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第1章 简介&刘国雄1

1.1 材料的种类3

1.1-1 金属材料3

1.1-2 陶瓷材料4

1.1-3 聚合体4

1.1-4 复合材料5

1.1-5 半导体材料5

1.2 工程材料科学6

1.2-1 材料制程6

1.2-2 材料结构7

1.2-3 材料性质7

1.2-4 工程材料科学8

材料科学基础8

第2章 机械性质及测试&李胜隆11

2.1 机械性质试验的目的12

2.2 拉伸试验13

2.2-I 工程应力-工程应变曲线13

2.2-2 真应力-真应变曲线17

2.3 硬度试验19

2.3-1 勃氏硬度21

2.3-2 洛氏硬度21

2.3-3 维氏硬度23

2.3-4 诺璞微硬度试验法24

2.3-5 洛氏表面硬度试验法24

2.3-6 莫氏硬度试验法25

2.4 冲击试验26

2.4-1 冲击试验26

2.4-2 温度对冲击值的影响28

2.5 疲劳试验29

2.6 潜变试验31

习题32

参考数据33

第3章 原子结构与键结&郑晃忠35

3.1 原子结构36

3.2 主键结39

3.2-1 离子键40

3.2-2 配位数43

3.2-3 共价键46

3.2-4 金属键49

3.3 次键结50

3.3-1 凡得瓦尔键50

3.3.2 氢键50

3.4 键结型式与材料分类51

习题52

参考数据52

第4章 晶体结构&郑晃忠55

4.1 结晶格子与晶胞56

4.2 七次品系58

4.3 晶体几何学60

4.4 金属晶体65

4.4-1 体心立方晶（bcc）65

4.4-2 面心立方晶（fcc）66

4.4-3 六方最密晶（hcp）67

4.4-4 其它金属晶体69

4.5 结晶绕射分析69

4.5-1 X光绕射69

4.5-2 电子绕射73

习题76

参考数据78

第5章 晶体缺陷&叶均蔚79

5.1 点缺陷80

5.1-1 空缺80

5.1-2 填隙型杂质原子82

5.1-3 置换型杂质原子83

5.2 线缺陷84

5.2-1 线缺陷的种类84

5.2-2 差排与变形86

5.2-3 晶体之理论强度与实际强度87

5.2-4 滑动系统90

5.3 面缺陷92

5.3-1 自由表面92

5.3-2 晶界93

5.4 体缺陷95

5.5 固体扩散98

5.5-1 扩散机构与活化能98

5.5-2 费克第一定律101

5.5-3 费克第二定律105

5.5-4 扩散路径108

习题109

参考数据110

第6章 相平衡图&李胜隆113

6.1 一元相图及相律114

6.2 固溶体与中间相118

6.3 二元相图120

6.3-1 二元相图之制作120

6.3-2 同型合金系123

6.3-3 杠杆法则125

6.3-4 偏晶反应128

6.3-5 共晶反应130

6.3-6 共晶系的平衡微观结构132

6.3-7 包晶反应136

6.3-8 液相完全不互溶（或部份互溶），固相也完全不互溶之二元系140

6.3-9 生成金属间化合物与（中间相）之二元系140

6.4 不变反应142

6.5 铁碳合金14

习题145

参考数据146

第7章 相变化&林树均149

7.1 气相中形成液相150

7.2 由液相中形成固相-凝固154

7.2-1 凝固速率155

7.2-2 凝固结构159

7.2-3 铸锭结构162

7.2-4 铸锭缺陷164

7.3 钢之相变化166

7.3-1 波来铁相变化166

7.3-2 麻田铁相变化168

7.3-3 变靱铁相变化171

7.3-4 完整的TTT曲线图172

7.3-5 CCT曲线图174

7.3-6 钢之硬化能176

7.4 析出反应178

7.5 冷加工及退火181

7.5-1 冷加工181

7.5-2 回复184

7.5-3 再结晶184

7.5-4 晶粒成长186

习题187

参考数据189

第8章 材料之物理性质&郑晃忠191

8.1 导电性质192

8.1-1 电荷载子与导电性192

8.1-2 能阶与能带194

8.1-3 导电体与绝缘体197

8.1-4 热电偶198

8.1-5 超导性198

8.1-6 半导体199

8.1-7 光导性及激旋光性200

8.2 介电性质201

8.2-1 电偶极与极化201

