材料概論(普及版)（簡體書）

《材料概論》是材料科學與工程專業的先行必修課教材。針對教學中師生共同反映以往的《材料概論》概念多、偏學術化、不易懂、有些內容專業性太強、記不住、難以掌握等情況，本書採取通俗易懂的撰寫方法，儘量寫成一本普及型教材，不求全求深，而是將日常生活中最基本的材料介紹給學生，便於學生接受和理解，以最大程度地達到《材料概論》使學生認識材料的教學目的。在編排上本書分為各自獨立的上下兩編，上編主要從材料發展史的角度認識各種材料及其在各歷史階段中的重要作用，下編圍繞使學生進一步瞭解和認識材料的目的，以材料的性能、生產及應用為主線，分別介紹金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、複合材料以及各類新材料。上下兩編基本相互獨立，根據教學需要，可以兩編都講，也可以只講其中的任意一編。
目前越來越多的行業認識到瞭解材料知識對於材料運用的重要性，因此，在高校裡與材料相關的專業都樂於開設介紹材料知識的課程。由於以往的教材理論性偏強，材料專業的低年級學生都難以全面接受，因此對其他相關專業更不適宜，本教材不求理論深度，通俗易懂，適用於高等學校各類材料專業，也可適用於使用材料生產相關產品的專業、使用材料進行相關工程建設的專業等。

張金升，山東交通學院 材料科學與工程學院，教授，1982.1-1983.7：山東淄川陶瓷廠；1983.7-1984.7：山東省輕工美術學校，工藝班教學負責人，創辦陶瓷工藝專業；1984.7-1988.5：山東省輕工業學校，矽酸鹽教研室主任；1988.5-2000.9：濟南建築材料設計研究院，高級工程師，建材室主任，；2000.9-2003.6：山東大學，攻讀博士學位，參與國家自然基金、省自然基金、博士後基金課題；2003.6-至今：山東交通學院，主講《材料概論》、《物理化學》、《矽酸鹽工藝概論》等8門課程。①歷年來主持完成科研項目30餘項；②獲教育部、省、市科技進步獎等各項獎勵20餘項，其中近年來，獲教育部科技進步一等獎1項（2006年1月），山東省高等學校**研成果二等獎2項（2002年6月，2009年1月），山東黃河科技進步二等獎1項（2005.8）；③獲國家發明專利3項：一種發動機排氣管及其一體化製備工藝，2004年12月。鐵鋁金屬間化合物/氧化鋯陶瓷複合材料， 2004年11月。黃土紅土質粉煤灰牆地磚的配方1999年3月。④出版專著7部；⑤主持完成生產線建設工程4項，主持可行性研究項目6項；⑥歷年來在《中國科學》等學術刊物上發表論文70餘篇。

上編 材料總論
第一章 材料概念及其範疇
第一節 構造（原）材料
一、材料定義
二、材料定義的內涵
三、材料與物質
第二節 成品（具體應用）材料
第三節 物質材料
第四節 材料判據
一、資源判據
二、能源判據
三、環保判據
四、質量判據
五、經濟判據
第五節 材料科學四要素
一、材料科學四面體
二、材料的晶體結構
三、材料的結合鍵、成分與結構
四、材料的組織結構（微觀結構
五、材料的成分和組織結構的檢測
第二章 材料分類
第一節 按化學鍵類型及結構特徵分類
一、金屬材料
二、無機非金屬材料
三、有機高分子材料
四、複合材料
五、半導體材料
六、化學建材
第二節 按材料發展進程分類――傳統材料和新型材料
第三節 按工程應用和材料性能分類
第四節 根據現代科學技術的門類歸屬分類
第五節 其他分類方法
一、按用途或服役領域分類
二、按來源分類
三、按材料的物理狀態分類
四、按化學成分分類
五、按原子、分子的排列方式或結晶狀態分類
六、按材料的物理性能分類
七、按材料發生的物理效應分類
八、按材料的某種特殊用途（功能）分類
九、按生命特徵分類
