●第1章材料科學與工程導論1
1.1何謂材料科學與工程？2
1.2材料的分類3
1.3材料的功能分類7
1.4材料的結構分類9
1.5環境及其他條件對材料的影響9
1.6材料的設計與選擇10
小結11
術語12
習題13
第2章原子結構16
2.1與材料結構相關的應用技術問題17
2.2原子結構20
2.3原子的電子結構20
素周期表23
2.5原子鍵合27
2.6結合能和原子間距33
2.7碳的多種形式：原子的排列與材料性能的關繫36
小結40
術語41
習題43
第3章原子排列與離子排列46
3.1短程有序與長程有序47
3.2非晶材料48
3.3點、晶胞和晶體結構49
3.4同素異形或多晶型轉化60
3.5晶胞中的點、晶向、晶面61
3.6間隙位置68
3.7離子鍵材料的晶體結構70
3.8共價結構75
3.9晶體結構衍射技術分析76
小結80
術語81
習題83
第4章原子及離子排列中的缺陷90
4.1點缺陷90
4.2其他點缺陷95
4.3位錯97
4.4位錯的意義103
4.5施密德定律104
4.6晶體結構的影響106
4.7面缺陷107
4.8缺陷的重要性111
小結113
術語114
習題115
第5章材料中的原子和離子運動120
5.1擴散的應用120
5.2原子和離子的穩定性122
5.3擴散機制124
5.4擴散活化能126
5.5擴散速率（菲克第一定律）127
5.6擴散的影響因素130
5.7聚合物的滲透性135
5.8組分分布（菲克第二定律）136
小結140
術語141
習題142
第6章力學性能（上）148
6.1技術意義149
6.2力學性能的專業術語150
6.3拉伸試驗：應力-應變曲線圖的應用153
6.4拉伸試驗獲得的性能156
6.5真應力和真應變164
6.6脆性材料的彎曲試驗166
6.7材料的硬度169
6.8納米壓痕171
6.9應變率效應和衝擊行為174
6.10材料的衝擊試驗性能176
6.11塊狀金屬玻璃及其力學性能177
6.12小尺度材料的力學性能179
小結182
術語182
習題184
第7章力學性能（下）191
7.1斷裂力學191
7.2斷裂力學的重要性194
7.3金屬材料斷裂的顯微結構特征197
7.4陶瓷和玻璃斷裂的顯微結構特征200
7.5韋布爾統計與失效強度分析201
7.6疲勞205
7.7疲勞試驗結果208
7.8疲勞試驗應用209
7.9蠕變、應力斷裂和應力腐蝕213
7.10蠕變行為評估分析215
7.11蠕變數據的使用216
小結218
術語218
習題219
第8章應變硬化與退火223
8.1冷加工與應力-應變曲線的關繫223
8.2應變硬化機制228
8.3性能與冷加工率229
8.4顯微結構、織構強化和殘餘應力231
8.5冷加工特點235
8.6退火的三個階段237
8.7退火的控制240
8.8退火和材料加工241
8.9熱加工243
小結245
術語246
習題247
第9章凝固原理254
9.1技術意義255
9.2形核255
9.3控制形核的應用259
9.4生長機制261
9.5凝固時間和枝晶尺寸263
9.6冷卻曲線267
9.7鑄造結構268
9.8凝固缺陷270
9.9部件的鑄造工藝275
9.10定向凝固、單晶生長和外延生長276
9.11聚合物和無機玻璃的凝固278
9.12金屬材料的連接279
小結280
術語281
習題283
第10章固溶體與相平衡289
10.1相和相圖289
10.2溶解度和固溶體293
10.3無限固溶體的條件294
10.4固溶強化296
10.5勻晶相圖298
10.6材料性能和相圖之間的關繫304
10.7固溶體合金的凝固306
10.8非平衡凝固和分離307
小結309
術語310
習題311
第11章彌散強化與共晶相圖316
11.1彌散強化原理與實例316
11.2金屬間化合物318
11.3包含三相反應的相圖320
11.4共晶相圖322
11.5共晶合金的強度330
11.6共晶與材料加工335
11.7共晶體繫中的非平衡凝固336
11.8納米線與共晶相圖337
小結339
術語340
習題341
附錄348
附錄A金屬的部分物理性能348
附錄素的原子半徑和離子半徑351
附錄C美國單位制和國際單位制轉換表353
附錄D物理性質355
附錄ESI詞頭355
附錄F力學常用單位356
部分習題答案357

本書是美國Cengage Learning出版的Essentials ofMaterials Science and Engineering第三版（SI版）第1~11章的中譯本。原書第12~18章作為本書的姊妹書《材料工程基礎》出版。作為材料科學基礎部分，本書繫統介紹材料科學與工程的概念、原子結構、原子排列和離子排列及排列中的缺陷、材料中的原子和離子運動、材料力學性能（兩章）、應變硬化與退火、凝固原理、固溶體與相平衡、彌散強化與共晶相圖等。本書每章安排有例題和解答，章後有小結、術語、習題，還有設計問題、計算機問題和科創問題。本書以問題為導向，用大量實例和圖表展現材料科學與工程的理論與實踐的結合點，回溯材料領域關鍵知識產生背景和重大工程應用案例，可給讀者的學習和未來的研究工作以啟發。