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內容簡介: |
本教材是材料科学与工程导论的双语教材,以现行“材料科学与工程导论”课程标准为依据,结合中文教材,以国外原版教材做参考并根据国内的教学情况及材料科学研究的*进展对教材内容进行适度的整合。全书共分9章,具体内容包括:绪论,固体材料的结构,常用工程材料(高分子材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料)的结构、力学性能、成分、加工工艺以及应用前景,常用工程材料的化学性能(耐腐蚀性能)和物理性能(电、磁、热和光学性能)以及新型材料(生物材料、纳米材料和智能材料)的介绍等内容。 本教材可供大专院校材料科学与工程及相关专业师生使用,也可供从事材料科学与工程研究、开发及管理的人员参考。
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目錄:
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Chapter 1Introduction1 Learning Objectives1 11Historical Perspective1 12What is Materials Science and Engineering?2 13Why Study Materials Science and Engineering?5 14Classification of Materials5 15Advanced Materials9 16Modern Materials’ Needs10 References11 Chapter 2The Structure of Crystalline Solids13 Learning Objectives13 21Atomic Structure and Interatomic Bonding13 211Fundamental Concepts14 212Bonding Forces and Energies14 213Atomic Bonding in Solids16 22Crystal Structures22 221Fundamental Concepts22 222Metallic Crystal Structures and Crystal Systems23 223Crystallographic Points,Directions,and Planes30 224Crystalline and Noncrystalline Materials37 23Imperfections in Solids40 231Point Defects in Metals40 232Dislocations—Linear Defects43 233Interfacial Defects44 234Bulk or Volume Defects46 References48 Chapter 3Polymer Materials49 Learning Objectives49 31Polymer Structures49 311Introduction49 312Fundamental Concepts49 313Polymer Molecules50 314Designation of Polymers50 315Commonly Used Polymers51 316The Chemistry of Polymer Molecules58 32Crystallization,Melting and Glass Transition Phenomena in Polymers65 33Mechanical Properties of Polymers66 331StressStrain Behavior67 332Macroscopic Deformation68 333Viscoelastic Deformation70 34Polymer Types71 341Plastics71 342Elastomers72 343Fibers73 344Miscellaneous Applications Coatings73 35Processing of Polymers74 351Polymerization75 352Polymer Additives76 353Forming Techniques for Plastics78 354Fabrication of Elastomers80 355Fabrication of Fibers and Films81 References84 Chapter 4Metallic Materials85 Learning Objectives85 41Mechanical Properties of Metals85 411Introduction85 412Tensile Test86 413Hardness Testing90 42Dislocations and Strengthening91 421The Role of Dislocations91 422Work Hardening93 423Grain Size Strengthening93 424Alloy Hardening94 43Failure96 431Introduction96 432Fundamentals of Fracture97 433Ductile Fracture97 434Brittle Fracture98 435Fracture Mechanics in Design99 436Fracture Toughness100 437Fatigue101 438Creep101 44Phase Diagrams and Phase Transformations in Metals102 441Introduction102 442Phase Diagrams103 443Phase Transformations107 45Applications and Processing of Metal Alloys108 451Introduction108 452Types of Metal Alloys109 453Fabrication of Metals113 454Thermal Processing of Metals115 References120 Chapter 5Ceramic Materials123 Learning Objectives123 51Structures and Properties of Ceramics123 511Introduction123 512Ceramic Structures123 513Mechanical Properties of Ceramics127 52Application and Processing of Ceramics129 521Types and Applications of Ceramics129 522Fabrication and Processing of Ceramics131 References136 Chapter 6Composite Materials137 Learning Objectives137 61Introduction137 62ParticleReinforced Composites138 621LargeParticle Composites139 622DispersionStrengthened Composites140 63FiberReinforced Composites140 