十、按是否具有金屬特徵分類
十一、固體材料中按結構狀態分類
十二、按材料的可見維度分類
第三章 材料發展史
第一節 總論
一、材料發展與人類文明息息相關
二、材料發展與文明時代的劃分
第二節 無機非金屬材料發展簡史
一、陶瓷材料的發展歷史
二、水泥材料發展簡史
三、玻璃材料發展簡史
第三節 金屬材料發展簡史
一、青銅器時代
二、鐵器時代
三、鋼鐵的發展
四、現代鋼鐵工業的開端――貝塞麥把我們帶入鋼鐵時代
五、錳鋼的誕生
六、不銹鋼與超級不銹鋼的誕生
七、切削工具材料的發展
八、其他金屬材料的發展
九、航空時代的驕子――鈦及鈦合金
十、活的金屬――形狀記憶合金
第四節 有機高分子材料發展簡史
一、人類開發和利用天然高分子的歷史
二、現代高分子材料的發展
三、我國高分子材料的發展
四、高分子材料的發展趨勢與應用
五、高分子材料改性概況
六、醫用高分子材料發展史簡介
第五節 複合材料發展簡史
一、古代複合材料發展歷史簡介
二、現代複合材料
三、先進複合材料
四、中國先進複合材料發展狀況
五、複合材料的應用領域和發展展望
第四章 材料與人類文明
第一節 材料是人類文明發展的肇始者
第二節 傳統材料的發展與人類文明
一、以使用材料的特徵命名歷史考古時代――可靠的歷史時期見證
二、傳統材料的發展與歷史的進步
三、傳統材料的新生
第三節 高技術材料與現代文明
一、高新技術的先導
二、材料在技術發達社會中的作用
第四節 材料發展與環境協調性
一、材料的開發和使用必須考慮環境協調性和可持續發展
二、材料循環
三、材料的可持續發展戰略與生態環境材料
第五節 未來材料
一、未來材料發展的特點――材料設計和分子設計
二、材料展望
三、材料發展的重要方向――材料的複合化、多功能化、納米化
第五章 材料科學與工程
第一節 材料科學的發展階段
一、材料的發展階段
二、材料學的發展階段
三、材料學的發展進程
第二節 材料科學與工程學科的興起
第三節 材料科學與工程及其內涵和特點
一、研究內容和定義
二、材料科學與工程的內涵
三、材料科學與工程的特點
第四節 材料科學與工程研究的重點
一、新工藝、新技術和新合成方法的探索
二、組成、結構和性能的關係
三、重視高精度儀器設備的發展
四、運用計算機開展研究
五、交叉學科和複合材料
六、納米技術的應用
七、界面工程和晶界工程
八、材料設計和分子設計
第五節 材料科學與工程專業培養
一、專業範圍和基本要求
二、業務培養目標
三、業務培養要求
四、應獲得的知識和能力
五、本專業的相關學科
六、學科結構
七、主幹學科的方法論介紹
下編 材料各論
第六章 金屬材料
第一節 金屬材料概述
一、金屬及金屬材料學
二、金屬元素在元素週期表中的排布及原子結構特徵
三、合金的基本結構類型
四、金屬材料分類
五、金屬通性
第二節 純鐵、滲碳體和工業純鐵
一、純鐵
二、滲碳體
三、工業純鐵
第三節 鋼――碳鋼和合金鋼
一、鐵碳合金的基本相
二、碳鋼
三、合金鋼的分類
第四節 工業用鋼
一、工程構件用鋼和低合金結構鋼
二、合金滲碳鋼
三、滲氮鋼、碳氮共滲鋼和表面淬火用鋼
四、合金調質鋼
五、彈簧鋼
六、滾動軸承鋼
七、合金刃具鋼
八、合金模具鋼
九、合金量具鋼
十、不銹鋼
十一、耐熱鋼和高溫合金
十二、耐磨鋼
十三、磁鋼（矽鋼）
第五節 鋼材的冶金過程
一、鋼冶金過程熱力學
二、煉鋼工藝和爐外精煉
三、軋製工藝簡介
第六節 鋼材的熱處理
一、退火
二、正火
三、淬火
四、回火
第七節 鑄鐵
一、鑄鐵概念和定義
二、鑄鐵的組織、分類及應用
第八節 非鐵金屬（有色金屬）及其合金
一、鋁及鋁合金
二、銅及銅合金
三、鈦及鈦合金
四、鎂及鎂合金
五、軸承合金
第七章 無機非金屬材料
第一節 陶瓷材料
