描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111567387
编辑推荐
本书全面系统地介绍了各种功能材料的种类、性能及其应用技术，从而向广大读者展现了一个丰富多彩的功能材料世界。对于各行各业使用功能材料的产品设计人员和工程技术人员来说，他们通过阅读本书，能够进一步了解功能材料的性能和应用，更好地进行新产品的研发和生产；对于材料研究人员来说，他们通过阅读本书，能够拓宽视野，促进材料研究；本书也可作为相关专业在校师生的参考书。
本书主要内容包括金属功能材料、无机功能材料、有机功能材料、特殊功能材料四部分，各部分内容如下：
1）金属功能材料部分包括高温合金、阻尼合金、弹性合金、膨胀合金、贮氢合金、非晶合金、磁性材料、电功能合金、形状记忆合金、泡沫金属。
2）无机功能材料部分包括半导体材料，高性能结构陶瓷，光电功能陶瓷，敏感陶瓷，功能玻璃，微晶玻璃和纤维玻璃，光学晶体，激光晶体，电、磁、力、温度功能晶体，无机非金属生物医用材料。
3）有机功能材料部分包括结构高分子，有机光功能材料，电功能高分子，化学功能高分子，高分子液晶，其他功能高分子，形状记忆高分子，医药功能高分子。
4）特殊功能材料部分包括电、波、热、光功能复合材料，结构功能复合材料，梯度功能材料，纳米功能材料，碳纳米功能材料。
本书主要内容包括金属功能材料、无机功能材料、有机功能材料、特殊功能材料四部分，各部分内容如下：
1）金属功能材料部分包括高温合金、阻尼合金、弹性合金、膨胀合金、贮氢合金、非晶合金、磁性材料、电功能合金、形状记忆合金、泡沫金属。
2）无机功能材料部分包括半导体材料，高性能结构陶瓷，光电功能陶瓷，敏感陶瓷，功能玻璃，微晶玻璃和纤维玻璃，光学晶体，激光晶体，电、磁、力、温度功能晶体，无机非金属生物医用材料。
3）有机功能材料部分包括结构高分子，有机光功能材料，电功能高分子，化学功能高分子，高分子液晶，其他功能高分子，形状记忆高分子，医药功能高分子。
4）特殊功能材料部分包括电、波、热、光功能复合材料，结构功能复合材料，梯度功能材料，纳米功能材料，碳纳米功能材料。
内容简介
本书全面系统地介绍了各种功能材料的种类、性能及其应用技术。其主要内容包括金属功能材料、无机功能材料、有机功能材料、特殊功能材料四部分。其中，金属功能材料部分包括高温合金、阻尼合金、弹性合金、膨胀合金、贮氢合金、非晶合金、磁性材料、电功能合金、形状记忆合金、泡沫金属；无机功能材料部分包括半导体材料，高性能结构陶瓷，光电功能陶瓷，敏感陶瓷，功能玻璃，微晶玻璃和纤维玻璃，光学晶体，激光晶体，电、磁、力、温度功能晶体，无机非金属生物医用材料；有机功能材料部分包括结构高分子，有机光功能材料，电功能高分子，化学功能高分子，高分子液晶，其他功能高分子，形状记忆高分子，医药功能高分子；特殊功能材料部分包括电、波、热、光功能复合材料，结构功能复合材料，梯度功能材料，纳米功能材料，碳纳米功能材料。
目 录
第2版前言
第1版序
第1版前言
第1章 金属功能材料1
1.1 高温合金1
1.1.1 高温合金的定义和发展1
1.1.2 高温合金的特性和分类2
1.1.3 高温合金的高温性能要求3
1.1.4 提高高温合金性能的途径和方法4
1.1.5 高温合金的未来7
1.1.6 高温合金的应用10
1.2 阻尼合金14
1.2.1 材料阻尼性能14
1.2.2 阻尼合金的分类17
1.2.3 阻尼合金的特性23
1.2.4 阻尼合金的应用24
1.2.5 阻尼合金的其他类型26
1.3 弹性合金27
1.3.1 弹性的基本概念27
1.3.2 弹性合金的分类和应用29
1.3.3 一般弹簧钢30
1.3.4 耐腐蚀弹性合金34
1.3.5 高温弹性合金37
1.3.6 高导电弹性合金38
1.3.7 恒弹性合金40
1.4 膨胀合金42
1.4.1 概述42
1.4.2 膨胀合金的分类和特征43
1.4.3 Ｆｅ-Ｎｉ系膨胀合金46
1.4.4 Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｏ系膨胀合金48
1.4.5 Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｒ系膨胀合金51