8.2-2 介电强度203

8.2-3 压电性质204

8.2-4 铁电性质205

8.3 磁性质207

8.3-1 顺磁与反磁207

8.3-2 铁磁性与亚铁磁性207

8.4 热性质208

8.5 光性质210

习题211

参考数据212

第9章 材料之强化&李胜隆215

9.1 应变硬化216

9.2 固溶强化218

9.3 细晶强化220

9.4 析出强化与散布强化223

9.4-1 析出强化理论224

9.4-2 散布强化224

9.5 铁碳系之麻田散铁强化225

9.5-1 麻田散铁强化机构226

9.6 共晶强化227

9.7 复合强化231

习题231

参考数据232

各种工程材料232

第10章 钢铁材料&刘国雄233

10.1 钢铁材料的制造加工234

10.1-1 炼铁及炼钢234

10.1-2 铸造237

10.1-3 变形加工239

10.1-4 热处理及表面处理240

10.1-5 焊接242

10.2 钢铁中的合金元素243

10.2-1 合金元素的影响244

10.2-2 杂质元素的影响246

10.3 钢铁材料规格247

10.3-1 SAE及AISI规格247

10.3-2 JIS规格249

10.3-3 CNS规格249

10.4 碳钢251

10.4-1 构造用碳钢252

10.4-2 铸钢254

10.4-3 易切钢254

10.5 低合金钢254

10.5-1 热处理用低合金钢255

10.5-2 高强度低合金钢256

10.6 工具钢258

10.6-1 碳工具锢259

10.6-2 合金工具钢259

10.6-3 高速钢261

10.7 不锈钢262

10.7-1 肥粒型不锈钢263

10.7-2 麻田型不锈钢264

10.7-3 沃斯田型不锈钢264

10.7-4 析出强化型不锈钢266

10.8 其它特殊钢266

10.8-1 耐热钢266

10.8-2 轴承钢267

10.8-3 弹簧钢267

10.8-4 磁气用钢268

10.9 铸铁268

10.9-1 铸铁之凝固269

10.9-2 白铸铁272

10.9-3 灰铸铁272

10.9-4 展性铸铁273

10.9-5 延性铸铁274

习题275

参考数据276

第11章 非铁金属材料&刘国雄277

11.1 铝及铝合金278

11.1-1 铝及铝合金之类别、成份及性质278

11.1-2 各铝合金系之特性及其应用284

11.2 镁及镁合金288

11.3 鈇及钛合金290

11.4 铜及铜合金292

11.4-1 纯铜292

11.4-2 Cu-Zn合金293

11.4-3 Cu-Sn合金295

11.4-4 Cu-Al合金298

11.4-5 Cu-Ni合金300

11.4*-6 Cu-Be合金301

11.5 镍及镍合金303

11.5-1 Ni-Fe合金303

11.5-2 耐高温氧化镍合金306

11.5-3 镍基超合金307

11.6 锌及锌合金310

11.7 锡、铅及其合金312

11.7-1 软焊合金314

11.7-2 易熔合金315

11.7-3 活字合金315

11.7-4 轴承合金316

11.8 贵金属318

11.8-1 金318

11.8-2 银318

11.8-3 白金319

习题319

参考数据320

第12章 陶瓷材料&林树均323

12.1 结晶陶瓷324

12.1-1 硅酸盐陶瓷324

12.1-2 非硅酸盐氧化物陶瓷326

12.1-3 非氧化物陶瓷328

12.2 非品质陶瓷329

12.3 玻璃陶瓷335

12.4 陶瓷制程336

12.4-1 玻璃制程337

12.4-2 结晶陶瓷制程341

12.4-3 胶结345

习题346

参考数据346

第13章 聚合体&林树均349

13.1 聚化反应350

13.1-1 加成聚化350

13.1-2 缩合聚化353

13.1-3 三度空间聚合体355

13.2 热塑聚合体357

13.3 热固聚合体363

13.4 弹性体（橡胶）364

13.5 聚合体之成型368

13.5-1 挤型368

13.5-2 射出成型369

13.5-3 板成型法370

13.5-4 吹模成型371

13.5-5 压模成型371

13.5-6 轧光成型372

13.5-7 纺丝372

习题373

