材料科学基础（第三版）
胡赓祥《材料科学基础》(第3版)(复习笔记 原子结构与键合)【圣才出品】
1.1复习笔记一、原子结构1．物质的组成一切物质是由无数微粒按一定的方式聚集而成的，这些微粒可能是分子、原子或离子。
（1）分子是能单独存在、且保持物质化学特性的一种微粒；（2）原子具有复杂的结构，其结构直接影响原子间的结合方式。
2．原子的结构（1）原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的；（2）原子核内的中子呈电中性，质子带有正电荷；（3）一个质子的正电荷量正好与一个电子的负电荷量相等，它等于－e（e＝1.6022×10－19C）。
3．原子的电子结构电子既具有粒子性又具有波动性，即具有波粒二象性。
从薛定谔（SchrodingerE．）方程得到的波函数描述了电子的运动状态和在核外空间某处的出现几率，即原子中一个电子的空间位置和能量可用四个量子数来确定：（1）主量子数n——决定原子中电子能量以及与核的平均距离；图1-1钠（原子序数为11）原子结构中K，L和M量子壳层的电子分布状况（2）轨道角动量量子数l i——给出电子在同一量子壳层内所处的能级（电子亚层），与电子运动的角动量有关，取值为0，1，2，…，n－1。
在同一量子壳层里，亚层电子的能量是按s，p，d，f，g的次序递增的；（3）磁量子数m i——给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。
每个l i下的磁量子数的总数为2l i＋1。
磁量子数决定了电子云的空间取向。
（4）自旋角动量量子数s i——反映电子不同的自旋方向。
s i规定为＋1/2和－1/2，反映电子顺时针和逆时针两种自旋方向，通常用“↑”和“↓”表示。
在多电子的原子中，核外电子的排布规律遵循以下三个原则：①能量最低原理：电子的排布总是尽可能使体系的能量最低；②泡利（Pauli）不相容原理：在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子，主量子数为n的壳层，最多容纳2n2个电子；③洪德（Hund）定则：在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分占不同的能级，而且自旋方向相同。
材料科学基础上海交大第三版
材料科学基础上海交大第三版介绍材料科学是研究材料结构、组成、性能和制备方法的学科，具有重要的理论基础和实际应用。
本文将探讨《材料科学基础上海交大第三版》这本教材的内容和意义。
教材概述《材料科学基础上海交大第三版》是由上海交通大学材料科学与工程学院编写的教材。
该教材系统地介绍了材料科学的基本概念、原理和技术。
它以全面、详细和深入的方式讲解了各种材料的结构、性能、制备和应用。
该教材的第三版相对于前两版进行了进一步的修订和更新，新增了一些最新的科研成果和实践经验。
重要章节第一章：材料科学基础该章介绍了材料科学的基本概念、发展历史和研究方法。
它讲解了材料的分类、性能评价和性能调控等内容。
通过学习该章，读者可以对材料科学有一个整体的认识。
第二章：金属材料该章主要讲解了金属材料的结构和性能。
它详细介绍了金属晶体结构、缺陷和相变等基本概念，以及金属的力学、热学和电学性能。
同时，该章还介绍了金属材料的制备方法和应用领域。
第三章：陶瓷材料该章介绍了陶瓷材料的结构和性能。
它详细讲解了陶瓷的晶体结构、缺陷和相变等基本概念，以及陶瓷的力学、热学和电学性能。
此外，该章还介绍了陶瓷材料的制备方法和应用领域。
第四章：高分子材料该章主要介绍了高分子材料的结构和性能。