1.4.6 Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｕ系膨胀合金52
1.4.7 Ｆｅ-Ｃｒ系膨胀合金52
1.4.8 其他膨胀合金52
1.5 贮氢合金54
1.5.1 概述54
1.5.2 二元金属氢化物55
1.5.3 贮氢合金的基本理论57
1.5.4 金属贮氢合金类型60
1.5.5 贮氢合金的应用66
1.6 非晶合金70
1.6.1 非晶态材料发展概况70
1.6.2 非晶态材料的结构71
1.6.3 非晶态合金的形成73
1.6.4 非晶态合金的性能75
1.6.5 非晶态合金的应用79
1.7 磁性材料82
1.7.1 固体的磁性82
1.7.2 永磁材料85
1.7.3 软磁材料90
1.7.4 非晶磁性材料和纳米磁性材料96
1.7.5 磁微波铁氧体器件和微波吸收99
1.7.6 磁记录用的磁性材料及磁泡101
1.7.7 磁性材料的特殊用途104
1.8 电功能合金105
1.8.1 材料的电性能105
1.8.2 电阻材料107
1.8.3 电热材料111
1.8.4 导电材料113
1.8.5 超导材料116
1.9 形状记忆合金122
1.9.1 马氏体相变与形状记忆效应122
1.9.2 Ｎｉ-Ｔｉ系形状记忆合金125
1.9.3 铜基形状记忆合金128
1.9.4 铁基形状记忆合金131
1.9.5 Ｎｉ-Ａｌ形状记忆合金133
1.9.6 Ａｕ-Ｃｄ形状记忆合金133
1.9.7 磁控形状记忆合金134
1.9.8 形状记忆陶瓷135
1.9.9 形状记忆合金的应用137
1.10 泡沫金属140
1.10.1 泡沫金属的特点140
1.10.2 泡沫金属的性能141
1.10.3 泡沫金属的制备142
1.10.4 泡沫金属的应用145
参考文献147
第2章 无机功能材料149
2.1 半导体材料149
2.1.1 半导体材料的性质和分类149
2.1.2 半导体的晶体结构和特性150
2.1.3 半导体中的杂质缺陷157
2.1.4 典型半导体材料及其应用158
2.2 高性能结构陶瓷163
2.2.1 结构陶瓷的种类163
2.2.2 结构陶瓷的强韧机理170
2.2.3 结构陶瓷材料的应用179
2.3 光电功能陶瓷185
2.3.1 绝缘陶瓷185
2.3.2 介电陶瓷、铁电陶瓷188
2.3.3 压电陶瓷、热释电陶瓷194
2.3.4 导电陶瓷196
2.3.5 透明陶瓷197
2.3.6 光学陶瓷200
2.4 敏感陶瓷202
2.4.1 热敏陶瓷203
2.4.2 压敏陶瓷204
2.4.3 气敏陶瓷206
2.4.4 湿敏陶瓷209
2.4.5 光敏陶瓷211
2.4.6 多功能化和智能化敏感陶瓷214
2.5 功能玻璃217
2.5.1 光学玻璃218
2.5.2 电解质玻璃224
2.5.3 光电子功能玻璃228
2.5.4 热功能玻璃232
2.6 微晶玻璃和纤维玻璃237
2.6.1 微晶玻璃237
2.6.2 纤维玻璃242
2.6.3 纳米玻璃247
2.7 光学晶体248
2.7.1 线性光学晶体249
2.7.2 非线性光学晶体252
2.8 激光晶体260
2.8.1 激光理论基础260
2.8.2 固体激光器262
2.8.3 激光晶体类型265
2.8.4 目前使用的激光晶体及应用268
2.9 电、磁、力、温度功能晶体272
2.9.1 电光晶体273
2.9.2 光折变晶体275
2.9.3 压电晶体279
2.9.4 声光晶体282
2.9.5 磁光晶体283
2.9.6 热释电晶体285
2.10 无机非金属生物医用材料286
2.10.1 惰性无机非金属生物医用材料286
2.10.2 表面活性无机非金属生物医用材料293
2.10.3 可降解无机非金属生物医用材料304
参考文献306
第3章 有机功能材料307
3.1 结构高分子307
3.1.1 高分子材料的定义、组成和合成307
3.1.2 高分子材料的命名、类型和组成308
3.1.3 工程塑料309
3.1.4 合成橡胶与合成纤维314
3.1.5 合成胶黏剂和涂料315
3.2 有机光功能材料317
3.2.1 有机非线性光学晶体317