参考数据374

第14章 复合材料&林树均377

14.1 强化材379

14.1-1 强化粒子379

14.1-2 玻璃纤维380

14.1-3 硼纤维381

14.1-4 碳纤维381

14.1-5 其它纤维384

14.1-6 各种纤维性质此较384

14.2 基材386

14.2-1 聚合体基材386

14.2-2 金属基材307

14.2-3 陶瓷基材388

14.3 界面388

14.4 纤维复合材390

14.4-1 纤维复合材的制造390

14.4-2 纤维复合材之性质及应用393

14.4-3 短纤及须晶复合材395

14.5 粒子复合材395

14.5-1 粒子复合材的制造396

14.5-2 真正粒子复合材397

14.6 板状复合材399

习题401

参考数据402

第15章 半导体及磁性材料&郑晃忠403

15.1 本质半导体404

15.2 外质半导体409

15.2-1 型半导体409

15.2-2 P型半导体412

15.3 化合物半导体413

15.4 非品质半导体414

15.5 简易电子组件415

15.6 半导体之电性质418

15.7 金属磁体420

15.7-1 软磁体421

15.7-2 硬磁体423

15.7-3 超导金属磁体424

15.8 陶瓷磁体424

15.8-1 低导电率磁体424

15.8-2 超导陶瓷磁体426

习题428

参考数据429

材料之使用及选择429

第16章 环境之损伤&李胜隆431

16.1 腐蚀反应432

16.2 电极电位434

16.2-1 标准电极电位（或电动势序列）及伽凡尼系列434

16.2-2 浓度及温度对电极电位的影响437

16.3 腐蚀速率438

16.3-1 以重量损失来表示腐蚀速率438

16.3-2 以电流密度来表示腐蚀速率439

16.4 腐蚀之型式及其防治法441

16.4-1 均匀腐蚀442

16.4-2 伽凡尼腐蚀442

16.4-3 穿孔腐蚀444

16.4-4 鲢隙腐蚀444

16.4-5 沿晶腐蚀446

16.4-6 应力腐蚀448

16.4-7 冲蚀腐蚀449

16.4-8 涡穴腐蚀449

16.4-9 移擦腐蚀451

16.4-10 选择腐蚀451

16.5 金属之钝化452

16.6 腐蚀防治法453

16.6-1 阳极防蚀453

16.6-2 阴极防蚀453

16.6-3 抑制剂的添加454

16.6-4 被覆层455

16.7 氧化455

16.7-1 氧化之驱动455

16.7-2 氧化膜之保护性456

16.7-3 薄膜之成长速率458

16.8 磨耗460

16.8-1 黏附磨耗461

16.8-2 磨料唐耗462

16.8-3 疲劳唐耗462

16.8-4 冲蚀磨耗463

习题464

参考数据465

第17章 损坏之分析与防制&叶均蔚467

17.1 韧性与破断力学468

17.1-1 轫性与凹痕靱性468

17.1-2 破断力学472

17.2 疲劳现象477

17.2-1 疲劳试验与S-N曲线478

17.3 应力腐蚀断裂480

17.4 破裂型态之分析482

17.4-1 延性破裂482

17.4-2 脆性破裂484

17.4-3 疲劳破裂486

17.4-4 应力腐蚀破裂487

17.5 材料缺陷之检验488

17.5-1 辐射线照相法488

17.5-2 超音波检验491

17.5-3 磁粉检验494

17.5-4 涡电流检验法495

17.5-5 液体渗透检验法496

习题497

参考数据498

第18章 材料的选用&林树均501

18.1 材料选用的考虑层面502

18.1-1 性能要求与使用环境503

18.1-2 性能要求及使用环境与可测性质的关连503

18.1-3 热处理505

18.1-4 零件形状505

18.1-5 制造方法505

18.1-6 可用性506

18.1-7 制成零件的性质506

18.2 钢铁材料的选用507

18.2-1 钢铁材料之选用重点507

18.2.2 机械构造用钢的选用511

18.3 引擎材料的选用514

18.4 材料取代选用的案例518

18.4-1 同类材料的取代选用518

18.4-2 新材料的选用520

习题524

参考数据525

附录527

名词对照533

英文名词对照534

中文名词对照553