它详细阐述了高分子的聚合反应、分子构象和玻璃化转变等基本概念，以及高分子的力学、热学和电学性能。
同时，该章还介绍了高分子材料的制备方法和应用领域。
第五章：复合材料该章介绍了复合材料的结构和性能。
它详细讲解了复合材料的基体材料、增强材料和界面等基本概念，以及复合材料的力学、热学和电学性能。
此外，该章还介绍了复合材料的制备方法和应用领域。
重要实验实验一：金属的晶体结构研究该实验旨在通过实际操作，观察金属的晶体结构，并了解金属的晶体缺陷。
通过该实验，学生可以进一步理解金属的结构与性能之间的关系。
实验二：陶瓷材料的力学性能测定该实验旨在通过实验测定方法，了解陶瓷材料的力学性能。
材料科学基础第三版教学设计
材料科学基础第三版教学设计
课程背景
材料科学基础是一门重要的课程，用于培养学生基础的物理化学知识和材料学
的基本概念。
本课程主要介绍材料的基本性质和结构，以及各种材料的制备、处理和性能评估等方面的知识。
教学目标
本课程的教学目标包括以下几个方面：
1.掌握材料结构与性质的基本知识，了解各种材料的结构特征和性能表
现。
2.熟悉各种材料的制备工艺和处理技术，学会控制材料制备和处理过程，
制备出满足特定要求的材料。
3.能够运用所学知识，对各种材料的性能进行评估和改善，并且理解材
料的应用前景和发展趋势。
4.培养学生的分析和解决问题的能力，提高他们的创新意识和实践能力。
教学内容
第一章：材料结构与性质概论
1.1 材料的基本概念和分类 1.2 材料的晶体结构和非晶体结构 1.3 材料的物
理性质和化学性质
第二章：金属材料
2.1 金属的晶体结构和缺陷结构 2.2 金属的力学性能和热学性能 2.3 金属的
腐蚀和耐蚀性
1。
材料科学基础(第三版)
20xx年高等教育出版社出版的图书
01 成书过程
03 教学资源
目录
02 内容简介 04 作者简介
《材料科学基础（第三版）》是由赵杰主编，高等教育出版社于2021年7月16日出版的iCourse·教材、国家 精品在线开放课程配套教材。该教材可作为高等学校本科材料类专业的教材，也可供研究生及相关人员选用。
2021年7月16日，《材料科学基础（第三版）》由高等教育出版社出版发行。
内容简介
该教材将材料结构与性能关系的基础知识分为三个部分，即晶体学基础、形变及强化基础、相图及相变基础。 在“晶体学基础”中介绍原子结构与结合键、晶体结构、晶体缺陷的基础知识，并扩充了非晶和准晶体结构的内 容；在“形变及强化基础”中介绍与材料形变直接相关的位错的基础知识以及与材料形变、强化机理之间的关系， 并介绍变形材料加热过程中的回复与再结晶；在“相图及相变基础”中介绍二元相图、三元相图的基础知识以及 有关材料的凝固和固态扩散的相关内容。
该教材将材料科学基础知识分为三个部分，即晶体学基础、形变及强化基础、相图及相变基础。主要内容包 括原子结构与结合键、晶体结构、非晶体和准晶体结构、晶体缺陷、位错基础、材料的变形、回复再结晶、二元 相图、三元相图、材料的凝固、固态扩散等。
成书过程
修订情况
出版工作
该教材是在大连理工大学出版社2015年出版的赵杰主编《材料科学基础（第二版）》的基础上，跟踪材料学 科发展并总结近几年（截至2020年12月）使用教材的反馈意见修订而成的。
第三版对教材各部分均进行了必要的增补和修订。第三版修订工作由王清（第1、2、3章）、李佳艳（第10、 11章）、叶飞（第4、5章）、赵杰（第6、7、8、9章及其余部分）完成，由赵杰任主编。另外，该书在编写过程 中参阅了一些中国国内外出版的有关资料。
材料科学基础 胡庚祥 第三版
材料科学基础胡庚祥第三版材料科学基础胡庚祥第三版：探索材料世界的奥秘材料科学是一门研究材料的结构、性能和制备方法的学科，是现代科技和工程领域的基础学科。