3
第1版序
第1版前言
第1章 金属功能材料1
1.1 高温合金1
1.1.1 高温合金的定义和发展1
1.1.2 高温合金的特性和分类2
1.1.3 高温合金的高温性能要求3
1.1.4 提高高温合金性能的途径和方法4
1.1.5 高温合金的未来7
1.1.6 高温合金的应用10
1.2 阻尼合金14
1.2.1 材料阻尼性能14
1.2.2 阻尼合金的分类17
1.2.3 阻尼合金的特性23
1.2.4 阻尼合金的应用24
1.2.5 阻尼合金的其他类型26
1.3 弹性合金27
1.3.1 弹性的基本概念27
1.3.2 弹性合金的分类和应用29
1.3.3 一般弹簧钢30
1.3.4 耐腐蚀弹性合金34
1.3.5 高温弹性合金37
1.3.6 高导电弹性合金38
1.3.7 恒弹性合金40
1.4 膨胀合金42
1.4.1 概述42
1.4.2 膨胀合金的分类和特征43
1.4.3 Ｆｅ-Ｎｉ系膨胀合金46
1.4.4 Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｏ系膨胀合金48
1.4.5 Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｒ系膨胀合金51
1.4.6 Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｕ系膨胀合金52
1.4.7 Ｆｅ-Ｃｒ系膨胀合金52
1.4.8 其他膨胀合金52
1.5 贮氢合金54
1.5.1 概述54
1.5.2 二元金属氢化物55
1.5.3 贮氢合金的基本理论57
1.5.4 金属贮氢合金类型60
1.5.5 贮氢合金的应用66
1.6 非晶合金70
1.6.1 非晶态材料发展概况70
1.6.2 非晶态材料的结构71
1.6.3 非晶态合金的形成73
1.6.4 非晶态合金的性能75
1.6.5 非晶态合金的应用79
1.7 磁性材料82
1.7.1 固体的磁性82
1.7.2 永磁材料85
1.7.3 软磁材料90
1.7.4 非晶磁性材料和纳米磁性材料96
1.7.5 磁微波铁氧体器件和微波吸收99
1.7.6 磁记录用的磁性材料及磁泡101
1.7.7 磁性材料的特殊用途104
1.8 电功能合金105
1.8.1 材料的电性能105
1.8.2 电阻材料107
1.8.3 电热材料111
1.8.4 导电材料113
1.8.5 超导材料116
1.9 形状记忆合金122
1.9.1 马氏体相变与形状记忆效应122
1.9.2 Ｎｉ-Ｔｉ系形状记忆合金125
1.9.3 铜基形状记忆合金128
1.9.4 铁基形状记忆合金131
1.9.5 Ｎｉ-Ａｌ形状记忆合金133
1.9.6 Ａｕ-Ｃｄ形状记忆合金133
1.9.7 磁控形状记忆合金134
1.9.8 形状记忆陶瓷135
1.9.9 形状记忆合金的应用137
1.10 泡沫金属140
1.10.1 泡沫金属的特点140
1.10.2 泡沫金属的性能141
1.10.3 泡沫金属的制备142
1.10.4 泡沫金属的应用145
参考文献147
第2章 无机功能材料149
2.1 半导体材料149
2.1.1 半导体材料的性质和分类149
2.1.2 半导体的晶体结构和特性150
2.1.3 半导体中的杂质缺陷157
2.1.4 典型半导体材料及其应用158
2.2 高性能结构陶瓷163
2.2.1 结构陶瓷的种类163
2.2.2 结构陶瓷的强韧机理170
2.2.3 结构陶瓷材料的应用179
2.3 光电功能陶瓷185
2.3.1 绝缘陶瓷185
2.3.2 介电陶瓷、铁电陶瓷188
2.3.3 压电陶瓷、热释电陶瓷194
2.3.4 导电陶瓷196
2.3.5 透明陶瓷197
2.3.6 光学陶瓷200
2.4 敏感陶瓷202
2.4.1 热敏陶瓷203
2.4.2 压敏陶瓷204
2.4.3 气敏陶瓷206
2.4.4 湿敏陶瓷209
2.4.5 光敏陶瓷211
2.4.6 多功能化和智能化敏感陶瓷214
2.5 功能玻璃217
2.5.1 光学玻璃218
2.5.2 电解质玻璃224
2.5.3 光电子功能玻璃228
2.5.4 热功能玻璃232
