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內容簡介

　　　　《材料性能學（第二版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》介紹材料使役性能的相關知識。全書共分緒論及正文10章：緒論簡要論述瞭材料性能的概念和劃分，材料性能在錶徵、機理、影響因素和測試等方麵的共性問題；第1～5章為力學性能部分，分彆介紹常規力學試驗和相應性能指標、變形和強化、斷裂和韌化、疲勞性能以及材料在高溫、衝擊、摩擦和腐蝕性介質等常見工程環境下的強度與斷裂；第6～9章為物理性能部分，分彆介紹材料的熱學、磁學、電學及光學性能；第10章為材料的耐環境性能，介紹金屬材料的腐蝕和高分子材料的老化。　　《材料性能學（第二版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》力求從材料性能學“四要素”——錶徵(規律)、機理、影響因素和測試，來闡述材料的性能，注重基本理論和工程應用的結閤，並注意到不同材料的共性和個性。本書涉及的知識麵寬，信息量大，基礎性強，主要作為材料科學與工程一級學科的專業基礎課教材，也可供研究生、相關工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

緒論1 材料的常規力學性能1．1單嚮靜拉伸試驗及性能1．1．1單嚮靜拉伸試驗1．1．2拉伸麯綫1．1．3單嚮靜拉伸基本力學性能指標1．2其他靜載下的力學試驗及性能1．2．1應力狀態軟性係數1．2．2壓縮1．2．3彎麯1．2．4扭轉1．2．5剪切1．2．6幾種靜載試驗方法的比較1．3缺口效應1．3．1缺口處應力分布及缺口效應1．3．2缺口敏感度1．4硬度1．4．1布氏硬度1．4．2洛氏硬度1．4．3維氏硬度1．4．4其他硬度1．4．5常用材料的硬度1．4．6納米硬度1．5衝擊韌度1．5．1夏比缺口衝擊試驗1．5．2衝擊韌度和衝擊功的適用性1．5．3衝擊試驗的應用1．6強度的統計學分析本章小結名詞及術語思考題及習題
2 材料的變形2．1彈性變形2．1．1彈性變形的宏觀描述2．1．2彈性變形的微觀本質2．1．3彈性模量影響因素2．1．4橡膠彈性2．1．5非理想彈性變形2．2黏彈性變形2．2．1黏彈性行為2．2．2力學鬆弛2．2．3黏彈性變形的唯象描述2．2．4時溫等效原理2．3塑性變形2．3．1塑性變形的一般特點2．3．2塑性變形機理2．3．3屈服2．3．4應變硬化2．3．5頸縮2．4先進材料的力學性能2．4．1金屬玻璃2．4．2多孔材料2．4．3納米結構材料本章小結名詞及術語思考題及習題
3 材料的斷3．1斷裂概述3．1．1斷裂類型3．1．2斷裂強度3．1．3宏觀斷口3．1．4斷裂機製圖3．2斷裂過程及機製3．2．1解理斷裂3．2．2微孔聚集斷裂3．2．3沿晶斷裂3．2．4韌一脆轉變3．3非金屬材料的斷裂……4 材料的疲勞5 材料在不同工程環境下的力學性能6 材料的熱學性能7 磁學性能8 電學性能9 光學性能10 材料的耐環境性能參考文獻

精彩書摘

　　0．5材料性能的影響因素　　影響材料性能的因素可以分為外部因素(外因)和內部因素(內因)兩大類。　　一般來說，外因主要包括溫度、介質氣氛、載荷形式、試樣尺寸和形狀等。在這些因素中，溫度是最重要的，幾乎所有性能指標都受溫度的影響；介質氣氛、載荷形式等因素通常是針對力學性能而言的。　　內部因素可稱為結構影響因素。材料的結構大緻可分為三個層次：第一是原子結構，包括電子結構和化學鍵性質；第二是凝聚態結構，包括晶體或非晶體結構、晶體點缺陷(空位、雜質或溶質原子)和綫缺陷(位錯)等；第三是組織結構，包括多晶體晶界、多相材料相界、形態、大小、分布、組織缺陷(疏鬆、氣孔、偏析、縮孔等)和裂紋等。對所有的性能指標，都可以按上述影響因素一一進行分析。掌握這部分內容，有助於通過工藝改變結構，而達到控製性能的目的。這也是材料科學工作者需要掌握的重要知識。　　不同的性能對不同層次結構的敏感性不同。有些是非常敏感；有些比較敏感，而有些性能則不受某一類結構的控製，稱為結構不敏感性能。例如，金屬材料的彈性模量是第二和第三層次結構的非敏感性能，而其他力學性能(強度、塑性、韌性)則對所有層次結構均敏感。再比如，熱容以及某些與自發磁化有關的性能對原子結構和凝聚態結構敏感，對組織結構不是很敏感；而與技術磁化有關的性能以及電阻率等其他物理l生能則對組織結構比較敏感。　　不同層次的結構對性能的影響程度不同，有些是主要控製因素，有些是次要控製因素。一般來說，原子結構決定瞭材料宏觀行為的基本屬性。例如，金屬、陶瓷、高分子聚閤物三大類術纔料宏觀性能的差異主要是由化學鍵(原子結構)差異決定的。金屬材料以典型的金屬鍵結閤，內部有大量能自由運動的電子，因而導電性好；在變形時不會破壞整體的鍵閤，因而塑性好，陶瓷材料通常以離子鍵、共價鍵或這兩種鍵的混閤形式結閤，不存在自由電子，鍵的結閤力大且有方嚮性，故導電性、導熱性、塑性差，但介電性好。雖然原子結構決定瞭材料的基本屬性，但第二或第三層次的結構卻能強烈影響性能的高低，甚至成為主要控製因素。例如，陶瓷化學鍵很強，理論上強度應該很高，但由於生産工藝的限製，工程陶瓷材料內部存在很多氣孔和微裂紋，使得強度遠低於預期值，可以說，微裂紋和氣孔就是控製陶瓷材料強度的主要結構因素。同樣地，金屬材料強度的主要結構控製因素就是晶體缺陷，特彆是位錯和界麵。　　……