《材料科学基础胡庚祥第三版》是材料科学领域的经典教材，它详细介绍了材料科学的基本原理和方法，涵盖了材料的各个方面，为读者提供了深入了解材料科学的机会。
在这本书中，胡庚祥教授从材料科学的基本概念和原理开始，逐步引导读者了解材料的结构与性能的关系。
他详细介绍了金属、陶瓷、高分子和复合材料等常见材料的特点和制备方法，并阐述了材料的性能测试和评价方法。
此外，书中还讨论了材料的热力学和相变行为，以及材料的电磁性能和光学性质等内容。
在材料科学的研究和应用中，材料的结构与性能是至关重要的。
不同材料的结构决定了它们的性质和用途。
胡庚祥教授在书中通过丰富的实例和图示，生动地描述了不同材料的结构特征和相互作用原理。
例如，金属材料的结构由紧密排列的金属原子构成，具有良好的导电性和导热性；陶瓷材料的结构由离子或分子构成，具有高硬度和耐高温性能；高分子材料由大分子链构成，具有良好的可塑性和绝缘性能；复合材料由两种或多种不同材料的组合构成，具有综合性能优异的特点。
除了结构与性能的关系，材料的制备方法也是材料科学的重要内容。
胡庚祥教授在书中介绍了常见的制备方法，如熔融法、溶液法、气相沉积法和固相反应法等。
他详细讲解了每种方法的原理和操作步骤，并提供了实验操作技巧和注意事项。
通过学习这些制备方法，读者可以了解到如何选择适合的方法来制备所需的材料，并掌握材料制备的基本技能。
此外，胡庚祥教授还介绍了材料的性能测试和评价方法。
材料的性能测试是评价材料质量和可靠性的重要手段。
他详细介绍了常见的力学性能测试、热学性能测试和电学性能测试等方法，并说明了每种测试方法的原理和操作步骤。
通过学习这些测试方法，读者可以了解到如何准确地评价材料的性能，并为材料的应用提供科学依据。
在材料科学领域的研究和应用中，热力学和相变行为是一个重要的研究方向。
胡赓祥第三版材料科学基础知识总结与复习答案
胡赓祥第三版材料科学基础知识总结与复习答案1. 金属的结构和性质金属的结构由晶格和晶界组成。
晶格是由金属原子按照一定的排列规律形成的三维结构，晶界是相邻晶粒之间的边界。
金属的性质受晶格结构和晶界的影响。
2. 金属的热处理金属的热处理包括退火、正火、淬火和回火等。
退火可改善金属的塑性和韧性，正火可提高金属的硬度和强度，淬火可使金属具有高硬度和高强度，回火可降低金属的脆性。
3. 金属的腐蚀与防护金属在环境中容易发生腐蚀，腐蚀会导致金属的性能下降。
常见的金属腐蚀方式包括电化学腐蚀、化学腐蚀和物理腐蚀。
为了防止金属腐蚀，可以采取防护措施，如涂层保护、金属合金化等。
4. 金属的力学性能金属的力学性能包括强度、韧性、硬度和塑性等。
强度指金属抵抗外力的能力，韧性指金属在受力下发生塑性变形的能力，硬度指金属抵抗划伤的能力，塑性指金属在受力下发生永久形变的能力。
5. 金属的疲劳与断裂金属在长期受到交变载荷作用下容易发生疲劳破坏，疲劳破坏是由于金属内部微小缺陷的逐渐扩展导致的。
金属的断裂是指在受到过大载荷作用下金属突然破裂。
为了预防金属的疲劳与断裂，可以采取措施如降低应力集中、提高材料的强度等。
6. 陶瓷材料的结构和性能陶瓷材料是由非金属元素形成的晶体结构，其特点是硬度高、耐磨损、耐高温等。
陶瓷材料的性能受晶体结构和晶界的影响。
7. 高分子材料的结构和性能高分子材料是由大量重复单元组成的聚合物，其特点是轻质、柔软、绝缘等。
高分子材料的性能受分子结构和分子链的影响。
8. 复合材料的结构和性能复合材料由两种或两种以上不同材料组成，通过界面连接形成整体性能。
复合材料的性能受组分材料、界面结构和相互作用的影响。