2.6 微晶玻璃和纤维玻璃237
2.6.1 微晶玻璃237
2.6.2 纤维玻璃242
2.6.3 纳米玻璃247
2.7 光学晶体248
2.7.1 线性光学晶体249
2.7.2 非线性光学晶体252
2.8 激光晶体260
2.8.1 激光理论基础260
2.8.2 固体激光器262
2.8.3 激光晶体类型265
2.8.4 目前使用的激光晶体及应用268
2.9 电、磁、力、温度功能晶体272
2.9.1 电光晶体273
2.9.2 光折变晶体275
2.9.3 压电晶体279
2.9.4 声光晶体282
2.9.5 磁光晶体283
2.9.6 热释电晶体285
2.10 无机非金属生物医用材料286
2.10.1 惰性无机非金属生物医用材料286
2.10.2 表面活性无机非金属生物医用材料293
2.10.3 可降解无机非金属生物医用材料304
参考文献306
第3章 有机功能材料307
3.1 结构高分子307
3.1.1 高分子材料的定义、组成和合成307
3.1.2 高分子材料的命名、类型和组成308
3.1.3 工程塑料309
3.1.4 合成橡胶与合成纤维314
3.1.5 合成胶黏剂和涂料315
3.2 有机光功能材料317
3.2.1 有机非线性光学晶体317
3
前 言
第２版前言
世界是由物质组成的，物质的基础就是材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类进步的里程碑。人类社会发展史上的石器时代、青铜器时代和铁器时代就是按照人类所使用的主要材料来划分的。在高度文明的今天，材料与信息、能源、生物技术并称为现代文明的四大支柱。而且，材料应该是支柱中的支柱，即其他的支柱，信息、能源、生物技术的发展都离不开材料的发展。
材料的种类十分繁多，它所涉及的领域也十分宽广。通常按材料组成物质的属性特点将材料划分为三大类，即金属材料、无机非金属材料（或称陶瓷材料）、高分子材料（有机材料）。
实质上，这种划分方法也体现了材料内部结合键的特征。金属材料的原子主要以金属键相结合，无机非金属材料主要以离子键相结合，而高分子材料则以共价键和分子键相结合。
随着复合材料的发展，复合材料已逐渐被提到与上述三大材料并列的地位。其组分由上述三类材料中的一种、两种或三种构成。
另一方面，材料按用途可分为两大类：一类是结构材料，通常是指利用其力学性能制造机器和工程结构中构件的材料；另一大类是指利用材料的物理、化学和生物学等性能制造具有电、磁、光、声、热、生物等功能器件的材料，如磁性材料、光学材料、电子材料等，近年来把这些材料统称为功能材料。
功能材料常常是知识密集、多学科交叉、技术含量高的产品。自２００８年本书第１版出版以来，随着高科技的发展，微电子工业、信息产业、新能源、自动化技术、空间技术、海洋技术、生物和医学工程等高技术产业迅速兴起并飞速发展，一些先进的材料制备技术被用来制备功能材料，如真空镀膜（包括离子镀、电子束蒸发沉积、离子注入、激光蒸发沉积等）、分子束外延、快速凝固、机械合金化、单晶生长、极限条件下（高温、高压、失重） 制备材料等技术。采用这样一些先进的材料制备技术，可以获得具有超纯、超低缺陷密度、微观结构高度精细（如超晶格、纳米多层膜、量子点等）、亚稳态结构等微观结构特征的材料。材料功能的应用得到了更大的发展，在国民经济中占据了日益重要的地位。
本书全面系统地介绍了各种功能材料的基本性能及其实际应用，从而向广大读者展现了一个丰富多彩的材料世界。对于各行各业使用功能材料的产品设计人员和工程技术人员来说，他们通过阅读本书，能够进一步了解功能材料的性能和应用，更好地进行新产品的研发和生产；对于材料研究人员来说，他们通过阅读本书，能够拓宽视野，促进材料研究；本书也可作为相关专业在校师生的参考书。
在本次修订过程中，作者对初版中存在的错误做了改正；并且基于近几年纳米材料的进展和功能材料的制备技术的发展，对新的材料功能应用做了一些补充，例如，增加了无机功能材料在医用方面的应用内容，以及近年来发展较好的碳纳米材料（富勒烯、碳碳纳米管和石墨烯）的相关内容。
在编写过程中，参考了国内外同行的大量文献，在此谨向有关人员表示衷心的感谢！
