 韌帶、腱、軟骨的微結(jié)構(gòu)
8.14 骨骼固定和關(guān)節(jié)修復(fù) 338
8.14.1 膝蓋骨病變
8.14.2 脛（小腿）骨的固定板
8.14.3 用壓骨板和螺釘可靠固定
8.14.4 利用髓內(nèi)釘和鎖緊螺釘固定脛骨裂縫
8.15 各種植入人體的材料 340
8.15.1 人造的眼鏡內(nèi)透鏡——人工晶體
8.15.2 人造心臟瓣膜
8.15.3 鈷 -鉻合金人造膝蓋替換件
8.15.4 牙科植入構(gòu)件和髖關(guān)節(jié)假肢總成
8.16 植入人體材料的損傷與防止 342
8.16.1 髖關(guān)節(jié)植入
8.16.2 植入髖關(guān)節(jié)的磨損和溶解
8.16.3 植入髖關(guān)節(jié)的裂隙和沉積
8.16.4 植入生物材料的腐蝕磨損與測(cè)量
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第9章磁性及磁性材料
9.1 磁性源于電流 346
9.1.1 “慈石召鐵，或引之也”
9.1.2 磁性源于電流，物質(zhì)的磁性源于原子中電子的運(yùn)動(dòng)
9.1.3 磁性分類及其產(chǎn)生機(jī)制
9.2 磁矩、磁導(dǎo)率和磁化率 348
9.2.1 磁通密度、洛倫茲力和磁矩
9.2.2 磁導(dǎo)率和磁化率及溫度的影響
9.2.3 亞鐵磁體及磁矩結(jié)構(gòu)實(shí)例
9.2.4 元素的磁化率及磁性類型
9.3 過渡金屬元素3d殼層的電子結(jié)構(gòu)與其磁性的關(guān)系 350
9.3.1 3d殼層的電子結(jié)構(gòu)
9.3.2 某些3d過渡族金屬原子及離子的電子排布及磁矩
9.3.3 3d原子磁交換作用能與比值 a/d的關(guān)系
9.3.4 Fe的電子殼層和電子軌道，合金的磁性斯拉特 -泡林(Slater-Pauling)曲線
9.4 高磁導(dǎo)率材料、高矯頑力材料及半硬質(zhì)磁性材料 352
9.4.1 何謂軟磁材料和硬磁材料
9.4.2 高磁導(dǎo)率材料
9.4.3 高矯頑力材料
9.4.4 半硬質(zhì)磁性材料
9.5 亞鐵磁性和軟磁鐵氧體磁性材料 354
9.5.1 軟磁鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)及正離子超相互作用模型
9.5.2 多晶鐵氧體的微細(xì)組織
9.5.3 微量成分對(duì)Mn-Zn鐵氧體的影響效果
9.5.4 軟磁鐵氧體的代表性用途
9.6 鐵氧體永磁體的制作 356
9.6.1 鐵氧體永磁體與各向異性鋁鎳鈷永磁體制作工藝的對(duì)比
9.6.2 鐵氧體磁性材料的分類
9.6.3 鐵氧體永磁體的制作工藝流程
9.6.4 硬磁鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)（六方晶）及在磁場(chǎng)中的取向
9.7 從鐵系合金到鐵氧體材料 358
9.7.1 常用的軟磁合金材料——硅鋼和坡莫合金
9.7.2 軟（soft）磁鐵氧體和硬（hard）磁鐵氧體
9.7.3 軟磁鐵氧體的磁學(xué)特征及應(yīng)用領(lǐng)域
9.7.4 硬磁鐵氧體的磁學(xué)特征及應(yīng)用領(lǐng)域
9.8 磁疇及磁疇壁的運(yùn)動(dòng) 360
9.8.1 磁疇——所有磁偶極子（磁矩）同向排列的區(qū)域
9.8.2 磁疇結(jié)構(gòu)及磁疇壁的移動(dòng)
9.8.3 順應(yīng)外磁場(chǎng)的磁疇生長(zhǎng)、長(zhǎng)大和旋轉(zhuǎn)，不順應(yīng)的磁疇收縮
9.8.4 外加磁場(chǎng)增加時(shí)，磁疇的變化規(guī)律——順者昌，逆者亡
9.9 決定磁疇結(jié)構(gòu)的能量類型 362
9.9.1 決定磁疇結(jié)構(gòu)的能量類型之一——靜磁能
9.9.2 決定磁疇結(jié)構(gòu)的能量類型之二——交換作用能
9.9.3 決定磁疇結(jié)構(gòu)的能量類型之三——磁晶各向異性能
9.9.4 決定磁疇結(jié)構(gòu)的能量類型之四——磁致伸縮能
9.10 磁滯回線及其決定因素 364
9.10.1 磁滯回線的描畫及磁滯回線的意義
9.10.2 軟磁材料和硬磁材料的磁滯回線對(duì)比
9.10.3 鐵磁體的磁化及磁疇、磁疇壁結(jié)構(gòu)
9.10.4 鐵磁體的磁滯回線及磁疇壁移動(dòng)模式
9.11 非晶態(tài)高磁導(dǎo)率材料 366
9.11.1 磁疇壁的種類和單磁疇的磁化曲線
9.11.2 非晶態(tài)金屬與軟磁鐵氧體的對(duì)比
9.11.3 利用熔融合金甩帶法制作非晶薄帶
