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目录1

第一章 物质和能量1

1.1 物质的组成1

1.2 物质的状态2

1.3 能量和物质4

1.4 相变8

1.5 稳定性：熵和自由能11

1.6 转变速率12

1.7 实际材料的重要性14

第二章 原子结构16

2.1 原子16

2.2 核16

2.3 电子17

2.4 量子数18

2.5 能级20

2.6 电子排布22

2.7 电离能24

2.8 电子亲合能27

2.9 原子尺寸28

2.10 原子之间的相互作用28

第三章 化学键合34

3.1 化学键的类型34

3.2 离子键合36

3.3 晶格能计算38

3.4 博恩-哈伯循环40

3.5 共价键合43

3.6 极性共价键合46

3.7 杂化47

3.8 共振49

3.9 电负性50

3.10 金属键合52

3.11 氢键53

3.12 物理键的其他类型54

第四章 分子轨道57

4.1 分子轨道的概念57

4.2 分子轨道的分类57

4.3 简单分子中的电子能级60

4.4 碳的化合物64

4.5 固体中的能带66

4.6 绝缘体和导体71

4.7 状态密度和晶体中的结合能72

第五章 有机化合物80

5.1 烃80

5.2 烃中的键合82

5.3 基团和官能团84

5.4 同分异构85

5.5 有机化合物的结晶86

5.6 有机反应87

5.7 分子量93

5.8 天然聚合物的结构95

第六章 聚合物99

6.1 分类99

6.2 碳链聚合物100

6.3 杂链聚合物101

6.4 结晶和玻璃化转变104

6.5 聚合物晶体109

6.6 弹性体111

6.8 添加剂113

6.7 半有机聚合物113

第七章 无机固体117

7.1 无机玻璃117

7.2 凝胶120

7.3 硅酸盐122

7.4 离子固体127

7.5 共价固体128

7.6 其他原子固体132

第八章 金属137

8.1 键合137

8.2 晶胞和晶体结构139

8.3 同素异构143

8.4 合金144

8.5 金属晶体的生核145

8.6 铸锭的凝固146

8.7 单晶生长147

8.8 金属的形变过程149

第九章 晶体几何学154

9.1 晶系和布拉维晶格154

9.2 结点和原子位置158

9.3 原子面159

9.4 晶向161

9.5 六方晶系的米勒-布拉维指数163

9.6 晶面距和立方晶系对X射线的衍射165

第十章 结构不完整性170

10.1 不完整性的类型170

10.2 杂质原子170

10.3 点缺陷173

10.4 线缺陷：刃型位错174

10.5 刃型位错的相互作用178

10.6 螺型位错和混合位错180

10.7 面缺陷183

第十一章 表面和界面189

11.1 表面能和表面张力189

11.2 液体表面张力的测定190

11.3 固体的表面能192

11.4 吸附195

11.5 浸润195

11.6 粘附196

11.7 摩擦和磨损198

11.8 玻璃化和烧结200

第十二章 扩散203

12.1 扩散现象203

12.2 金属中的体积扩散机制205

12.3 离子固体和共价固体中的体积扩散208

12.4 其它类型的扩散210

12.5 非晶体中的扩散211

12.6 扩散的数学描述212

12.7 固态烧结216

第十三章 化学平衡和反应速率220

13.1 平衡和自由能220

13.2 自由能和平衡常数221

13.3 化学反应的速率——浓度的影响225

13.4 化学反应的速率——除浓度以外的因素227

13.5 凝固和熔化的动力学231

第十四章 电化学反应237

14.1 导电237

14.2 电解238

14.3 浓度单位241

14.4 原电池242

14.5 标准电极电位243

14.6 自由能变化和浓差电池246

14.7 燃料电池249

14.8 非平衡效应——极化250

14.9 电极动力学和活性极化253

第十五章 腐蚀和氧化261

15.1 腐蚀261

15.2 电化学腐蚀的类型262

15.3 铁锈266

15.4 腐蚀反应267

15.5 钝化271

15.6 防蚀273

15.8 金属表面氧化物膜的出现和成长277

15.7 氧化277

第十六章 相图285

16.1 单组元物质285

16.2 固态完全溶解的二元系288

16.3 热分析和相图293

16.4 二元共晶系295

16.5 二元系中的其它三相反应299

16.6 中间相302

16.7 多元系304

16.8 相平衡的热力学306

16.9 吉布斯相律311

第十七章 相变317

17.1 相变的障碍317

17.2 生核318

17.3 长大和总转变速率322

17.4 固体中扩散控制的转变326

17.5 固体中的马氏体转变330

17.6 凝固332

第十八章 结构和性能的变化340

18.1 结构与性能之间的关系340

18.2 冷加工和退火341

18.3 钢中的珠光体和贝氏体346

18.4 钢中的马氏体349

18.5 铸铁354

18.6 脱溶过程356

18.7 陶瓷的结构和性能359

18.8 聚合物的结构与性能的关系361

18.9 复合材料366

18.10 纤维复合材料369

18.11 宏观复合材料371

第十九章 弹性376

19.1 应力和应变376

19.2 拉伸试验379

19.3 弹性性质381

19.4 线性弹性的基础382

19.5 聚合物弹性387

19.6 粘弹性的一种模型391

19.7 滞弹性392

第二十章 永久形变399

20.1 形变的类型399

20.2 塑性流动的机理399

20.3 单晶体的滑移402

20.4 位错的运动和产生406

20.5 多晶体的塑性形变409

20.6 金属中的强化机理413

20.7 温度效应和应变速率效应418

20.8 粘性流动421

第二十一章 机械破坏428

21.1 拉伸断裂428

21.2 金属的延性断裂429

21.3 脆性断裂430

21.4 延性-脆性转变和准脆性435

21.5 疲劳破坏442

21.6 蠕变破坏447

21.7 脆化449

第二十二章 固体的导电457

22.1 导电457

22.2 离子导体459

22.3 金属的导电：自由电子模型460

22.4 导体、半导体和绝缘体：再用能带理论463

22.5 超导性466

第二十三章 半导体475

23.1 本征半导体475

23.2 载流子的密度475

23.3 载流子的迁移率476

23.4 掺杂半导体477

23.5 电导率随温度的变化480

23.6 半导化合物481

23.7 半导体结484

第二十四章 材料的热学性质491

24.1 热能和热容491

24.2 热膨胀496

24.3 导热499

24.4 热电效应504

第二十五章 磁性516

25.1 磁性的概念516

25.2 抗磁性和顺磁性519

25.3 铁磁性521

25.4 反铁磁性和亚铁磁性525

25.5 磁畴526

25.6 软磁材料529

25.7 硬磁材料532

25.8 铁氧体536

第二十六章 电介质材料541

26.1 基本概念541

26.2 极化的类型544

26.3 极化强度对频率和温度的依赖性547

26.4 功率损耗、绝缘强度和电介质的应用549

26.5 陶瓷电介质551

26.6 铁电性和压电性556

第二十七章 光学性质564

27.1 电磁辐射及其与原子的相互作用564

27.2 电子发射567

27.3 反射、吸收和透射569

27.4 金属的光学性质571

27.5 非金属的光学性质572

27.6 电子缺陷和颜色575

27.7 发光578

27.8 激光579

国际单位制基本单位583

国际单位制中倍数和约数的词头名称584

一些物理常数584

转换因子585