材料科学与工程导论(陈克正)(双语)

　　  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。

Chapter　1　Introduction
Learning　Objectives
　1.1　Historical　Perspective
　1.2　What　is　Materials　Science　and　Engineering?
　1.3　Why　Study　Materials　Science　and　Engineering?
　1.4　Classification　of　Materials
　1.5　Advanced　Materials
　1.6　Modern　Materials’　Needs
　References
Chapter　2　The　Structure　of　Crystalline　Solids
Learning　Objectives
　2.1　Atomic　Structure　and　Interatomic　Bonding
　　2.1.1　Fundamental　Concepts
　　2.1.2　Bonding　Forces　and　Energies
　　2.1.3　Atomic　Bonding　in　Solids
　2.2　Crystal　Structures
　　2.2.1　Fundamental　Concepts
　　2.2.2　Metallic　Crystal　Structures　and　Crystal　Systems
　　2.2.3　Crystallographic　Points，Directions，and　Planes
　　2.2.4　Crystalline　and　Noncrystalline　Materials
　2.3　Imperfections　in　Solids
　　2.3.1　Point　Defects　in　Metals
　　2.3.2　Dislocations—Linear　Defects
　　2.3.3　Interfacial　Defects
　　2.3.4　Bulk　or　Volume　Defects
　References
Chapter　3　Polymer　Materials
Learning　Objectives
　3.1　Polymer　Structures
　　3.1.1　Introduction
　　3.1.2　Fundamental　Concepts
　　3.1.3　Polymer　Molecules
　　3.1.4　Designation　of　Polymers
　　3.1.5　Commonly　Used　Polymers
　　3.1.6　The　Chemistry　of　Polymer　Molecules
　3.2　Crystallization，Melting　and　Glass　Transition　Phenomena　in　Polymers

　　3.3　Mechanical　Properties　of　Polymers
　　3.3.1　Stress-Strain　Behavior
　　3.3.2　Macroscopic　Deformation
　　3.3.3　Viscoelastic　Deformation
　3.4　Polymer　Types
　　3.4.1　Plastics
　　3.4.2　Elastomers
　　3.4.3　Fibers
　　3.4.4　Miscellaneous　Applications　Coatings
　3.5　Processing　of　Polymers
　　3.5.1　Polymerization
　　3.5.2　Polymer　Additives
　　3.5.3　Forming　Techniques　for　Plastics
　　3.5.4　Fabrication　of　Elastomers
　　3.5.5　Fabrication　of　Fibers　and　Films
　References
Chapter　4　Metallic　Materials
Learning　Objectives
　4.1　Mechanical　Properties　of　Metals
　　4.1.1　Introduction
　　4.1.2　Tensile　Test
　　4.1.3　Hardness　Testing
　4.2　Dislocations　and　Strengthening
　　4.2.1　The　Role　of　Dislocations
　　4.2.2　Work　Hardening
　　4.2.3　Grain　Size　Strengthening
　　4.2.4　Alloy　Hardening
　4.3　Failure
　　4.3.1　Introduction
　　4.3.2　Fundamentals　of　Fracture
　　4.3.3　Ductile　Fracture
　　4.3.4　Brittle　Fracture
　　4.3.5　Fracture　Mechanics　in　Design
　　4.3.6　Fracture　Toughness
　　4.3.7　Fatigue
　　4.3.8　Creep
　4.4　Phase　Diagrams　and　Phase　Transformations　in　Metals
　　4.4.1　Introduction
　　4.4.2　Phase　Diagrams
　　4.4.3　Phase　Transformations
　4.5　Applications　and　Processing　of　Metal　Alloys
　　4.5.1　Introduction
　　4.5.2　Types　of　Metal　Alloys
　　4.5.3　Fabrication　of　Metals
　　4.5.4　Thermal　Processing　of　Metals
　References
Chapter　5　Ceramic　Materials
Learning　Objectives
　5.1　Structures　and　Properties　of　Ceramics
　　5.1.1　Introduction
　　5.1.2　Ceramic　Structures
　　5.1.3　Mechanical　Properties　of　Ceramics
　5.2　Application　and　Processing　of　Ceramics
　　5.2.1　Types　and　Applications　of　Ceramics
　　5.2.2　Fabrication　and　Processing　of　Ceramics
　References
Chapter　6　Composite　Materials
Learning　Objectives
　6.1　Introduction
　6.2　Particle-Reinforced　Composites
　　6.2.1　Large-Particle　Composites
　　6.2.2　Dispersion-Strengthened　Composites
　6.3　Fiber-Reinforced　Composites
　　6.3.1　The　Fiber　Phase
　　6.3.2　The　Matrix　Phase
　6.4　Polymer-Matrix　Composites
　　6.4.1　Glass　Fiber-Reinforced　Polymer(GFRP)Composites
　　6.4.2　Carbon　Fiber-Reinforced　Polymer(CFRP)Composites
　　6.4.3　Aramid　Fiber-Reinforced　Polymer　Composites
　6.5　Metal-Matrix　Composites
　6.6　Ceramic-Matrix　Composites
　References
Chapter　7　Corrosion　and　Degradation　of　Materials
Learning　Objectives
　7.1　Introduction
　7.2　Corrosion　of　Metals
　　7.2.1　Electrochemical　Considerations
　　7.2.2　Corrosion　Rates
　　7.2.3　Passivity
　　7.2.4　Environmental　Effects
　　7.2.5　Forms　of　Corrosion
　　7.2.6　Corrosion　Environments
　　7.2.7　Corrosion　Prevention
　7.3　Corrosion　of　Ceramic　Materials
　7.4　Degradation　of　Polymers
　　7.4.1　Swelling　and　Dissolution
　　7.4.2　Bond　Rupture
　　7.4.3　Weathering
　References
Chapter　8　Electrical/Thermal/Magnetic/Optical　Properties　of　Materials