由于材料科学涉及内容广泛，作者水平有限，书中错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
后谨将此书献给２０１７年３月７日逝世的材料科学先驱、我们敬爱的导师徐祖耀院士，感谢他在本书的编写和出版过程中的多次关切和指导。
作 者
第１版前言
材料是人类文明的象征，材料的发展史就是人类文明的发展史。通常材料分成结构材料（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ）和功能材料（ｆｕｎｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ） 两大类。结构材料以使用材料的力学性质为基础，能在常温下承受外加载荷而保持其形状和结构稳定，它在物件中起着“结构力学性能”的作用。功能材料是指材料除具有结构力学性能外，还具有一种或几种特定功能的材料，如具有特殊力、电、磁、光、声、热、化学以及生物功能的新型材料，它是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。它具有特殊优良的力学、物理、化学和生物功能，在物件中起着一种或多种除结构力学性能外的特殊“功能”作用。
近代功能材料的概念是由美国贝尔研究所ＪＡＭｏＭｏｎ博士在１９６５年首先提出来的。但人类对功能材料的研究和应用远早于１９６５年，因为从材料本身来说，每种材料都具有力学、物理、化学等性能，只是受科学技术发展和应用需求的限制，除它的结构力学性能外，它的其他特殊功能性，如金属材料的导电性、磁性、弹性等，在相当一段时间内发展缓慢。从２０世纪５０年代以来，各种现代技术，如微电子、激光、红外、光电、空间、能源、计算机、机器人、信息、生物及医学等技术的兴起，强烈刺激了材料功能性的发展。同时，由于固体物理、固体化学、量子理论、结构化学、生物物理和生物化学等学科的飞速发展，以及各种制备功能材料的新技术和现代分析测试技术的发展，许多新的功能材料不仅已在实验室中研制出来，而且已批量生产和投入实际使用。它们赋予高技术以新的内涵，促进了高技术的发展和应用的实现。功能材料的发展、研究和应用已成为当前科学技术发展的重要支柱和人类社会文明的新里程碑。
鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。１９８９年，美国２００多位科学家撰写了《９０年代的材料科学与材料工程》的报告，建议政府支持的６类材料中，有５类属于功能材料。从１９９５年至２００１年，每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。２００１年，日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中，列出了影响未来的１００项重要课题，一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题，而其中绝大部分为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等，在他们的科技发展计划中，都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。
功能材料也是现代新型材料的代名词，代表了当前新材料发展的趋势。可以认为，现代新材料的发展主要是功能材料的发展。现代科学技术的迅猛发展，使得适应高技术的各种新型功能材料如雨后春笋，不断涌现。材料的功能性涉及各类材料，一种材料可集多种特殊功能于一体，它的应用又普及到各个领域，随着科学技术的日新月异，新的功能特性不断出现，应用领域不断扩展。由于功能材料本身的范围不能严格地界定，分类也很难清晰明确，达到完全合理统一的认识，故迄今还不能有一个公认的分类方法。现有的分类方法归纳如下：
１）按材料类型分类，可分为金属功能材料、无机非金属功能材料（陶瓷、玻璃、非晶态）、有机功能材料（高分子、塑料）、复合功能材料（梯度材料）。
２）按材料功能性质分类，可分为磁性材料、电性材料、光学材料、声学材料、力学材料、热学材料、化学功能材料。
３）按使用领域分类，可分为电子材料、信息材料、仪器仪表材料、能源材料、核材料、航天航空材料、建筑材料、环境材料、生物医用材料。