9. 材料的选型与设计材料的选型与设计需要考虑材料的性能、用途要求、成本等因素。
根据具体要求选择合适的材料，进行设计和优化。
10. 材料的制备与加工材料的制备与加工包括原材料的提取、合成和加工成形等过程。
不同材料需要采用不同的制备和加工方法。
材料科学基础胡赓祥第3版配套题库
材料科学基础胡赓祥第3版配套题库——才聪学习网胡赓祥《材料科学基础》（第3版）配套题库【考研真题精选＋章节题库】目录第一部分考研真题精选一、选择题二、填空题三、判断题四、名词解释五、简答题六、综合题第二部分章节题库第1章原子结构与键合第2章固体结构第3章晶体缺陷第4章固体中原子及分子的运动第5章材料的形变和再结晶第6章单组元相图及纯晶体的凝固第7章二元系相图和合金的凝固与制备原理第8章三元相图第9章材料的亚稳态第10章材料的功能特性•试看部分内容考研真题精选一、选择题1以下关于调幅分解的正确表述是（）。
[国防科技大学201 6年研]A．调幅分解是个自发分解过程，不需要形核功B．调幅分解也是通过晶核的形成和晶核的长大过程完成的C．相图上成分位于固溶体分解线内的合金均可以产生调幅分解【答案】A查看答案【解析】调幅分解属于连续的无核相变，其始于固溶体中的成分起伏，依靠上坡扩散时浓度差越来越大，最终使均匀固溶体变为不均匀固溶体，原固溶体以及新形成的两种固溶体的结构相同；而钢中的相变大多属于有核相变型，始于结构起伏，相界面在相转变中具有极重要的作用。
2高温下晶粒正常长大时，晶界迁移将受到第二相颗粒的阻碍。
以下说法正确的是（）。
[国防科技大学2017年研]A．第二相含量越多，颗粒越粗大，阻力越大B．第二相含量越少，颗粒越粗大，阻力越大C．第二相含量越多，颗粒越细小，阻力越大【答案】C查看答案【解析】通常，在第二相颗粒所占体积分数一定的条件下，颗粒越细，其数量越多，则晶界迁移所受到的阻力也越大，故晶粒长大速度随第二相颗粒的细化而减小。
3由两个不同成分的液相在恒温下转变为一定成分的固相的反应叫（）。
[沈阳工业大学2015年研]A．包晶反应B．合晶反应C．偏晶反应【答案】B查看答案【解析】常见的二元相图的反应式和图形特征，如下表所示：表14在不平衡结晶条件下，成分点在共晶附近的合金也可能全部转变成共晶合金，这种非共晶成分的共晶组织称为（）。
材料科学基础第三版
材料科学基础第三版材料科学基础是材料科学与工程专业的入门课程，也是其他相关专业学生必修的一门课程。
本书是材料科学基础的第三版，主要介绍了材料科学的基本概念、原理和应用。
通过学习本书，读者可以全面了解材料科学的基础知识，为今后的学习和研究打下坚实的基础。
本书分为六个部分，分别是材料的基本概念、晶体结构与晶体缺陷、材料的物理性能、金属材料、非金属材料和功能材料。
每个部分都包含了丰富的内容，涵盖了材料科学的方方面面。
在第一部分中，我们首先介绍了材料科学的基本概念，包括材料的分类、性能和应用。
通过学习这部分内容，读者可以对材料科学有一个全面的认识，为后续的学习打下基础。
第二部分介绍了晶体结构与晶体缺陷，这是材料科学中非常重要的内容。
通过学习这部分内容，读者可以了解晶体的结构和晶体缺陷对材料性能的影响，为今后的材料设计和改进提供理论支持。
第三部分介绍了材料的物理性能，包括力学性能、热学性能和电磁性能。
这些性能是材料科学研究的重点内容，通过学习这部分内容，读者可以深入了解材料的各种性能表现及其影响因素。
第四部分介绍了金属材料，包括金属的结构、性能和应用。
金属材料是材料科学中的重要组成部分，通过学习这部分内容，读者可以了解金属材料的特点及其在工程中的应用。
第五部分介绍了非金属材料，包括陶瓷、聚合物和复合材料等。