前言/序言

　　隨著國傢“高等教育麵嚮21世紀教學內容和課程體係改革計劃”的實施，加強學生素質教育，培養其創新精神已被放在重要的地位。根據總體優化人纔培養過程的要求，為瞭給學生的學習留齣一定的時間和空間，在新的教學計劃中，相關課程的閤並、整閤以及課堂教學總學時數的大幅減少也成為必然趨勢，已有不少學校將材料科學與工程學科的兩門專業基礎課《材料的力學性能》和《材料的物理性能》閤並為一門課程《材料性能學》進行教學，因此編寫一本適應新教學計劃和要求的教材是十分必要和緊迫的任務。本書即為此目的而撰寫，作為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，可作為材料科學與工程一級學科主乾專業基礎課教材，也可作為相關學科專業本科生、研究生以及工程技術人員的參考書。　　本書的緒論對材料性能的概念、劃分、錶徵、宏觀規律、微觀本質、影響因素以及測試方法的共性和個性問題進行瞭扼要的論述，供讀者作為開始學習和結束學習後進行復習的提綱。正文內容分為三大部分，共10章：第1～5章為力學l！生能部分，分彆介紹包括拉、壓、彎、扭、剪、缺口、衝擊及硬度等最常見的力學性能試驗方法和相應的力學性能指標(第1章)，材料的變形及強化(第2章)，材料的斷裂及韌化(第3章)，材料的疲勞(第4章)和材料在高溫、高速衝擊、腐蝕性環境、摩擦等不同條件下的力學性能(第5章)；第6～9章為物理I生能部分，分彆介紹材料的熱容、熱膨脹、熱傳導等熱學性能(第6章)，材料的磁學性能(第7章)，材料的導電、介電、熱電、壓電、熱釋電等電學性能(第8章)以及材料對光的摺射、反射、吸收、散射和發光等光學性能(第9章)；第10章為全書的第三部分，介紹材料的耐環境性能，包括金屬材料的腐蝕和高分子材料的老化。　　通過本課程的學習，應掌握材料的各種主要性能的宏觀規律、物理本質以及工程意義；瞭解影響材料性能的主要因素，基本掌握改善或提高材料性能指標，充分發揮材料潛力的主要途徑；瞭解材料性能測試的原理、方法以及相關儀器設備；初步具備閤理選用材料、開發新型材料的必要基礎知識和基本技能。　　本書的編寫力求有豐富的知識覆蓋麵、足夠的信息量和適當的理論深度。在內容編排上，把過去分散在不同專業、不同課程中的有關材料性能的內容，如金屬材料的力學性能和物理性能、無機材料的物理性能、高分子材料的力學性能、材料的腐蝕等，進行綜閤優化、係統介紹。因此，本書的內容涉及麵較廣，要求學生具有“材料科學基礎”、“材料加工原理”等主乾專業課程以及“普通物理”、“材料力學”、“物理化學”、“固體物理”等基礎課程的相關知識基礎。同時，本書在滿足基本教學要求的基礎上，也為學生提供瞭自學或選學的內容(書中小字部分)，幫助學生拓寬知識麵和加深理論基礎。此外，在每一章末尾都附有本章小結和名詞及術語錶，幫助學生對所學內容進行復習和鞏固。一定量的思考題和習題則考察學生對所學內容的理解和應用能力。　　本書第1～5章由張帆撰寫，第6～9章由周偉敏撰寫，第10章由張紹宗、江學良撰寫。全書由張帆統稿。在編寫過程中，參考和引用瞭一些學者的書籍資料，列於參考文獻，在此嚮他們緻以感謝。　　由於編者水平有限，書中存在的疏漏和欠妥之處，敬請讀者批評指正。　　張帆　　2007年1月4日

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