目錄
第1章 緒論 1
1.1 材料與人類文明 1
1.2 材料的定義與分類 3
1.3 材料與生態(tài)環(huán)境 3
1.3.1 金屬材料的腐蝕與防護(hù) 4
1.3.2 其他材料與環(huán)境的相互作用 4
1.4 材料的結(jié)構(gòu)和性能 5
1.4.1 材料的結(jié)構(gòu) 6
1.4.2 材料的性能 9
第2章 金屬材料 21
2.1 概述 21
2.1.1 應(yīng)用與特性 21
2.1.2 資源的枯竭與新材料的崛起 22
2.1.3 金屬材料的分類 23
2.2 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與性能 23
2.2.1 金屬晶體結(jié)構(gòu) 23
2.2.2 晶體結(jié)構(gòu)與金屬性能的關(guān)系 26
2.3 黑色金屬材料 26
2.3.1 碳素鋼 26
2.3.2 低合金鋼和合金鋼 30
2.3.3 鑄鐵 33
2.4 有色金屬及其合金 35
2.4.1 鋁及鋁合金 35
2.4.2 銅及銅合金 37
2.4.3 鈦及鈦合金 39
2.4.4 軸承合金 40
第3章 無機(jī)非金屬材料 42
3.1 概述 42
3.1.1 陶瓷的概念及分類 43
3.1.2 玻璃的概念及分類 44
3.1.3 水泥的概念及分類 45
3.2 無機(jī)非金屬材料的制備 45
3.2.1 陶瓷的生產(chǎn)工藝 45
3.2.2 玻璃的生產(chǎn)工藝 47
3.2.3 水泥的生產(chǎn)工藝 48
3.3 無機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)與性能 49
3.3.1 陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能 49
3.3.2 玻璃的結(jié)構(gòu)和性能 50
3.3.3 水泥的結(jié)構(gòu)和性能 51
3.4 無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用 52
3.4.1 陶瓷的應(yīng)用 52
3.4.2 玻璃的應(yīng)用 54
3.4.3 水泥的應(yīng)用 56
3.4.4 其他無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用 58
第4章 高分子材料 59
4.1 概述 59
4.2 高分子的基本概念 61
4.2.1 高分子的定義 61
4.2.2 高分子的命名 61
4.2.3 高分子的分類 62
4.3 天然高分子 63
4.3.1 天然多糖 63
4.3.2 天然橡膠 66
4.3.3 蛋白質(zhì)與核酸 66
4.4 半天然高分子 68
4.4.1 賽璐珞的發(fā)現(xiàn) 68
4.4.2 天然橡膠的硫化 68
4.5 合成高分子的制備方法 69
4.5.1 鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng) 69
4.5.2 縮聚反應(yīng)(逐步聚合反應(yīng)) 70
4.5.3 高分子的側(cè)基/端基反應(yīng) 70
4.5.4 高分子的共混 70
4.6 高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能 71
4.6.1 高分子材料的結(jié)構(gòu) 71
4.6.2 高分子材料的熱性能 75
4.6.3 高分子材料的力學(xué)性質(zhì) 77
4.6.4 高分子材料的電學(xué)性質(zhì) 79
4.6.5 高分子材料的老化與防老化 80
4.7 高分子材料的應(yīng)用 80
第5章 復(fù)合材料 84
5.1 概述 84
5.1.1 復(fù)合材料的定義 84
5.1.2 復(fù)合材料的分類 85
5.1.3 復(fù)合材料的命名 86
5.2 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能 86
5.2.1 復(fù)合材料的基體 86
5.2.2 復(fù)合材料的增強(qiáng)體 88
5.2.3 復(fù)合材料的界面 93
5.3 復(fù)合材料的成型工藝 94
5.3.1 擠出成型 94
5.3.2 注射成型 95
5.3.3 壓制成型 96
5.3.4 纏繞成型 96
5.3.5 拉擠成型 97
5.3.6 手糊成型與樹脂傳遞模塑成型 97
5.4 典型復(fù)合材料的性能及應(yīng)用 98
第6章 高性能結(jié)構(gòu)材料 101
6.1 概述 101
6.2 高性能金屬結(jié)構(gòu)材料 101
6.2.1 超級(jí)鋼 101
6.2.2 先進(jìn)鋁合金 102
