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第1章　材料概论1

1.1　材料及其分类1

1.2　材料的结构与性能4

1.2.1　材料结构的基本知识4

1.2.2　材料的性能18

1.3　材料是人类文明的基石20

1.3.1　材料发展简史20

1.3.2　新材料是社会现代化的先导23

1.3.3　新材料是实现人类社会可持续发展的重要保证27

1.4　新材料技术发展的重点28

1.4.1　开发新材料，发展高技术产业28

1.4.2　材料设计30

1.4.3　材料制备新工艺与新技术的开发31

1.4.4　材料的应用研究与开发31

1.5　材料科学与工程的内涵和基本要素32

1.5.1　材料科学与工程的内涵32

1.5.2　材料科学与工程的基本要素33

参考文献34

第2章　高性能结构材料36

2.1　新型金属结构材料36

2.1.1　超级钢36

2.1.2　先进铝合金39

2.1.3　先进钛合金43

2.1.4　高温合金46

2.2　金属间化合物结构材料49

2.2.1　金属间化合物的基本特性49

2.2.2　典型的金属间化合物51

2.2.3　金属间化合物的制备技术和应用前景54

2.3　新型无机非金属结构材料55

2.3.1　新型超高强水泥55

2.3.2　新型陶瓷材料57

2.3.3　新型玻璃63

2.4　新型高分子材料66

2.4.1　特种工程塑料66

2.4.2　高性能合成橡胶75

2.4.3　高性能纤维77

参考文献80

第3章　先进复合材料82

3.1　复合材料概述82

3.1.1　复合材料的命名与分类82

3.1.2　复合材料的增强体84

3.2　金属基复合材料84

3.2.1　金属基复合材料的种类和性能特点84

3.2.2　铝基复合材料85

3.2.3　钛基复合材料88

3.2.4　镍基复合材料89

3.2.5　镁基复合材料90

3.3　陶瓷基复合材料91

3.3.1 陶瓷基复合材料的种类和基本性能91

3.3.2　氧化物基陶瓷复合材料92

3.3.3　非氧化物陶瓷基复合材料93

3.4　高分子基复合材料94

3.4.1　高分子基复合材料的分类与性能特点94

3.4.2　高分子基复合材料的结构设计95

3.4.3　高分子基复合材料的力学性能与应用95

3.5　新型水泥基复合材料96

3.5.1　纤维增强水泥基复合材料96

3.5.2　聚合物水泥基复合材料98

3.5.3　水泥基功能复合材料99

3.6　炭／炭复合材料100

3.6.1　炭／炭复合材料的发展100

3.6.2　炭／炭复合材料的制造工艺100

3.6.3　炭／炭复合材料的性能102

3.6.4　炭／炭复合材料的应用103

3.7　梯度功能复合材料104

3.7.1　梯度功能复合材料的概念104

3.7.2　梯度功能复合材料的结构设计104

3.7.3　梯度功能复合材料的应用105

参考文献107

第4章　电性材料108

4.1　电性材料概述108

4.2　导电材料108

4.2.1　导电材料的特性109

4.2.2　导电材料的种类及应用109

4.3　电阻材料114

4.3.1　电阻材料简介114

4.3.2　电阻材料分类及应用114

4.4　半导体材料119

4.4.1　半导体材料概述119

4.4.2　半导体材料分类及应用120

4.5　超导材料123

4.5.1　超导材料概述123

4.5.2　超导材料的特性124

4.5.3　超导材料的分类125

4.5.4　超导材料的应用126

4.6　铁电、压电、热释电材料129

4.6.1　铁电陶瓷129

4.6.2　压电材料130

4.6.3　热释电材料132

参考文献133

第5章　磁性材料134

5.1　磁学基础134

5.1.1　物质的磁性134

5.1.2　磁性材料的技术磁参量136

5.2　永磁材料138

5.2.1　铝镍钴和铁铬钴系磁体139

5.2.2　永磁铁氧体140

5.2.3　稀土-过渡金属间化合物140

5.2.4　纳米微晶稀土永磁材料145

5.3　软磁材料145

5.3.1　软磁材料简况145

5.3.2　纯铁和铁合金146

5.3.3　铁-镍合金（坡莫合金）146

5.3.4　铁钴合金148

5.3.5　非晶态软磁合金148

5.3.6　软磁铁氧体150

5.3.7　新型纳米软磁合金151

5.4　其他新型磁性材料155

5.4.1　矩磁材料155

5.4.2　旋磁材料156

5.4.3　压磁材料157

5.4.4　其他磁性材料158

参考文献159

第6章　光学功能材料161

6.1 光色材料161

6.1.1　光致变色机理161

6.1.2　光色材料的种类161

6.1.3　光色材料的应用162

6.2　红外光学材料163

6.2.1　概述163

6.2.2　主要红外光学材料及应用164

6.3　发光材料166

6.3.1　概述166

6.3.2　典型发光材料169

6.3.3　发光材料的应用171

6.4　激光材料172

6.4.1　激光产生的原理172

6.4.2　激光材料的性能要求173

6.4.3　激光材料的种类及应用174

参考文献177

第7章　信息功能材料178

7.1　信息储存材料178

7.1.1　磁记录材料178

7.1.2　光存储材料183

7.2　信息显示材料186

7.2.1　阴极射线（CRT）显示材料186

7.2.2　液晶（LCD）显示材料188

7.2.3　等离子体（PDP）显示材料191

