材料结构缺陷与性能

《材料结构缺陷与性能》是高等学校材料科学与工程类学科专业的必修课程教材。本教材内容共分为7章：第1章，介绍了缺陷理论的产生和研究发展过程、缺陷的分类、研究材料结构缺陷的意义；第2~4章，分别介绍了点缺陷、线缺陷、面缺陷的基本性质和研究方法；第5章，介绍了缺陷间的交互作用；第6章，介绍了缺陷对材料力学性能的影响；第7章，介绍了缺陷对材料物理性能的影响，并举例加以说明。

本教材围绕缺陷对材料性能的影响这条主线，详细介绍了材料结构缺陷与材料性能的关系，对于材料特别是新材料的合成与制备、材料的选择与设计具有一定的指导意义。

本教材除可作为高等学校材料科学与工程类学科专业的教材外，还可供材料科学与工程领域从事材料研究与材料制造的专业人士阅读参考。

1绪论

1.1结构缺陷理论的产生

1.2晶体结构缺陷的类型

2点缺陷的基本性质

2.1引言

2.2点缺陷的种类及产生途径

2.3点缺陷的平衡浓度

2.4点缺陷的形成能

2.5点缺陷的运动和结合

2.6点缺陷的形成熵和迁移熵

2.7金属中的淬火空位

2.8金属因辐照产生的点缺陷

3线缺陷的基本性质

3.1引言

3.2位错的类型

3.3位错的伯格斯矢量

3.4位错周围的应力场及弹性能

3.5位错的运动

3.6位错的起源与增殖

3.7位错的塞积

3.8位错的交割

3.9位错动力学

3.10典型晶体中的位错

3.11位错的实验观测

4面缺陷的基本性质

4.1引言

4.2小角度晶界

4.3大角度晶界

4.4相界

4.5单相多晶体中的晶粒形状

5缺陷间的交互作用

5.1点缺陷与位错的交互作用

5.2位错与位错间的交互作用

5.3位错与面缺陷的交互作用

6结构缺陷对材料力学性能的影响

6.1晶体的软硬实质

6.2三类晶体的屈服现象

6.3流变应力与位错密度

6.4加工硬化

6.5固溶强化

6.6晶体的断裂

6.7合金中第二相强化

6.8高温强度的位错理论

6.9疲劳强度的位错理论

6.10多晶材料的晶界强化机制

7结构缺陷对材料物理性能的影响

7.1缺陷与晶体的电学性能

7.2缺陷与半导体性能

7.3缺陷与离子晶体物理性能

7.4缺陷与磁学性能

参考文献 2100433B

作　者：顾少轩

版　次：2013年11月第1版第1次

日　期：2013年11月

页　数：175页

出版社：武汉理工大学出版社

开　本：大16

装　帧：平装

书　号：978-7-5629-4164-4

《材料的结构与性能》介绍了：金属材料、陶瓷材料、高分子材料等固体材料所共有的结构特征与性能特征。

主要内容包括单相材料的结构；多相材料的结构；热处理基础；马氏体相变；材料的机械性能；材料的物理性能及材料的化学性能。

《材料的结构与性能》可作为大学材料学科、材料力学学科以及机械学科的本科生和研究生试用教材，也可以作为相关学科领域的研究者及技术人员的参考用书。

全书共10章，分别讲述了材料的原子和电子结构、晶体结构、晶体结构的缺陷、钢铁材料的组织与性能、轻合金的组织与性能、磁性材料、非晶合金、结构陶瓷材料以及超导材料的结构与性能。重点在于阐述不同材料的组织结构与材料性能之间的关系，使读者能够从材料的组织结构设计的角度来理解材料的研究和开发。