Learning　Objectives
　8.1　Introduction
　8.2　Electrical　Properties　of　Materials
　　8.2.1　Metals　and　Alloys
　　8.2.2　Semiconductors
　　8.2.3　Ionic　Ceramics　and　Polymers
　8.3　Thermal　Properties　of　Materials
　　8.3.1　Heat　Capacity
　　8.3.2　Thermal　Expansion
　　8.3.3　Thermal　Conductivity
　　8.3.4　Thermal　Stresses
　8.4　Magnetic　Properties　of　Materials
　　8.4.1　Diamagnetism，Paramagnetism　and　Ferromagnetism
　　8.4.2　Antiferromagnetism　and　Ferrimagnetism
　　8.4.3　The　Influence　of　Temperature　on　Magnetic　Behavior
　　8.4.4　Domains，Hysteresis　and　Magnetic　Anisotropy
　　8.4.5　Superconductivity
　8.5　Optical　Properties　of　Materials
　　8.5.1　Interaction　of　Light　with　Matter
　　8.5.2　Atomic　and　Electronic　Interactions
　　8.5.3　Refraction，Reflection，Absorption　and　Transmission
　　8.5.4　Opacity　and　Translucency　in　Insulators
　　8.5.5　Applications　of　Optical　Phenomena
　References
Chapter　9　Biomaterials/Nanomaterials/Smart　Materials
Learning　Objectives
　9.1　Biomaterials
　　9.1.1　Definition　of　Biomaterials
　　9.1.2　Performance　of　Biomaterials
　　9.1.3　Brief　Historical　Background
　9.2　Nanotechnology　and　Nanomaterials
　　9.2.1　Introduction
　　9.2.2　Examples　of　Current　Achievements　and　Paradigm　Shifts
　9.3　Smart　Materials
　　9.3.1　Introduction
　　9.3.2　Shape　Memory　Alloys
　　9.3.3　Applications　of　Smart　Materials
　Reference

 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。