这些材料在现代工程中有着广泛的应用，通过学习这部分内容，读者可以了解非金属材料的特点及其在工程中的应用。
最后一部分介绍了功能材料，包括半导体材料、光学材料和磁性材料等。
这些材料在现代科技领域有着重要的应用，通过学习这部分内容，读者可以了解功能材料的特点及其在科技领域的应用。
总的来说，本书全面系统地介绍了材料科学的基础知识，内容丰富、深入浅出。
通过学习本书，读者可以对材料科学有一个全面的了解，为今后的学习和研究打下坚实的基础。
希望本书能够成为广大学生和科研工作者的参考书，为他们的学习和研究提供帮助。
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材料科学基础（第三版）
第1章原子结构与键合
1.1 原子结构
1.1.1 物质的组成
1.1.2 原子的结构
1.1.3 原子的电子结构
1.1.4 元素周期表
1.2 原子间的键合
1.2.1 金属键
1.2.2 离子键
1.2.3 共价键
1.2.4 范德瓦耳斯力
1.2.5 氢键
1.3 高分子链
1.3.1 高分子链的近程结构
1.3.2 高分子链的远程结构
第2章固体结构
2.1 晶体学基础
2.1.1 空间点阵和晶胞
2.1.2 晶向指数和晶面指数
2.1.3 晶体的对称性
2.1.4 极射投影
2.1.5 倒易点阵
2.2 金属的晶体结构
2.2.1 三种典型的金属晶体结构2.2.2 晶体的原子堆垛方式和间隙2.2.3 多晶型性
2.3 合金相结构
2.3.1 固溶体
2.3.2 中间相
2.4 离子晶体结构
2.4.1 离子晶体的结构规则
2.4.2 典型的离子晶体结构
2.4.3 硅酸盐的晶体结构
2.5 共价晶体结构
2.6 聚合物的晶态结构
2.6.1 聚合物的晶体形态
2.6.2 聚合物晶态结构的模型2.6.3 聚合物晶体的晶胞结构2.7 准晶态结构
2.8 液晶态结构
2.8.1 液晶的分子结构特征与分类
2.8.2 液晶的结构
2.9 非晶态结构
第3章晶体缺陷
3.1 点缺陷
3.1.1 点缺陷的形成
3.1.2 点缺陷的平衡浓度
3.1.3 点缺陷的运动
3.2 位错
3.2.1 位错的基本类型和特征
3.2.2 伯氏矢量
3.2.3 位错的运动
3.2.4 位错的弹性性质
3.2.5 位错的生成和增殖
3.2.6 实际晶体结构中的位错
3.3 表面及界面
3.3.1 外表面
3.3.2 晶界和亚晶界
3.3.3 孪晶界
3.3.4 相界
第4章固体中原子及分子的运动
4.1 表象理论
4.1.1 菲克第一定律
4.1.2 菲克第二定律
4.1.3 扩散方程的解
4.1.4 置换型固溶体中的扩散
4.1.5 扩散系数D与浓度相关时的求解4.2 扩散的热力学分析
4.3 扩散的原子理论
4.3.1 扩散机制
4.3.2 原子跳跃和扩散系数
4.4 扩散激活能
4.5 无规则行走与扩散距离
4.6 影响扩散的因素
4.7 反应扩散
4.8 离子晶体中的扩散
4.9 高分子的分子运动
4.9.1 分子链运动的起因及其柔顺性
4.9.2 分子的运动方式及其结构影响因素4.9.3 高分子不同力学状态的分子运动解说第5章材料的形变和再结晶
5.1 弹性和黏弹性
5.1.1 弹性变形的本质
5.1.2 弹性变形的特征和弹性模量
5.1.3 弹性的不完整性
5.1.4 黏弹性
5.2 晶体的塑性变形
5.2.1 单晶体的塑性变形
5.2.2 多晶体的塑性变形
5.2.3 合金的塑性变形
5.2.4 塑性变形对材料组织与性能的影响5.3 回复和再结晶
5.3.1 冷变形金属在加热时的组织与性能变化5.3.2 回复
5.3.3 再结晶
5.3.4 晶粒长大
5.3.5 再结晶退火后的组织.
