《新材料概論/教育部高等學校·材料科學與工程教學指導委員會規(guī)劃教材》為教育部高等學校材料科學與工程教學指導委員會規(guī)劃教材，根據(jù)教育部高等學校材料科學與工程教學指導委員會本課程“教學基本要求”編寫。
對材料類專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的學生，掌握各類材料，特別是新材料的相關(guān)知識，對于拓展其知識結(jié)構(gòu)，提高綜合科學素質(zhì)是十分必要的。本教材正是為滿足上述教學改革和人才培養(yǎng)需要而編寫的。全書共分12章，第1章為材料概論，簡要介紹了材料的特征和分類，材料結(jié)構(gòu)與性能的基本知識，材料的發(fā)展簡史，闡述了新材料的基本特點和對人類社會發(fā)展的科技推動作用，同時還簡要介紹了材料科學與工程的內(nèi)涵和基本要素。其余11章分別從概念、性能特點、應用和發(fā)展等方面分類介紹了高性能結(jié)構(gòu)材料、先進復合材料、電性材料、磁性材料、光學功能材料、信息功能材料、新能源材料、智能材料、生物醫(yī)用材料、納米材料、生態(tài)環(huán)境材料。
《新材料概論/教育部高等學�！げ牧峡茖W與工程教學指導委員會規(guī)劃教材》具有內(nèi)容新穎，涵蓋面廣，通俗易懂，可讀性強等特點�？勺鳛椴牧峡茖W與工程專業(yè)導論課程的選用教材，也可作為非材料專業(yè)大學通識教育基礎(chǔ)課程的參考教材，還適合從事與材料相關(guān)的科研人員、管理人員以及生產(chǎn)技術(shù)人員閱讀參考。
第1章 材料概論
1.1 材料及其分類
1.2 材料的結(jié)構(gòu)與性能
1.2.1 材料結(jié)構(gòu)的基本知識
1.2.2 材料的性能
1.3 材料是人類文明的基石
1.3.1 材料發(fā)展簡史
1.3.2 新材料是社會現(xiàn)代化的先導
1.3.3 新材料是實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要保證
1.4 新材料技術(shù)發(fā)展的重點
1.4.1 開發(fā)新材料，發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)
1.4.2 材料設(shè)計
1.4.3 材料制備新工藝與新技術(shù)的開發(fā)
1.4.4 材料的應用研究與開發(fā)
1.5 材料科學與工程的內(nèi)涵和基本要素
1.5.1 材料科學與工程的內(nèi)涵
1.5.2 材料科學與工程的基本要素
參考文獻
第2章 高性能結(jié)構(gòu)材料
2.1 新型金屬結(jié)構(gòu)材料
2.1.1 超級鋼
2.1.2 先進鍋合金
2.1.3 先進鈦合金
2.1.4 高溫合金
2.2 金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料
2.2.1 金屬問化合物的基本特性
2.2.2 典型的金屬間化合物
2.2.3 金屬間化合物的制備技術(shù)和應用前景
2.3 新型無機非金屬結(jié)構(gòu)材料
2.3.1 新型超高強水泥
2.3.2 新型陶瓷材料
2.3.3 新型玻璃
2.4 新型高分子材料
2.4.1 特種工程塑料
2.4.2 高性能合成橡膠
2.4.3 高性能纖維
參考文獻
第3章 先進復合材料
3.1 復合材料概述
3.1.1 復合材料的命名與分類
3.1.2 復合材料的增強體
3.2 金屬基復合材料
3.2.1 金屬基復合材料的種類和性能特點
3.2.2 鋁基復合材料
3.2.3 鈦基復合材料
3.2.4 鎳基復合材料
3.2.5 鎂基復合材料
3.3 陶瓷基復合材料
3.3.1 陶瓷基復合材料的種類和基本性能
3.3.2 氧化物基陶瓷復合材料
3.3.3 非氧化物陶瓷基復合材料
3.4 高分子基復合材料
3.4.I 高分子基復合材料的分類與性能特點
3.4.2 高分子基復合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.4.3 高分子基復合材料的力學性能與應用
3.5 新型水泥基復合材料
3.5.1 纖維增強水泥基復合材料
3.5.2 聚合物水泥基復合材料
3.5.3 水泥基功能復合材料
3.6 炭／炭復合材料
3.6.1 炭／炭復合材料的發(fā)展
3.6.2 炭／炭復合材料的制造工藝
3.6.3 炭／炭復合材料的性能
3.6.4 炭／炭復合材料的應用
3.7 梯度功能復合材料
3.7.1 梯度功能復合材料的概念
3.7.2 梯度功能復合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.7.3 梯度功能復合材料的應用
參考文獻
第4章 電性材料
4.1 電性材料概述
4.2 導電材料
