身边的材料学

《身边的材料学》从衣食住行和通信等生活中接触的材料入手，联系社会发展的历史，发掘材料发现、发明过程中的趣闻轶事，讲述重大发现背后的故事。从原始自然的取材到现代的纳米科技，无不充满着神奇的故事。围绕这些身边的材料去探究它们的内部奥秘，揭示它们的组织构造规律，归纳其共性的原理，了解其制造工艺的发展与变迁，展望它们更加多彩的新奇未来。
书中大力弘扬中华文化，借鉴西方文明，探究文化在自然科学发展中起到的重要作用。通过艰难的材料发现、发明事例，彰显科学精神和人文关怀。重点关注生态材料，倡导人与自然的和谐发展。这本《身边的材料学》将使读者朋友们在阅读过程中充满探索与发现的乐趣。 

本书由引言、正文、后记三部分组成，正文共九章，深入浅出地介绍了生活中常见物件所用到的材料的成分、组织结构及其性能间的关系。内容涉及人们衣、食、住、行、通信等各个领域，饶有趣味地讲述了金属材料、陶瓷、水泥、玻璃、半导体材料、纤维、高分子材料、复合材料以及材料加工的基本特点和发展历程；阐述了材料发展对人类文明的支柱作用，展现了材料演进的历史规律和未来趋势。
本书可作为青少年及科普爱好者了解材料学的读本，也可作为高等学校本专科生的通识课教材。

前言
引言材料发展与人类文明1
第1章不粘锅的奥秘6
11石板粑粑6
12烧饼、米粑与煎饼果子8
13电饭锅(煲)涂层11
14聚四氟乙烯与黏着磨损13
15章丘铁锅15
16现代铁锅——微雕网格化18
17荷叶的微观结构20
18丝瓜与百洁布23
19自洁玻璃26
第2章刀光剑影29
21刀削面29
22菜刀的文化30
23十年磨一剑34
24龙泉剑40
25神奇的淬火——相变原理与同素异构45
26藏家刀与日本武士刀的争锋——分区淬火与刚柔并济49
27合金钢——潜艇的呼唤52
28手擀面与硅钢——面筋与钢中的织构56
29铝镁渐登场59
第3章不甘平庸的土65
31抓饭——不用杯盘碗盏65
32瓦罐鸡汤与紫砂壶——陶器中的微孔67
33青铜食器与铅中毒——青铜中的铅69
34兵马俑与唐三彩——釉的作用71
35秦砖汉瓦——建筑用陶73
36天青瓷与青花瓷——天青色我在等你75
37珐琅与景泰蓝——搪瓷84
38卫浴陶瓷——让生活更美好86
39特种陶瓷——工业应用91
第4章安得广厦千万间94
41杜甫草堂——泥墙草顶94
42采石与伐木——古代建材96
43要留清白在人间——石灰的轮回102
44万里长城永不倒——中国古代水泥104
45火山灰——罗马砂浆与波特兰水泥109
46制造水泥的秘诀——两磨一烧113
47钢筋混凝土——天生绝配117
第5章沙子的逆袭122
51水晶——浑然天成122
52当沙遇上碱125
53热水瓶与电灯泡——吹玻璃128
54窗户——拼接的玻璃132
55浮法玻璃——大块平板玻璃134
56棱镜和透镜——科学探索的利器137
57汽车玻璃——钢化140
58防爆玻璃——复合材料玻璃143
59功能玻璃——节能降耗146
第6章柔韧的纤维150
61古老的漆器——生漆与麻150
62天然纤维——纺织原材154
63藤甲与防弹衣——纤维的力量161
64皇家神弓——牛筋与竹子的复合166
65不怕摔的陶瓷——纤维增韧陶瓷169
66飞机制动盘——碳/碳复合材料172
67大风车——纤维增强树脂175
第7章千里传书179
71文字的萌芽——彩陶纹饰与刻画符号179
72沟通天与人——甲骨文与占卜181
73国之重器——青铜与铭文184
74变轻的文字——纸的出现187
75知识爆发——从雕版印刷到激光照排190
76信息动脉——电报与跨海电缆195
77电光跃动——新型电缆与光纤198
78电波不休——收音机与半导体202
79信息大脑——集成电路与芯片207
710光影变换——LCD还是OLED？211
711展望213
第8章高分子无处不在215
81轮胎——橡胶的硫化216
82乒乓球——赛璐珞221
83从绝缘漆到电木——树脂的合成224
84改性树脂——现代塑料227
85降解塑料——绿色环保231
86时髦的长丝袜——合成纤维235
87运动鞋——高分子的大集结239
第9章工业裁缝248
91切割与焊接——裁与缝248
92水刀——水滴石穿以柔克刚254
93火焰刀——火焰切割、光束军刀、激光切割256
94冶金结合——焊接258
95堆焊的涅槃——3D打印262
后记材料的哲学267
参考文献271

作者在武汉大学开设材料学入门类通识课程20年，一直努力尝试在少讲数理模型、公式推导的情形下，深入浅出、通俗易懂地把材料世界的基本规律、发展路径、未来趋势等内容简明活泼地传递给大家。经不断耕耘，在此方面略有所得，课程也受到了广大学子们的欢迎。为了让更多的读者朋友们能够一窥奇妙的材料世界，我们在多年的讲义基础上,修改、扩充、完善，终编撰成了这本受众更广的科普读物——《身边的材料学》。
本书通过对身边材料的切入，娓娓道来，由浅入深,以达到更好的讲解效果。全书的内容大致可按“衣、食、住、行、通信”来划分，具体包括以下几个板块：衣系列（纺织材料）、食系列（饮食器具和厨具材料）、住系列（建筑家居材料）、行系列（运输工具材料） 和通信系列（信息沟通手段与材料）。本书中介绍的这些材料大多是我们在日常生活中非常熟悉的身边的材料，但这些材料都有着波澜壮阔的发展历程。从原始自然的取材到现代的纳米科技，无不充满着神奇的故事。围绕这些身边的材料去探究它们内部的奥秘与神奇，揭示它们的组织构造规律，归纳其共性的原理，了解其制造工艺的发展与变迁，展望它们更加多彩新奇的未来，将使读者朋友们在阅读过程中充满探索与发现的乐趣！
在本书行文中，也注重梳理材料的发展历程，联系当时的社会历史背景，发掘材料发明过程中的趣闻轶事，饶有趣味地讲述重大发现背后的故事，力图把自然科学与人文科学有机联系起来。大力弘扬中华文化，借鉴西方文明，探究文化在自然科学发展中所起到的重要作用。通过艰难的材料发现、发明事例，彰显科学精神与人文关怀。重点关注生态材料，倡导人与自然的和谐发展。
本书力求将材料知识、科学精神、创新思维与人文精神有机融合，展现一个认识世界、改造世界的新窗口，领悟到各专业学科与哲学、社会科学的紧密联系，塑造积极向上的人生观和价值观。
参加本书编写工作的有：肖文凯（引言、第1～4章、第6、7章、后记）、雷燕（第5章）、薛龙建（第8章）、张国栋（第9章）。翟显、王晗、何鹏、张晖等查阅收集了大量文献、图片资料，并参与了核校工作，在此一并表示感谢。
作者在编写本书时，曾参考和引用了一些单位及作者的资料、研究成果和图片，在此谨致谢意。
由于作者学术水平和客观条件所限，书中难免有疏漏之处，敬请读者朋友批评指正。

肖文凯于珞珈山