7.2.4　发光二级管（LED）显示材料192

7.2.5　有机电致发光（0LED）材料197

7.2.6　场发射（FED）显示材料200

7.3　信息传输材料201

7.3.1　光纤的传输原理及分类201

7.3.2　石英光纤202

7.3.3　塑料光纤204

7.3.4　红外光纤205

7.3.5　光纤的应用207

7.4　信息处理材料207

7.4.1　微电子信息处理材料207

7.4.2　光电子信息处理材料210

参考文献214

第8章　新能源材料215

8.1　太阳能电池材料215

8.1.1 太阳能电池材料的分类215

8.1.2　硅材料216

8.1.3　无机化合物218

8.2　储氢材料219

8.2.1　储氢合金的组成219

8.2.2　储氢合金的分类220

8.2.3　储氢合金的要求222

8.2.4　储氢合金的应用223

8.2.5　新型储氢碳材料223

8.3　氢镍二次电池材料224

8.3.1　正极材料224

8.3.2　负极材料226

8.4　锂离子电池材料226

8.4.1　正极材料227

8.4.2　负极材料228

8.4.3　电解质材料231

8.4.4　隔膜材料232

8.5　燃料电池材料233

8.5.1 固体氧化物燃料电池材料234

8.5.2　质子交换膜燃料电池材料238

8.6　核能材料241

8.6.1　核能原理242

8.6.2　核能材料244

参考文献246

第9章　智能材料247

9.1　智能材料与结构概述247

9.1.1　智能材料的概念247

9.1.2　智能材料结构250

9.1.3　材料智能化的实现251

9.1.4　智能材料的分类253

9.1.5　智能材料的设计254

9.2　形状记忆合金智能材料255

9.2.1　形状记忆效应及其机理255

9.2.2　形状记忆合金的智能属性257

9.3　无机非金属材料的智能化259

9.3.1　自适应高温陶瓷材料259

9.3.2　氮化硅陶瓷内部裂纹的自愈合259

9.3.3　氧化锆相变自增韧陶瓷260

9.3.4　电致变色玻璃261

9.4　电（磁）流变液261

9.4.1 电流变液261

9.4.2　磁流变液263

9.5　智能高分子凝胶264

9.5.1　概述264

9.5.2　智能性凝胶的类型264

9.6　智能材料结构的应用266

9.6.1　在机器人中的应用266

9.6.2　在航空工业中的应用267

9.6.3　在混凝土中的应用268

9.6.4　在建筑和桥梁中的应用270

9.6.5　在振动和噪声控制方面的应用270

9.6.6　在药物制剂中的应用271

参考文献271

第10章　生物医用材料273

10.1 概述273

10.1.1　生物医用材料的发展历程273

10.1.2　生物医用材料的要求274

10.1.3　生物医用材料的研究内容和分类274

10.1.4　生物医用材料的发展趋势275

10.2　医用金属和合金276

10.2.1　医用不锈钢276

10.2.2　医用钴合金277

10.2.3　医用钛合金278

10.2.4　其他医用金属材料279

10.3　生物陶瓷280

10.3.1　生物惰性陶瓷280

10.3.2　生物活性陶瓷281

10.3.3　可生物降解陶瓷284

10.3.4　生物陶瓷复合材料284

10.4　医用高分子材料285

10.4.1　医用高分子材料的发展和应用285

10.4.2　医用硅橡胶286

10.4.3　聚氨酯287

10.4.4　天然乳胶289

10.4.5　聚乳酸290

10.5　控制释放材料291

10.5.1　控制释放机制及材料292

10.5.2　靶向药物制剂294

10.5.3　透皮释药制剂297

参考文献298

第11章　纳米材料299

11.1　基本概念299

11.1.1　纳米物质与纳米材料299

11.1.2　纳米科技300

11.1.3　纳米材料研究与发展300

11.2　纳米结构单元301

11.2.1　原子团簇和纳米微粒301

11.2.2　一维纳米材料302

11.2.3　纳米薄膜材料304

11.2.4　纳米块体材料305

11.3　纳米材料的结构特征与奇异性能305

11.3.1　结构特征305

11.3.2　基本物性306

11.4　纳米材料的制备与合成309

11.4.1　非晶晶化法309

11.4.2　机械球磨法309

11.4.3　快速冷凝法310

11.4.4　气-固生长（VS）法310

11.4.5　冷变形法310

11.5　纳米材料的应用311

11.5.1　纳米相陶瓷增韧311

11.5.2　纳米磁性材料311

11.5.3　纳米微粒催化剂313

11.5.4　在生物和医学上的应用315

11.5.5　其他方面的应用316

参考文献318

第12章　生态环境材料319

12.1 概述319

12.2　资源、环境与材料319

12.2.1　全球资源、环境状况319

12.2.2　材料的生产和使用对资源与环境的影响321

12.2.3　材料的生态环境协调性设计322

12.3　生态环境材料的评估方法325

12.3.1　生态环境材料的判据326

12.3.2　生命周期评估方法的基本内容326

12.3.3　材料生命周期评估举例328

12.4　生态环境材料的分类330

12.4.1　天然材料330

12.4.2　循环再生材料333

12.4.3　低环境负荷材料338

12.4.4　环境污染控制材料341

参考文献344