由于一种材料本身具有多功能的性质，一种功能性质可包含多种不同的材料，而对特定的应用领域会有多种材料和多种功能的交叉情况。因此，难以达到各类工程技术专业人员，各行各业都普遍适用和理想的一种分类法。本书使用按材料类别的分类方法。另外，通常作为结构材料而使用的材料，由于现代科学技术的发展，它的力学功能也得到了新的延伸；由于新材料、新工艺的发展，展现了这些材料新的结构应用特性，使功能材料与结构材料的界限亦变得模糊。本书中对这些新的结构功能也做了部分阐述。
由于作者水平有限，书中的不足之处在所难免，欢迎广大读者批评和指正。
作 者
世界是由物质组成的，物质的基础就是材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类进步的里程碑。人类社会发展史上的石器时代、青铜器时代和铁器时代就是按照人类所使用的主要材料来划分的。在高度文明的今天，材料与信息、能源、生物技术并称为现代文明的四大支柱。而且，材料应该是支柱中的支柱，即其他的支柱，信息、能源、生物技术的发展都离不开材料的发展。
材料的种类十分繁多，它所涉及的领域也十分宽广。通常按材料组成物质的属性特点将材料划分为三大类，即金属材料、无机非金属材料（或称陶瓷材料）、高分子材料（有机材料）。
实质上，这种划分方法也体现了材料内部结合键的特征。金属材料的原子主要以金属键相结合，无机非金属材料主要以离子键相结合，而高分子材料则以共价键和分子键相结合。
随着复合材料的发展，复合材料已逐渐被提到与上述三大材料并列的地位。其组分由上述三类材料中的一种、两种或三种构成。
另一方面，材料按用途可分为两大类：一类是结构材料，通常是指利用其力学性能制造机器和工程结构中构件的材料；另一大类是指利用材料的物理、化学和生物学等性能制造具有电、磁、光、声、热、生物等功能器件的材料，如磁性材料、光学材料、电子材料等，近年来把这些材料统称为功能材料。
功能材料常常是知识密集、多学科交叉、技术含量高的产品。自２００８年本书第１版出版以来，随着高科技的发展，微电子工业、信息产业、新能源、自动化技术、空间技术、海洋技术、生物和医学工程等高技术产业迅速兴起并飞速发展，一些先进的材料制备技术被用来制备功能材料，如真空镀膜（包括离子镀、电子束蒸发沉积、离子注入、激光蒸发沉积等）、分子束外延、快速凝固、机械合金化、单晶生长、极限条件下（高温、高压、失重） 制备材料等技术。采用这样一些先进的材料制备技术，可以获得具有超纯、超低缺陷密度、微观结构高度精细（如超晶格、纳米多层膜、量子点等）、亚稳态结构等微观结构特征的材料。材料功能的应用得到了更大的发展，在国民经济中占据了日益重要的地位。
本书全面系统地介绍了各种功能材料的基本性能及其实际应用，从而向广大读者展现了一个丰富多彩的材料世界。对于各行各业使用功能材料的产品设计人员和工程技术人员来说，他们通过阅读本书，能够进一步了解功能材料的性能和应用，更好地进行新产品的研发和生产；对于材料研究人员来说，他们通过阅读本书，能够拓宽视野，促进材料研究；本书也可作为相关专业在校师生的参考书。
在本次修订过程中，作者对初版中存在的错误做了改正；并且基于近几年纳米材料的进展和功能材料的制备技术的发展，对新的材料功能应用做了一些补充，例如，增加了无机功能材料在医用方面的应用内容，以及近年来发展较好的碳纳米材料（富勒烯、碳碳纳米管和石墨烯）的相关内容。
在编写过程中，参考了国内外同行的大量文献，在此谨向有关人员表示衷心的感谢！
由于材料科学涉及内容广泛，作者水平有限，书中错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
后谨将此书献给２０１７年３月７日逝世的材料科学先驱、我们敬爱的导师徐祖耀院士，感谢他在本书的编写和出版过程中的多次关切和指导。
作 者
第１版前言
