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第一篇 材料在单向静拉伸应力状态下的力学性能1

第1章 材料的弹性变形4

1.1弹性变形机理5

1.1.1金属与陶瓷的弹性变形机理5

1.1.2高分子材料的弹性变形机理6

1.2弹性变形力学性能指标9

1.2.1弹性模量9

1.2.2比例极限与弹性极限16

1.2.3弹性比功16

1.3非理想的弹性变形17

1.3.1滞弹性18

1.3.2黏弹性18

1.3.3伪弹性20

1.3.4包申格效应21

1.3.5内耗21

综合习题22

第2章 材料的塑性变形24

2.1材料的塑性变形机理25

2.1.1金属与陶瓷的塑性变形机理26

2.1.2陶瓷的塑性变形特点36

2.1.3高分子材料的塑性变形39

2.2冷变形金属的回复与再结晶41

2.2.1塑性变形对材料性能的影响41

2.2.2冷变形金属的回复与再结晶45

2.2.3热加工与冷加工51

2.3塑性变形的力学性能指标53

2.3.1屈服强度53

2.3.2应变硬化指数58

2.3.3抗拉强度59

2.3.4塑性与超塑性62

综合习题64

第3章 材料的断裂与断裂韧性66

3.1材料的断裂67

3.1.1断裂的类型及断裂机理67

3.1.2断口分析72

3.1.3裂纹的形核与扩展73

3.2断裂强度74

3.3断裂韧性78

3.3.1缺口效应79

3.3.2线弹性条件下的断裂韧性81

3.3.3弹塑性条件下的断裂韧性84

3.3.4影响断裂韧性的因素86

3.4断裂韧性在工程中的应用91

3.4.1材料选择91

3.4.2安全校核92

3.4.3材料开发92

综合习题93

第二篇 材料在其他状态下的力学性能95

第4章 材料的扭转、弯曲、压缩性能97

4.1应力状态软性系数98

4.2扭转99

4.2.1扭转性能指标100

4.2.2扭转力学性能的特点及应用101

4.3弯曲101

4.3.1弯曲性能指标102

4.3.2弯曲力学性能的特点及应用103

4.4压缩103

4.4.1压缩性能指标103

4.4.2压缩力学性能的特点及应用104

综合习题104

第5章 材料的硬度106

5.1硬度的意义及试验方法107

5.2布氏硬度108

5.2.1原理108

5.2.2表示方法109

5.2.3特点及应用109

5.2.4硬度与其他力学性能的关系109

5.3洛氏硬度109

5.3.1原理109

5.3.2表示方法110

5.3.3特点及应用111

5.4维氏硬度111

5.4.1原理111

5.4.2表示方法111

5.4.3特点及应用112

5.5显微硬度112

5.6其他硬度113

5.6.1莫氏硬度113

5.6.2肖氏硬度113

5.6.3里氏硬度114

5.6.4邵氏硬度114

综合习题116

第6章 材料的冲击韧性及低温脆性118

6.1冲击韧性120

6.1.1冲击载荷的能量性质120

6.1.2缺口冲击试验120

6.1.3冲击韧性122

6.1.4冲击力学性能的应用123

6.2低温脆性123

6.2.1材料的冷脆倾向123

6.2.2韧脆转变温度124

6.2.3低温脆性的影响因素126

综合习题128

第7章 材料的疲劳性能129

7.1金属材料的疲劳性能131

7.1.1循环载荷及疲劳断裂的特点131

7.1.2疲劳断口形貌及疲劳破坏机理132

7.1.3疲劳抗力指标138

7.1.4影响材料疲劳强度的因素142

7.2陶瓷材料的疲劳性能145

7.2.1静态疲劳145

7.2.2循环疲劳145

7.2.3陶瓷材料疲劳特性评价146

7.3高分子材料的疲劳性能146

7.3.1高分子材料的疲劳特点147

7.3.2高分子材料的疲劳断口148

综合习题148

第8章 材料的摩擦磨损性能150

8.1金属材料的磨损性能153

8.1.1磨损过程153

8.1.2磨损的基本类型154

8.2陶瓷材料的磨损性能162

8.3高分子材料的磨损性能164

8.4磨损试验方法165

8.4.1磨损试验机166

8.4.2磨损量的测量与评定166

综合习题167

第9章 材料的高温蠕变性能169

9.1高温蠕变171

9.1.1蠕变曲线171

9.1.2蠕变变形机理172

9.1.3蠕变断裂机理174

9.1.4蠕变断口形貌175

9.2高温蠕变性能指标及其影响因素175

9.2.1高温蠕变性能指标175

9.2.2影响材料高温蠕变性能的因素177

综合习题179