4.2.1 導電材料的特性
4.2.2 導電材料的種類及應用
4.3 電阻材料
4.3.1 電阻材料簡介
4.3.2 電阻材料分類及應用
4.4 半導體材料
4.4.1 半導體材料概述
4.4.2 半導體材料分類及應用
4.5 超導材料
4.5.1 超導材料概述
4.5.2 超導材料的特性
4.5.3 超導材料的分類
4.5.4 超導材料的應用
4.6 鐵電、莊電、熱釋電材料
4.6.1 鐵電陶瓷
4.6.2 壓電材料
4.6.3 熱釋電材料
參考文獻
第5章 磁性材料
5.1 磁學基礎(chǔ)
5.1.1 物質(zhì)的磁性
5.1.2 磁性材料的技術(shù)磁參量
5.2 永磁材料
5.2.1 鋁鎳鈷和鐵鉻鈷系磁體
5.2.2 永磁鐵氧體
5.2.3 稀土一過渡金屬間化合物
5.2.4 納米微晶稀土永磁材料
5.3 軟磁材料
5.3.1 軟磁材料簡況
5.3.2 純鐵和鐵合金
5.3.3 鐵一鎳合金（坡莫合金）
5.3.4 鐵鈷合金
5.3.5 非晶態(tài)軟磁合金
5.3.6 軟磁鐵氧體
5.3.7 新型納米軟磁合金
5.4 其他新型磁性材料
5.4.1 矩磁材料
5.4.2 旋磁材料
5.4.3 壓磁材料
5.4.4 其他磁性材料
參考文獻
第6章 光學功能材料
6.1 光色材料
6.1.1 光致變色機理
6.1.2 光色材料的種類
6.1.3 光色材料的應用
6.2 紅外光學材料
6.2.1 概述
6.2.2 主要紅外光學材料及應用
6.3 發(fā)光材料
6.3.1 概述
6.3.2 典型發(fā)光材料
6.3.3 發(fā)光材料的應用
6.4 激光材料
6.4.1 激光產(chǎn)生的原理
6.4.2 激光材料的性能要求
6.4.3 激光材料的種類及應用
……
第7章 信息功能材料
第8章 新能源材料
第9章 智能材料
第10章 生物醫(yī)用材料
第11章 納米材料
第12章 生態(tài)環(huán)境材料
3.7.2梯度功能復合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計
傳統(tǒng)的復合材料雖然微觀上是不均一的，但在研究材料的宏觀性能時可以將它作為均質(zhì)材料處理。因此，人們可以利用建立在均質(zhì)材料的力學理論基礎(chǔ)上的理論或半經(jīng)驗的混合法則來設(shè)計復合材料的性能。但是，梯度功能材料和傳統(tǒng)復合材料相比，在材料設(shè)計方面有著根本不同之處。梯度功能材料的研究開發(fā)的針對性更強，在材料設(shè)計時必須首先考慮具體的使用環(huán)境。梯度功能材料設(shè)計包括兩個重要的方面，一是構(gòu)成梯度材料的物系設(shè)計，另一個則是熱應力緩和結(jié)構(gòu)設(shè)計。物系設(shè)計主要是考慮所設(shè)計的性質(zhì)要與目標環(huán)境相適應，此外還要充分注意所選材料間的物理及化學相容性，包括熱膨脹系數(shù)相差不能太大，兩相盡可能好的潤濕性和材料制備條件的同一性（燒結(jié)、致密化條件等）；熱應力緩和結(jié)構(gòu)設(shè)計是追求在選定物系前提下梯度材料的熱應力最為適宜，一方面考慮材料在制備過程中的殘余應力，同時還要考慮材料在使用條件（溫度梯度、熱沖擊等）下的熱應力。故此，梯度功能復合材料設(shè)計需導入熱應力分布函數(shù)和材料成分構(gòu)成與成分分布函數(shù)。例如，航天飛機發(fā)動機燃燒室的一側(cè)要承受極高的溫度，另一側(cè)接觸液氫又要承受極低的溫度。設(shè)計這種特殊環(huán)境下使用的梯度功能材料時，需要通過如圖3—9所示的逆向設(shè)計程序找到最佳梯度分布。
梯度功能材料的制備關(guān)鍵在于如何使材料組成和組織結(jié)構(gòu)等按設(shè)計要求形成梯度分布。常用的梯度功能材料的制備技術(shù)有：等離子噴涂法、化學或物理氣相沉積法、激光熔覆法、薄膜疊層法、泥漿浸涂法等。
3.7.3梯度功能復合材料的應用
梯度功能復合材料是一類具有全新概念的材料，其應用前景極為廣泛（見表3—14）�，F(xiàn)在的主要應用為以下幾方面：
1.耐高溫材料
耐高溫梯度功能復合材料主要應用于航天工業(yè)，它可以用于航天飛機和宇宵飛船的殼體。航天飛機在往返大氣層的過程中，機頭的前端和機翼的前沿處于超高溫狀態(tài)。過去航天飛機采用以陶瓷為主的復合材料防熱系統(tǒng)，其重復使用性差，整個系統(tǒng)的可靠性也存在問題。采用熱應力緩和的梯度功能復合材料可解決上述問題。梯度功能材料也可用于噴氣燃燒器和重復使用型的火箭燃燒器。另外，用金屬一陶瓷結(jié)合的梯度功能材料可作為核反應堆材料，能消除熱傳遞及熱膨脹引起的應力，解決內(nèi)層容易剝離的問題。
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