一、陶瓷概念和定義
二、陶瓷的種類和範疇
三、傳統陶瓷品種及應用
四、傳統陶瓷基本製備方法和技術
五、陶瓷基本性質
六、陶瓷生產主要技術裝備
第二節 水泥及膠凝材料
一、水泥與膠凝材料概述
二、水泥的分類和範疇
三、常見的水泥品種及應用
四、水泥基本生產工藝
五、水泥熟料中的主要礦物及對水泥性能的影響
六、水泥主要性能和標準要求
七、水泥生產主要技術裝備
第三節 玻璃與非晶態材料
一、玻璃、無定形態材料和非晶態材料的概念
二、玻璃的分類和範疇
三、玻璃的結構
四、常見玻璃品種及應用
五、玻璃的基本生產工藝
六、玻璃的主要性能和標準
七、玻璃生產主要技術裝備
第四節 混凝土
一、混凝土的概念
二、混凝土的分類和範疇
三、混凝土常見品種和應用
四、混凝土基本生產工藝
五、混凝土主要性能和要求
六、混凝土生產主要技術裝備
七、混凝土製品簡介
第五節 耐火材料
一、耐火材料的概念
二、耐火材料的分類和範疇、常見品種和應用
三、耐火材料基本生產工藝
四、耐火材料主要性能
五、耐火材料生產主要技術裝備
第八章 有機高分子材料
第一節 有機高分子材料概述
一、高分子化合物的基本概念
二、高分子化合物的命名
三、高分子化合物的分類
第二節 高分子材料的結構與性能
一、高分子化合物的基本鏈結構概述
二、高分子化合物（非晶態）的三種物理狀態
第三節 高分子化合物的反應、合成和高分子材料的加工
一、高分子化合物的反應、合成
二、高分子材料的加工概述
第四節 高分子各論
一、塑料
二、天然橡膠與合成橡膠
三、纖維
四、塗料
五、膠黏劑
六、功能高分子材料簡介
第五節 典型的高分子材料品種
一、聚烯烴
二、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
三、聚醯胺
四、聚甲醛
五、氟塑料
六、聚碸
七、聚甲基丙烯酸甲酯
八、酚醛塑料
九、環氧塑料
十、飽和聚酯
十一、聚醯亞胺及其他耐高溫高分子
十二、聚苯醚
十三、有機矽
十四、其他
第九章 複合材料
第一節 概述
一、複合材料的發展背景
二、複合材料的含義
三、複合材料的組成部分――增強體和增強相
四、複合材料最顯著的優勢特點
五、複合材料分類
第二節 複合材料的性能特點
第三節 複合材料的複合理論和增強增韌機理
一、複合原理
二、增強機理
三、增韌機理
第四節 複合材料的界面
一、樹脂基複合材料的界面
二、金屬基複合材料的界面
三、陶瓷基複合材料的界面
第五節 樹脂基複合材料
一、概述
二、纖維增強樹脂基複合材料
三、顆粒增強樹脂基複合材料
四、樹脂基功能複合材料
五、熱固性樹脂基複合材料
六、熱塑性樹脂基複合材料
第六節 金屬基複合材料
一、概述
二、基體及增強體材料
三、纖維增強金屬基複合材料
四、顆粒增強金屬基複合材料
五、原位複合材料
六、片層疊合金屬基複合材料
七、金屬基功能複合材料
第七節 陶瓷基複合材料
一、陶瓷基複合材料特性
二、陶瓷基複合材料類型
三、陶瓷基複合材料各論
第八節 層疊複合材料和層狀結構複合材料
一、層疊複合材料
二、層狀結構複合材料
第九節 複合材料的製備
一、纖維的製備
二、樹脂基複合材料的製備
三、金屬基複合材料的製造方法
四、陶瓷基複合材料的製備工藝
五、共晶複合材料的製備
第十章 新材料綜述
第一節 新材料導言
第二節 新材料品種概要
一、能源材料
二、信息材料
三、航空航天材料
四、生物醫學材料
五、環境材料
六、納米材料
七、富勒烯材料
八、石墨烯
九、壓電材料
十、熱釋電材料
十一、鐵電材料
十二、儲氫材料
十三、超導材料
十四、金屬間化合物材料
十五、非晶材料
十六、高分子新材料
十七、梯度功能材料
十八、隱身材料
十九、智能材料和機敏材料
參考文獻