目錄
第1章 緒論
1.1 材料的定義
1.2 材料的發展與人類文明
1.2.1 材料與人類的日常生活
1.2.2 材料與能源環境
1.2.3 材料與新技術革命
1.2.4 材料與國防現代化
1.3 材料的分類
1.4 材料科學與工程的基本要素
1.5 材料的發展趨勢
習題
參考文獻
第2章 材料設計方法
2.1 材料設計的定義與結構層次
2.1.1 材料設計的定義
2.1.2 材料設計的結構層次
2.2 材料設計的發展概況
2.3 材料設計的實現路徑
2.3.1 材料知識庫和資料庫技術
2.3.2 材料設計專家系統
2.3.3 電腦模擬
2.3.4 理論計算
2.4 人工智慧與新材料
2.4.1 人工智慧與新材料設計資料庫和計算方法
2.4.2 神經網路與新材料研發
2.4.3 傳統機器學習在材料設計與加工中的應用
2.4.4 深度學習在材料設計與加工中的應用
習題
參考文獻
第3章 材料表徵技術簡介
3.1 材料的微觀形貌或結構表徵
3.1.1 光學顯微鏡
3.1.2 透射電子顯微鏡
3.1.3 掃描電子顯微鏡
3.1.4 掃描透射電子顯微鏡
3.1.5 掃描隧道顯微鏡
3.1.6 原子力顯微鏡
3.2 X射線分析技術
3.2.1 X射線的產生
3.2.2 X射線與物質的相互作用
3.2.3 X射線衍射分析技術
3.2.4 X射線光電子能譜
3.2.5 X射線吸收譜
3.2.6 其他基於X射線的表徵方法
3.3 化學分析檢測方法
3.3.1 核磁共振譜
3.3.2 質譜
3.3.3 紫外光譜
3.3.4 紅外光譜
3.3.5 其他波譜表徵技術
習題
參考文獻
第4章 金屬材料
4.1 概述
4.2 金屬新材料
4.3 高性能結構材料
4.3.1 鈦及鈦合金材料
4.3.2 高端特殊鋼
4.3.3 鎂及鎂合金材料
4.3.4 硬質材料
4.3.5 新型鋁合金
4.3.6 鋯及鋯合金材料
4.4 金屬功能材料
4.4.1 稀土永磁材料
4.4.2 金屬能源材料
4.4.3 信息材料
4.4.4 超導材料
4.5 金屬材料的合成與製備
4.5.1 金屬的冶煉與精煉
4.5.2 金屬熱處理
4.5.3 金屬成型工藝
習題
參考文獻
第5章 陶瓷材料
5.1 概述
5.2 普通陶瓷
5.2.1 普通陶瓷的製備工藝
5.2.2 普通陶瓷的應用
5.3 新型陶瓷
5.3.1 結構陶瓷
5.3.2 功能陶瓷
5.4 新型陶瓷的製備過程
5.4.1 新型陶瓷一般製備流程
5.4.2 原料製備
5.4.3 陶瓷粉料製備
5.4.4 陶瓷成型工藝
5.4.5 燒結基礎理論
習題
參考文獻
第6章 高分子材料
6.1 概述
6.1.1 高分子材料發展歷程
6.1.2 基本概念
6.1.3 高分子材料的結構
6.1.4 高分子材料的製備
6.2 通用高分子材料
6.2.1 合成塑料
6.2.2 合成橡膠
6.2.3 合成纖維
6.3 功能高分子材料
6.3.1 液晶高分子材料
6.3.2 吸附分離功能高分子材料
6.3.3 電活性功能高分子材料
6.3.4 智能高分子材料
習題
參考文獻
第7章 複合材料
7.1 概述
7.2 複合材料的定義和分類
7.2.1 複合材料的定義
7.2.2 複合材料的分類
7.3 複合材料的性能特點
7.4 聚合物基複合材料
7.4.1 聚合物基複合材料的發展
7.4.2 聚合物基複合材料的製備工藝
7.5 金屬基複合材料
7.5.1 金屬基複合材料的發展
7.5.2 金屬基複合材料的製備工藝
7.6 陶瓷基複合材料
7.6.1 陶瓷基複合材料的性能
7.6.2 陶瓷基複合材料的製備工藝
7.7 碳/碳複合材料
7.7.1 碳/碳複合材料的發展
7.7.2 碳/碳複合材料的製備工藝
7.8 複合材料的應用
7.9 複合材料的進展
習題
參考文獻
第8章 新能源材料
8.1 鋰離子電池
8.1.1 鋰離子電池概述
8.1.2 鋰離子電池正極材料
8.1.3 鋰離子電池負極材料
8.1.4 鋰離子電池隔膜
8.1.5 鋰離子電池電解質
8.2 鋰硫電池
8.2.1 鋰硫電池的基本原理
8.2.2 鋰硫電池面臨的技術挑戰
8.2.3 鋰硫電池正極材料
8.2.4 鋰金屬負極
8.3 固體氧化物燃料電池
8.3.1 固體氧化物燃料電池概述
8.3.2 固體氧化物燃料電池工作原理
8.3.3 固體氧化物燃料電池特點及結構類型
8.3.4 固體氧化物燃料電池的組成部分
8.3.5 固體氧化物電解池結構和工作原理
8.3.6 固體氧化物電解池關鍵材料
8.4 太陽能電池材料
8.4.1 鈣鈦礦太陽能電池介紹
8.4.2 鈣鈦礦太陽能電池的發展
8.4.3 鈣鈦礦太陽能電池的結構
8.4.4 鈣鈦礦太陽能電池器件材料和製備
8.5 熱電材料
8.5.1 熱電轉換效應
8.5.2 熱電器件
8.5.3 熱電材料的研究進展
習題
參考文獻
第9章 納米材料
9.1 概述
9.2 納米材料的發展
9.3 納米材料的研究內容
9.4 納米材料的分類
9.4.1 納米粉末
9.4.2 納米纖維
9.4.3 納米膜
9.4.4 納米塊體
9.5 納米材料的基本理論
9.5.1 小尺寸效應
9.5.2 表面效應
9.5.3 量子尺寸效應
9.5.4 宏觀量子隧道效應
9.6 納米材料的製備
9.6.1 機械法
9.6.2 化學法
9.6.3 物理法
9.6.4 光化學法
9.6.5 生物法
9.7 納米材料的應用
9.7.1 材料科學
9.7.2 環境科學
9.7.3 生物醫學
9.7.4 能源領域
9.7.5 電子信息
9.7.6 材料加工
習題
參考文獻
第10章 生物醫用材料
10.1 醫用金屬材料
10.1.1 醫用金屬材料的生物學要求
10.1.2 醫用金屬材料的種類
10.2 生物陶瓷材料
10.2.1 生物惰性材料
10.2.2 生物活性玻璃
10.2.3 羥基磷灰石
10.3 醫用高分子材料
10.3.1 醫用高分子材料的概
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