第10章 材料在环境介质作用下的腐蚀180

10.1金属材料的应力腐蚀182

10.1.1应力腐蚀概述182

10.1.2应力腐蚀特点183

10.1.3应力腐蚀断裂指标185

10.1.4应力腐蚀机理186

10.1.5预防应力腐蚀的措施188

10.2陶瓷材料在环境介质作用下的腐蚀188

10.3高分子材料在环境介质作用下的腐蚀190

10.3.1高分子材料的腐蚀类型191

10.3.2高分子材料的应力腐蚀191

综合习题193

第11章 材料的强韧化194

11.1金属材料强韧化196

11.1.1金属材料的强化原理196

11.1.2金属材料的韧化原理197

11.1.3金属材料的强韧化常用方法举例199

11.2无机非金属材料的强韧化201

11.2.1无机非金属材料的韧化机理201

11.2.2无机非金属材料的强韧化方法举例204

11.3高聚物的强韧化205

11.3.1高聚物的强化原理205

11.3.2高聚物的韧化原理206

11.3.3高分子材料的强韧化方法举例208

11.4复合改性209

11.4.1纤维的增强作用210

11.4.2纤维的增韧作用210

综合习题211

第三篇 材料的物理性能213

第12章 材料的热学性能215

12.1晶格振动216

12.2热容217

12.2.1热容的基本概念217

12.2.2经典热容理论218

12.2.3量子热容理论219

12.2.4影响热容的因素222

12.2.5热容性能的应用224

12.3热膨胀225

12.3.1热膨胀的基本概念225

12.3.2热膨胀的机理226

12.3.3影响热膨胀的因素227

12.3.4热膨胀性能的应用229

12.4热传导232

12.4.1热传导基本概念232

12.4.2热传导的微观机理232

12.4.3影响热传导性能的因素234

12.4.4热传导性能的应用236

12.5热稳定性238

12.5.1热稳定性的定义238

12.5.2影响热稳定性的主要因素241

12.5.3热稳定性的应用241

综合习题241

第13章 材料的磁学性能243

13.1基本磁学性能245

13.1.1磁学基本量245

13.1.2物质的磁性分类245

13.2抗磁性和顺磁性246

13.2.1原子本征磁矩246

13.2.2抗磁性248

13.2.3顺磁性249

13.3铁磁性与反铁磁性249

13.3.1铁磁质的自发磁化249

13.3.2反铁磁性和亚铁磁性251

13.3.3磁畴251

13.3.4磁化曲线和磁滞回线254

13.4影响材料磁性能的因素257

13.4.1影响材料抗磁性与顺磁性的因素257

13.4.2影响材料铁磁性的因素258

13.4.3铁磁性的测量方法与应用259

13.5磁性材料及其应用261

13.5.1软磁材料261

13.5.2硬磁材料263

13.5.3磁存储材料266

综合习题267

第14章 材料的电学性能269

14.1导电性能270

14.1.1导电机理270

14.1.2超导电性279

14.1.3影响材料导电性的因素282

14.1.4电阻测量与应用285

14.2热电性能285

14.2.1热电效应285

14.2.2影响热电势的因素289

14.3半导体导电性的敏感效应290

14.3.1热敏效应290

14.3.2光敏效应290

14.3.3压敏效应290

14.3.4磁敏效应291

14.4介质极化与介电性能291

14.4.1极化的基本概念291

14.4.2极化的基本形式292

14.4.3介电常数292

14.4.4影响介电常数的因素293

14.4.5压电性能293

14.4.6铁电性能295

14.5绝缘材料的抗电强度297

14.5.1强电场作用下绝缘材料的破坏297

14.5.2击穿形式297

14.5.3影响抗电强度的因素298

综合习题299

第15章 材料的光学性能301

15.1材料的线性光学性质303

15.1.1光折射304

15.1.2光反射305

15.1.3光吸收307

15.1.4发光性能310

15.1.5光的散射313

15.2材料的非线性光学性质314

15.3光学材料及其应用317

15.3.1光弹性材料317

15.3.2声光材料318

15.3.3电光材料和光全息存储318

15.3.4激光晶体320

综合习题322

附录1试题及参考答案324

试题1324

试题2326

试题1答案327

试题2答案329

附录2对材料性能理论做出突出贡献的部分科学家331

参考文献335