9.11.4 非晶態(tài)高磁導(dǎo)率材料的特性
9.12 永磁材料及其進(jìn)展 368
9.12.1 高矯頑力材料的進(jìn)步
9.12.2 從最大磁能積(BH)max看永磁材料的進(jìn)展
9.12.3 實(shí)用永磁體的種類及特性范圍
9.12.4 永磁體的歷史變遷
9.13 釹鐵硼稀土永磁材料及制備工藝 370
9.13.1 Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體的制作工藝及金相組織
9.13.2 Nd-Fe-B系快淬磁體的制作工藝及金相組織
9.13.3 一個(gè)Nd2Fe14B 單胞內(nèi)的原子排布
9.13.4 稀土元素4f 軌道以外的電子殼層排列與其磁性的關(guān)系
9.14 釹鐵硼永磁材料性能的提高和改進(jìn) 372
9.14.1 稀土元素在永磁材料中的作用和所占比例
9.14.2 R2Fe14B單晶體的各向異性磁場(chǎng)和溫度的關(guān)系
9.14.3 Nd-Fe-B永磁體中各種添加元素所起的作用及其原因
9.14.4 提高Nd-Fe-B永磁體矯頑力的方法
9.15 添加Dy的Nd-Fe-B系合金（1）——細(xì)化晶粒以提高矯頑力 374
9.15.1 添加Dy的Nd-Fe-B系永磁材料的研究開發(fā)現(xiàn)狀
9.15.2 藉由晶粒細(xì)微化、原料粉末最適化提高矯頑力的技術(shù)開發(fā)
9.15.3 關(guān)于磁性材料的一些名詞術(shù)語和基本概念（1）
9.16 添加Dy的Nd-Fe-B系合金（2）——界面控制以提高矯頑力 376
9.16.1 藉由界面納米構(gòu)造控制提高矯頑力的技術(shù)開發(fā)
9.16.2 界面構(gòu)造解析和矯頑力產(chǎn)生機(jī)制的理解和探索
9.16.3 關(guān)于磁性材料的一些名詞術(shù)語和基本概念（2）
9.17 粘結(jié)磁體 378
9.17.1 粘結(jié)磁體的優(yōu)點(diǎn)及粘結(jié)磁體的分類
9.17.2 橡膠磁體和塑料磁體
9.17.3 粘結(jié)磁體的制作工藝
9.17.4 各類粘結(jié)磁體的退磁曲線
9.18 永磁材料的應(yīng)用和退磁曲線 380
9.18.1 稀土永磁材料的磁化曲線和退磁曲線
9.18.2 反磁場(chǎng)μoHd與永磁體內(nèi)的磁通密度Bd
9.18.3 退磁曲線與最大磁能積的關(guān)系
9.18.4 馬達(dá)使用量多少是高級(jí)轎車性能的重要參數(shù)
9.19 各種各樣的電機(jī)都離不開磁鐵 382
9.19.1 軟磁材料和硬磁材料在電機(jī)中的應(yīng)用
9.19.2 DC馬達(dá)和空心馬達(dá)中使用的磁性材料
9.19.3 旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、直線馬達(dá)、振動(dòng)馬達(dá)中使用的磁性材料
9.19.4 感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)的原理和使用的磁性材料
9.20 磁記錄材料 384
9.20.1 磁記錄密度隨年代的推移
9.20.2 硬盤記錄裝置的構(gòu)成
9.20.3 垂直磁記錄及其材料
9.20.4 熱磁記錄及其材料
9.21 光磁記錄材料 386
9.21.1 光盤與磁盤記錄特性的對(duì)比
9.21.2 光盤信息存儲(chǔ)的記錄原理
9.21.3 光盤記錄、再生系統(tǒng)
9.21.4 信息存儲(chǔ)的競(jìng)爭(zhēng)
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第10章薄膜材料及薄膜制備技術(shù)
10.1 薄膜的定義和薄膜材料的特殊性能 390
10.1.1 薄膜的應(yīng)用就在我們身邊
10.1.2 薄膜形成方法——干法成膜和濕法成膜
10.1.3 物理吸附和化學(xué)吸附
10.1.4 薄膜的定義和薄膜材料的特殊性能
10.2 獲得薄膜的三個(gè)必要條件 392
10.2.1 獲得薄膜的三個(gè)必要條件——熱的蒸發(fā)源、冷的基板和真空環(huán)境
10.2.2 物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積
10.2.3 真空的定義——壓強(qiáng)低、分子密度小、平均自由程大
10.2.4 氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率、平均動(dòng)能和入射壁面的頻度
10.3 真空獲得 394