6.2.3 先進(jìn)鈦合金 102
6.2.4 高溫合金 103
6.2.5 高性能鎂合金 104
6.2.6 其他高性能金屬結(jié)構(gòu)材料 105
6.3 高性能結(jié)構(gòu)陶瓷 105
6.3.1 氧化物陶瓷 106
6.3.2 微晶玻璃 108
6.3.3 碳化物陶瓷 110
6.3.4 氮化物陶瓷 112
6.3.5 硼化物陶瓷 114
6.4 特種工程塑料 114
6.4.1 聚苯硫醚 114
6.4.2 聚酰亞胺 114
6.4.3 聚醚醚酮 115
6.4.4 液晶高分子 115
6.4.5 聚砜 115
第7章 功能陶瓷 116
7.1 概述 116
7.2 壓電陶瓷 116
7.3 鐵電陶瓷 118
7.4 導(dǎo)電陶瓷 121
7.5 多孔陶瓷 122
7.6 磁性陶瓷 124
7.7 生物陶瓷 125
7.7.1 玻璃陶瓷及生物活性玻璃 125
7.7.2 生物惰性陶瓷 126
7.7.3 可吸收生物陶瓷 126
7.7.4 牙科陶瓷 127
7.8 敏感陶瓷 127
7.8.1 熱敏陶瓷 128
7.8.2 氣敏陶瓷 129
7.8.3 壓敏陶瓷 130
7.8.4 濕敏陶瓷 131
第8章 先進(jìn)復(fù)合材料 134
8.1 概述 134
8.2 金屬基復(fù)合材料 136
8.2.1 發(fā)展史簡介 136
8.2.2 性能 136
8.2.3 應(yīng)用舉例 137
8.3 高分子基復(fù)合材料 140
8.3.1 發(fā)展史簡介 141
8.3.2 性能 141
8.3.3 應(yīng)用舉例 142
8.4 陶瓷基復(fù)合材料 144
8.4.1 分類 144
8.4.2 性能 145
8.4.3 應(yīng)用舉例 146
8.5 水泥基復(fù)合材料 147
8.6 碳基復(fù)合材料 149
8.6.1 C/C復(fù)合材料用碳纖維的選擇 149
8.6.2 C/C復(fù)合材料的基體 149
8.6.3 C/C復(fù)合材料的應(yīng)用 150
第9章 納米材料 152
9.1 概述 152
9.2 納米材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用 152
9.2.1 納米材料的研究進(jìn)展 152
9.2.2 納米材料的應(yīng)用 153
9.3 納米粒子的制備方法 156
9.3.1 制備納米粒子的物理方法 157
9.3.2 制備納米粒子的化學(xué)方法 160
9.4 一維納米材料 163
9.4.1 碳納米管 163
9.4.2 納米棒、納米絲 163
9.4.3 同軸納米電纜 164
9.5 納米固體材料 164
9.5.1 納米固體材料的分類及其基本構(gòu)成 164
9.5.2 納米固體材料的制備 165
9.5.3 納米薄膜材料的制備 168
9.5.4 納米薄膜材料的應(yīng)用 171
第10章 新型功能材料 174
10.1 概述 174
10.2 超導(dǎo)材料 174
10.2.1 超導(dǎo)體的物理特性 175
10.2.2 實(shí)用化超導(dǎo)材料的特點(diǎn) 175
10.2.3 超導(dǎo)材料的應(yīng)用 175
10.3 磁性材料 178
10.3.1 軟磁材料 179
10.3.2 硬磁材料 179
10.3.3 磁流體 180
10.3.4 磁記錄材料 181
10.3.5 磁性材料的應(yīng)用 181
10.4 碳結(jié)構(gòu)材料 182
10.4.1 富勒烯 183
10.4.2 碳納米管 184
10.4.3 類金剛石薄膜 186
第11章 電子信息材料 190
11.1 概述 190
11.2 信息監(jiān)測(cè)和傳感材料 191
11.2.1 探測(cè)器材料 191
11.2.2 傳感器材料 193
11.3 信息顯示材料 196
11.3.1 白光LED用稀土發(fā)光材料 197
11.3.2 真空紫外發(fā)光材料 197
11.3.3 稀土閃爍晶體 197
11.4 信息傳輸材料 198
11.4.1 光纖概述 198
11.4.2 光纖的分類 199
11.4.3 光纖的應(yīng)用 199
11.5 信息存儲(chǔ)材料 201
11.5.1 信息存儲(chǔ)的概念 201
11.5.2 信息存儲(chǔ)技術(shù) 201
11.5.3 磁存儲(chǔ)及磁存儲(chǔ)材料 201
11.5.4 光存儲(chǔ)及光存儲(chǔ)材料 202
11.5.5 全息存儲(chǔ)及全息存儲(chǔ)材料 205
11.6 信息處理材料 206
第12章 生物醫(yī)用材料 207
12.1 概述 207
12.1.1 生物醫(yī)用材料的概念 207
12.1.2 生物醫(yī)用材料的分類 208