材料是人类文明的象征，材料的发展史就是人类文明的发展史。通常材料分成结构材料（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ）和功能材料（ｆｕｎｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ） 两大类。结构材料以使用材料的力学性质为基础，能在常温下承受外加载荷而保持其形状和结构稳定，它在物件中起着“结构力学性能”的作用。功能材料是指材料除具有结构力学性能外，还具有一种或几种特定功能的材料，如具有特殊力、电、磁、光、声、热、化学以及生物功能的新型材料，它是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。它具有特殊优良的力学、物理、化学和生物功能，在物件中起着一种或多种除结构力学性能外的特殊“功能”作用。
近代功能材料的概念是由美国贝尔研究所ＪＡＭｏＭｏｎ博士在１９６５年首先提出来的。但人类对功能材料的研究和应用远早于１９６５年，因为从材料本身来说，每种材料都具有力学、物理、化学等性能，只是受科学技术发展和应用需求的限制，除它的结构力学性能外，它的其他特殊功能性，如金属材料的导电性、磁性、弹性等，在相当一段时间内发展缓慢。从２０世纪５０年代以来，各种现代技术，如微电子、激光、红外、光电、空间、能源、计算机、机器人、信息、生物及医学等技术的兴起，强烈刺激了材料功能性的发展。同时，由于固体物理、固体化学、量子理论、结构化学、生物物理和生物化学等学科的飞速发展，以及各种制备功能材料的新技术和现代分析测试技术的发展，许多新的功能材料不仅已在实验室中研制出来，而且已批量生产和投入实际使用。它们赋予高技术以新的内涵，促进了高技术的发展和应用的实现。功能材料的发展、研究和应用已成为当前科学技术发展的重要支柱和人类社会文明的新里程碑。
鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。１９８９年，美国２００多位科学家撰写了《９０年代的材料科学与材料工程》的报告，建议政府支持的６类材料中，有５类属于功能材料。从１９９５年至２００１年，每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。２００１年，日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中，列出了影响未来的１００项重要课题，一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题，而其中绝大部分为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等，在他们的科技发展计划中，都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。
功能材料也是现代新型材料的代名词，代表了当前新材料发展的趋势。可以认为，现代新材料的发展主要是功能材料的发展。现代科学技术的迅猛发展，使得适应高技术的各种新型功能材料如雨后春笋，不断涌现。材料的功能性涉及各类材料，一种材料可集多种特殊功能于一体，它的应用又普及到各个领域，随着科学技术的日新月异，新的功能特性不断出现，应用领域不断扩展。由于功能材料本身的范围不能严格地界定，分类也很难清晰明确，达到完全合理统一的认识，故迄今还不能有一个公认的分类方法。现有的分类方法归纳如下：
１）按材料类型分类，可分为金属功能材料、无机非金属功能材料（陶瓷、玻璃、非晶态）、有机功能材料（高分子、塑料）、复合功能材料（梯度材料）。
２）按材料功能性质分类，可分为磁性材料、电性材料、光学材料、声学材料、力学材料、热学材料、化学功能材料。
３）按使用领域分类，可分为电子材料、信息材料、仪器仪表材料、能源材料、核材料、航天航空材料、建筑材料、环境材料、生物医用材料。
由于一种材料本身具有多功能的性质，一种功能性质可包含多种不同的材料，而对特定的应用领域会有多种材料和多种功能的交叉情况。因此，难以达到各类工程技术专业人员，各行各业都普遍适用和理想的一种分类法。本书使用按材料类别的分类方法。另外，通常作为结构材料而使用的材料，由于现代科学技术的发展，它的力学功能也得到了新的延伸；由于新材料、新工艺的发展，展现了这些材料新的结构应用特性，使功能材料与结构材料的界限亦变得模糊。本书中对这些新的结构功能也做了部分阐述。
由于作者水平有限，书中的不足之处在所难免，欢迎广大读者批评和指正。
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