10.3.1 真空區(qū)域的劃分及應(yīng)用
10.3.2 主要真空泵的工作壓力范圍及抽速比較
10.3.3 機(jī)械泵及其排氣原理
10.3.4 擴(kuò)散泵和渦輪分子泵
10.4 薄膜是如何沉積的 396
10.4.1 薄膜的生長(zhǎng)過程
10.4.2 薄膜生長(zhǎng)的三種模式——島狀、層狀、層狀 +島狀
10.4.3 多晶薄膜的結(jié)構(gòu)及熱處理的改善
10.4.4 如何獲得理想的單晶薄膜
10.5 氣體放電 398
10.5.1 氣體放電是如何產(chǎn)生的
10.5.2 輝光放電等離子體的形態(tài)及放電區(qū)間各部分的名稱
10.5.3 氣體放電的伏安特性曲線
10.5.4 磁控氣體放電
10.6 等離子體與薄膜沉積 400
10.6.1 等離子體的特性參數(shù)
10.6.2 薄膜沉積技術(shù)中的等離子體
10.6.3 離子參與的薄膜沉積法及沉積粒子的能量分布
10.6.4 超凈工作間（無塵室）
10.7 物理氣相沉積（1）——真空蒸鍍 402
10.7.1 各種類型的蒸發(fā)源
10.7.2 電阻加熱蒸發(fā)源
10.7.3 電子束蒸發(fā)源
10.7.4 e型電子槍的結(jié)構(gòu)和工作原理
10.8 物理氣相沉積（2）——離子鍍和激光熔射 404
10.8.1 如何實(shí)現(xiàn)膜厚均勻性
10.8.2 離子參與的薄膜沉積——離子鍍和離子束輔助沉積
10.8.3 脈沖激光熔射
10.8.4 磁性膜和ITO透明導(dǎo)電膜
10.9 物理氣相沉積（3）——濺射鍍膜 406
10.9.1 何謂濺射？
10.9.2 濺射鍍膜的主要方式
10.9.3 射頻濺鍍　
10.9.4 磁控濺鍍
10.10 物理氣相沉積（4）——磁控濺鍍靶 408
10.10.1 平面磁控濺鍍?cè)春蜑R鍍靶
10.10.2 大批量生產(chǎn)用流水線式濺鍍裝置
10.10.3 鋁合金的濺鍍
10.10.4 Ta膜、TaN膜的濺鍍
10.11 物理氣相沉積（5）——濺射鍍膜的應(yīng)用 410
10.11.1 高溫超導(dǎo)膜和透明超導(dǎo)膜
10.11.2 微細(xì)孔中埋入布線（1）
10.11.3 微細(xì)孔中埋入布線（2）
10.11.4 場(chǎng)效應(yīng)型三極管的制作
10.12 化學(xué)氣相沉積（1）——原理及設(shè)備 412
10.12.1 何謂化學(xué)氣相沉積
10.12.2 熱CVD、PECVD和光CVD
10.12.3 硅系薄膜的CVD
10.12.4 金屬及導(dǎo)體的CVD
10.13 化學(xué)氣相沉積（2）——各類CVD的應(yīng)用 414
10.13.1 高介電常數(shù)膜和低介電常數(shù)膜的CVD
10.13.2 液晶電視用的非晶硅（a-Si）薄膜
10.13.3 由表面改性形成薄膜
10.13.4 TFT LCD中應(yīng)用的各種膜層
10.14 超硬涂層 416
10.14.1 切削刀具的工作原理
10.14.2 切削刀具磨損機(jī)理
10.14.3 各種超硬涂層的性能對(duì)比和硬質(zhì)涂層的世代進(jìn)展
10.14.4 超硬涂層的應(yīng)用
10.15 金剛石及類金剛石涂層 418
10.15.1 碳在元素周期表中居王者之位
10.15.2 金剛石超越其他材料的特性
10.15.3 非晶態(tài)碳涂層的改性
10.15.4 類金剛石薄膜
10.16 電鍍Cu膜用于集成電路芯片制作 420
10.16.1 電鍍技術(shù)的新生——電鍍Cu膜用于集成電路布線制作
10.16.2 電鍍膜生長(zhǎng)過程分析
10.16.3 精密電鍍工藝
10.16.4 電解銅箔制作方法
10.17 薄膜的圖形化——濕法刻蝕和干法刻蝕 422
10.17.1 薄膜圖形化的主要方法
10.17.2 電路圖形的刻蝕加工
10.17.3 濕法刻蝕和干法刻蝕
10.17.4 干法刻蝕用等離子體的產(chǎn)生方法
10.18 反應(yīng)離子刻蝕和反應(yīng)離子束刻蝕 424
10.18.1 反應(yīng)離子刻蝕（RIE）的原理
10.18.2 如何確定RIE的刻蝕條件
10.18.3 利用極細(xì)的離子束修理掩模和芯片的故障
10.18.4 平坦化——實(shí)現(xiàn)微細(xì)化至關(guān)重要的技術(shù)
10.19 平坦化技術(shù)和大馬士革工藝 426
10.19.1 表面無凹凸的平坦化膜制作
10.19.2 如何制作絕緣材料的平坦化膜
10.19.3 利用CMP技術(shù)實(shí)現(xiàn)全局平坦化和大馬士革工藝
10.19.4 集成電路中多層布線間的連接
名詞術(shù)語和基本概念
思考題及練習(xí)題
參考文獻(xiàn)