12.2 生物醫(yī)用金屬材料 209
12.3 生物醫(yī)用高分子材料 213
12.3.1 人工臟器 213
12.3.2 修復(fù)用高分子材料 214
12.3.3 高分子醫(yī)療用品 215
12.3.4 高分子藥物緩釋放與送達(dá)體系 216
12.4 生物醫(yī)用無機(jī)材料 216
12.4.1 生物醫(yī)用無機(jī)材料的分類 217
12.4.2 生物惰性醫(yī)用無機(jī)材料 218
12.4.3 生物活性醫(yī)用無機(jī)材料 218
12.4.4 生物降解醫(yī)用無機(jī)材料 220
12.4.5 納米生物醫(yī)用無機(jī)材料 221
12.5 生物醫(yī)用復(fù)合材料 222
12.5.1 生物無機(jī)與無機(jī)復(fù)合材料 223
12.5.2 生物無機(jī)與高分子復(fù)合材料 223
12.5.3 生物無機(jī)與金屬復(fù)合材料 224
第13章 智能材料 225
13.1 概述 225
13.2 智能壓電材料 225
13.2.1 壓電陶瓷 225
13.2.2 壓電高分子 227
13.2.3 壓電復(fù)合材料 227
13.3 智能磁致伸縮材料 228
13.3.1 智能磁致伸縮合金 228
13.3.2 電致伸縮陶瓷 229
13.4 智能形狀記憶材料 230
13.4.1 形狀記憶合金 230
13.4.2 形狀記憶陶瓷 231
13.4.3 形狀記憶高分子 232
13.5 智能流變體 232
13.5.1 電流變體 232
13.5.2 磁流變體(液) 236
13.5.3 電磁流變體 237
13.6 智能凝膠 239
13.7 智能光導(dǎo)纖維 239
13.7.1 玻璃光纖 240
13.7.2 塑料光纖 241
第14章 新型建筑材料 243
14.1 概述 243
14.2 新型墻體材料 243
14.2.1 砌墻磚 246
14.2.2 墻用砌塊 247
14.2.3 輕質(zhì)隔墻板 247
14.2.4 復(fù)合墻體 247
14.2.5 節(jié)能型墻體材料 248
14.3 新型防水和密封材料 250
14.3.1 概述 250
14.3.2 防水卷材 250
14.3.3 防水涂料 251
14.3.4 建筑密封材料 252
14.3.5 剛性防水、堵漏止水材料和灌漿材料 253
14.3.6 特種防水材料 253
14.4 新型建筑裝飾材料 253
14.4.1 建筑裝飾陶瓷 254
14.4.2 建筑裝飾玻璃 254
14.4.3 金屬裝飾材料 255
14.4.4 裝飾塑料 255
14.4.5 裝飾砂漿和混凝土 256
14.4.6 建筑裝飾石材 256
14.4.7 建筑裝飾木材 256
14.4.8 生態(tài)建筑裝飾材料 256
14.5 新型建筑涂料 257
14.5.1 外墻涂料 257
14.5.2 內(nèi)墻涂料 258
14.5.3 地面涂料 258
14.5.4 特種涂料 259
14.5.5 新型環(huán)保涂料 259
第15章 新能源材料 261
15.1 概述 261
15.1.1 世界能源狀況與面臨的挑戰(zhàn) 261
15.1.2 新能源與材料 265
15.2 儲(chǔ)氫材料 266
15.2.1 儲(chǔ)氫材料的定義和分類 266
15.2.2 典型儲(chǔ)氫材料及其應(yīng)用 267
15.3 新型二次電池材料 269
15.3.1 Ni/MH二次電池(簡稱Ni/MH電池) 269
15.3.2 鋰離子二次電池(簡稱鋰離子電池) 270
15.4 太陽能電池材料 272
15.4.1 太陽能電池工作原理 272
15.4.2 太陽能電池發(fā)展簡介 272
15.4.3 太陽能電池材料及其應(yīng)用 273
15.5 燃料電池材料 276
15.5.1 燃料電池的分類 277
15.5.2 燃料電池材料及應(yīng)用 278
第16章 生態(tài)環(huán)境材料 280
16.1 概述 280
16.1.1 生態(tài)環(huán)境材料的概念 280
16.1.2 生態(tài)環(huán)境材料的分類 281
16.1.3 生態(tài)環(huán)境材料的評(píng)價(jià)機(jī)制 281
16.2 環(huán)境相容材料 283
16.2.1 生態(tài)建材 283
16.2.2 環(huán)境相容性農(nóng)藥及表面活性劑 285
16.2.3 仿生物材料 286
16.2.4 綠色包裝材料 287
16.2.5 純天然材料 289
16.3 生物降解材料 290
16.4 環(huán)境工程材料 293
16.4.1 環(huán)境凈化材料 293
16.4.2 環(huán)境替代材料 295
16.4.3 環(huán)境修復(fù)材料 296
參考文獻(xiàn) 297