《材料结构与性能》作为材料科学与工程专业高年级本科生和研究生的教材，也可作为科技人员系统学习材料结构与性能知识的参考书。

材料结构与性能第1章

材料的原子和电子结构

1.1 材料的原子结构和键合特征

1.1.1 元素周期律和原子结构参数

1.1.2 化学键概念及其应用

1.1.3 化学键的性质

1.2 材料的电子结构

1.2.1 原子的电子排列

1.2.2 能带结构与物理性能

1.2.3 半导体材料的电子结构

参考文献

思考题

材料结构与性能第2章

材料的晶体结构

2.1 晶体的几何构成

2.1.1 空间点阵

2.1.2 布拉菲点阵

2.1.3 晶体的对称性

2.1.4 晶体的物理性能与结构对称性间的关系

2.2 晶体的结合

2.2.1 原子间的结合力与结合能

2.2.2 纯金属晶体

2.2.3 离子晶体

2.2.4 共价晶体

2.2.5 分子晶体

2.3 液晶结构

2.3.1 热致液晶

2.3.2 溶致性液晶

2.3.3 聚合物液晶

2.3.4 液晶的物理性质

参考文献

思考题

材料结构与性能第3章

晶体结构的缺陷

3.1 缺陷的定义及分类

3.2 点缺陷

3.2.1 空位和间隙原子的结构

3.2.2 空位和间隙原子的形成能与热平衡浓度

3.2.3 离子晶体的点缺陷

3.2.4 杂质缺陷

3.2.5 电子缺陷

3.2.6 缺陷化学基础

3.3 位错

3.3.1 位错的弹性性质

3.3.2 位错的能量与线张力

3.3.3 位错的受力

3.3.4 位错与其他缺陷间的交互作用

3.4 典型晶体中的位错

3.4.1 面心立方晶体中的位错

3.4.2 体心立方晶体中的位错

3.4.3 密排六方晶体中的位错

3.5 晶体的界面

3.5.1 晶界

3.5.2 相界面

3.5.3 反向畴界

3.5.4 铁电畴界

3.6 晶体缺陷与材料性能

3.6.1 缺陷对材料物理性能的影响

3.6.2 缺陷与材料的力学性能

参考文献

思考题

材料结构与性能第4章

钢铁材料的组织与性能

4.1 马氏体组织与性能

4.1.1 马氏体的晶体结构

4.1.2 马氏体的组织形貌

4.1.3 马氏体组织的强度

4.1.4 马氏体组织的断裂韧性

4.1.5 马氏体组织的疲劳强度

4.2 贝氏体组织结构与性能

4.2.1 贝氏体的组织结构

4.2.2 贝氏体组织的强度

4.2.3 贝氏体组织的断裂韧性

4.2.4 贝氏体组织的疲劳强度

4.2.5 贝氏体/马氏体复相组织的性能

4.3 珠光体组织与性能

4.3.1 珠光体组织结构

4.3.2 珠光体组织的强度

4.3.3 珠光体组织的断裂韧性

4.3.4 珠光体组织的疲劳强度

参考文献

思考题

材料结构与性能第5章

轻合金的组织与性能

5.1 铝及其合金的组织与性能

5.1.1 铝及其合金简介

5.1.2 铝合金组织与强化机理

5.1.3 铝合金的断裂韧性

5.1.4 铝合金的疲劳性能

5.2 镁及镁合金的组织结构与性能

5.2.1 镁及镁合金的基本特性

5.2.2 镁合金的组织特点

5.2.3 镁合金的强度

5.2.4 镁合金的断裂韧性

5.2.5 镁合金的疲劳强度

5.2.6 镁合金的蠕变性能

5.3 钛及钛合金的结构与性能

5.3.1 钛及钛合金的组织结构

5.3.2 钛合金的力学性能

参考文献

思考题

材料结构与性能第6章

磁性材料及性能

6.1 材料的结构与磁性

6.1.1 材料的磁性

6.1.2 磁化过程

6.2 磁性材料

6.2.1 R-Fe-B的结构与性能

6.2.2 Sm2Fel7N的结构与性能

6.2.3 纳米晶复合磁性材料

参考文献

思考题

材料结构与性能第7章

非晶合金材料

7.1 非晶合金与非晶态转变

7.2 非晶合金的结构特征

7.2.1 衍射法结构表征

7.2.2 短程有序

7.2.3 非晶结构模型

7.3 非晶合金的物理性能

7.3.1 力学性能

7.3.2 耐腐蚀性能

7.3.3 磁学性能

7.3.4 其他特性

7.4 大块非晶合金

7.4.1 大块非晶合金的晶化

7.4.2 大块非晶合金的制备

7.4.3 合金成分设计原则

7.4.4 重要大块非晶合金

7.4.5 大块非晶合金应用展望

参考文献

思考题

材料结构与性能第8章

结构陶瓷的结构与性能

8.1 原子结合键与晶体类型

8.1.1 离子键与离子晶体

8.1.2 共价键与共价晶体

8.1.3 范德瓦尔斯键

8.1.4 陶瓷的典型晶体结构

8.1.5 硅酸盐的晶体结构

8.2 陶瓷材料的显微组织

8.3 陶瓷的强度与断裂

8.3.1 陶瓷的弹性模量

8.3.2 陶瓷材料的强度

8.3.3 陶瓷材料的塑性变形

8.3.4 陶瓷材料的断裂韧性

8.3.5 陶瓷材料的抗热震性能

8.3.6 氧化铝陶瓷

8.3.7 氧化锆陶瓷

8.3.8 氮化物陶瓷

参考文献

思考题

材料结构与性能第9章

超导材料

9.1 超导材料的基本特性

9.2 超导微观理论

9.3 超导材料的结构和性质

9.3.1 低温超导材料

9.3.2 高温超导材料

9.4 超导材料的结构性能分析方法

9.5 超导材料的应用

参考文献

思考题

材料结构与性能第10章

光学功能材料

10.1 光学功能材料的基本概念与分类

10.2 光学功能材料的结构设计

10.2.1 结构设计原理

10.2.2 结构设计方法

10.3 典型倍频晶体的结构与性能

10.3.1 铌酸锂晶体的结构与性能关系

10.3.2 磷酸二氢钾族晶体的结构与性能关系

10.3.3 硼酸盐晶体的结构与性能关系

参考文献

思考题