631The Fiber Phase140 632The Matrix Phase141 64PolymerMatrix Composites142 641Glass FiberReinforced Polymer(GFRP)Composites142 642Carbon FiberReinforced Polymer(CFRP)Composites143 643Aramid FiberReinforced Polymer Composites143 65MetalMatrix Composites145 66CeramicMatrix Composites146 References149 Chapter 7Corrosion and Degradation of Materials150 Learning Objectives150 71Introduction150 72Corrosion of Metals150 721Electrochemical Considerations151 722Corrosion Rates153 723Passivity153 724Environmental Effects153 725Forms of Corrosion154 726Corrosion Environments158 727Corrosion Prevention159 73Corrosion of Ceramic Materials159 74Degradation of Polymers160 741Swelling and Dissolution160 742Bond Rupture160 743Weathering161 References163 Chapter 8ElectricalThermalMagneticOptical Properties of Materials164 Learning Objectives164 81Introduction165 82Electrical Properties of Materials165 821Metals and Alloys166 822Semiconductors167 823Ionic Ceramics and Polymers170 83Thermal Properties of Materials170 831Heat Capacity170 832Thermal Expansion171 833Thermal Conductivity172 834Thermal Stresses172 84Magnetic Properties of Materials174 841Diamagnetism,Paramagnetism and Ferromagnetism174 842Antiferromagnetism and Ferrimagnetism177 843The Influence of Temperature on Magnetic Behavior179 844Domains,Hysteresis and Magnetic Anisotropy179 845Superconductivity181 85Optical Properties of Materials186 851Interaction of Light with Matter186 852Atomic and Electronic Interactions187 853Refraction,Reflection,Absorption and Transmission190 854Opacity and Translucency in Insulators192 855Applications of Optical Phenomena192 References197 Chapter 9BiomaterialsNanomaterialsSmart Materials198 Learning Objectives198 91Biomaterials198 911Definition of Biomaterials199 912Performance of Biomaterials202 913Brief Historical Background203 92Nanotechnology and Nanomaterials205 921Introduction205 922Examples of Current Achievements and Paradigm Shifts209 93Smart Materials214 931Introduction214 932Shape Memory Alloys215 933Applications of Smart Materials219 Reference220
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內容試閱:
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进入21世纪,新材料、信息和生物技术已成为科学研究和新兴战略产业发展的最重要领域。为了适应材料科学与技术的发展,培养学生跟踪国际材料科学与技术发展前沿的能力,使学生成为材料科学领域的创新型人才,国内很多高校都面向大学本科学生开设了“材料科学与工程导论”双语课程作为材料学科的基础课。 “材料科学与工程导论”双语课程是我校为材料类宽专业本科学生开设的专业课程,也是我校最早开设的双语课程,自2002年起,每年有五百余人修读本课程。2008年该课程成为山东省双语教学示范课程,2009年获得国家双语教学示范课程建设项目的资助。在“材料科学与工程导论”双语课程的建设中,教材建设是该课程建设的重中之重,也是双语教学必需解决的难题之一。“材料科学与工程导论”双语教材的编写是适应高等教育国际化进程、培养具有国际竞争力的材料领域高素质人才的重要一环。 目前,国外现有的原版英文教材不能全面满足我国材料类各专业大学本科阶段学生“材料科学与工程导论”专业基础课程双语教学的需要,也不能适应宽口径材料专业人才培养模式的需要。现阶段本科生不具备使用多本英文原版教材进行课程学习的基础和条件。因此,我们结合我校材料类专业设置特点(设高分子材料科学与工程、材料物理、材料化学、无机非金属材料、金属材料五个专业)、课程定位(专业基础必修课程)和学生学业和职业发展的需要,以现行“材料科学与工程导论”课程标准为依据,结合中文教材,以国外原版教材做参考并根据国内的实际教学情况及材料科学研究的最新进展对教材内容进行适度的整合,力图编写出适合我国大学本科生的“材料科学与工程导论”双语教材。 全书共分9章,具体内容包括:绪论,固体材料的结构,常用工程材料(高分子材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料)的结构、力学性能、成分、加工工艺以及应用前景,常用工程材料的化学性能(耐腐蚀性能)和物理性能(电、磁、热和光学性能)以及新型材料(生物材料、纳米材料和智能材料)的介绍等内容。 本书的编写者为青岛科技大学陈克正教授(第9章),青岛科技大学王玮副教授(第2、3、6章),青岛科技大学刘春廷老师(第4、5、7章),青岛科技大学徐磊老师(第1、8章)。全书由陈克正教授任主编。 本书的编写得到了国家双语教学示范课程建设项目、青岛科技大学双语教学示范课程建设项目的资助。青岛科技大学各级领导对本书的编写和出版十分关心和支持,编者再次一并表示衷心的感谢。 由于编者水平有限,经验不足,书中难免有不足之处,恳请专家和广大读者批评指正。 编者 2011年6月
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