5.4 热变形与动态回复、再结晶
5.4.1 动态回复与动态再结晶
5.4.2 热加工对组织性能的影响
5.4.3 蠕变
5.4.4 超塑性
5.5 陶瓷材料变形的特点
5.6 高聚物的变形特点
第6章单组元相图及纯晶体的凝固
6.1 单元系相变的热力学及相平衡
6.1.1 相平衡条件和相律
6.1.2 单元系相图
6.2 纯晶体的凝固
6.2.1 液态结构
6.2.2 晶体凝固的热力学条件
6.2.3 形核
6.2.4 晶体长大
6.2.5 结晶动力学及凝固组织
6.2.6 凝固理论的应用举例
6.3 气-固相变与薄膜生长
6.3.1 蒸气压
6.3.2 蒸发和凝聚的热力学条件
6.3.3 气体分子的平均自由程
6.3.4 形核
6.3.5 薄膜的生长方式
6.3.6 应用举例(巨磁电阻多层膜和颗粒膜) 6.4 高分子的结晶特征
第7章二元系相图和合金的凝固与制备原理7.1 相图的表示和测定方法
7.2 相图热力学的基本要点
7.2.1 固溶体的自由能-成分曲线
7.2.2 多相平衡的公切线原理
7.2.3 混合物的自由能和杠杆法则
7.2.4 从自由能-成分曲线推测相图
7.2.5 二元相图的几何规律
7.3 二元相图分析
7.3.1 匀晶相图和固溶体凝固
7.3.2 共晶相图及其合金凝固
7.3.3 包晶相图及其合金凝固
7.3.4 溶混间隙相图与调幅分解
7.3.5 其他类型的二元相图
7.3.6 复杂二元相图的分析方法
7.3.7 根据相图推测合金的性能
7.3.8 二元相图实例分析
7.4 二元合金的凝固理论
7.4.1 固溶体的凝固理论
7.4.2 共晶凝固理论
7.4.3 合金铸锭(件)的组织与缺陷
7.4.4 合金的铸造和二次加工
7.5 高分子合金概述
7.5.1 高分子合金的相容性
7.5.2 高分子体系的相图及测定方法7.5.3 高分子合金的制备方法
7.5.4 高分子合金的形态结构
7.5.5 高分子合金性能与组元的一般关系7.5.6 高分子及其合金的主要类型
7.6 陶瓷合金概述
7.6.1 陶瓷粉体的合成
7.6.2 陶瓷粉体的成型和烧结
7.6.3 玻璃的制备
7.6.4 陶瓷材料的性能
第8章三元相图
8.1 三元相图的基础
8.1.1 三元相图成分表示方法
8.1.2 三元相图的空间模型
8.1.3 三元相图的截面图和投影图
8.1.4 三元相图中的杠杆定律及重心定律
8.2 固态互不溶解的三元共晶相图
8.3 固态有限互溶的三元共晶相图
8.4 两个共晶型二元系和一个匀晶型二元系构成的三元相图8.5 包共晶型三元系相图
8.6 具有四相平衡包晶转变的三元系相图
8.7 形成稳定化合物的三元系相图
8.8 三元相图举例
8.9 三元相图小结
第9章材料的亚稳态
9.1 纳米晶材料
9.1.1 纳米晶材料的结构
9.1.2 纳米晶材料的性能
9.1.3 纳米晶材料的形成
9.1.4 纳米碳管简介
9.2 准晶态
9.2.1 准晶的结构
9.2.2 准晶的形成
9.2.3 准晶的性能
……
第10章材料的功能特性
中英对照的关键词
参考文献。