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《材料學概論》

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  作者介紹

  
  
  
  
  
  田民波
  
  學歷：
  清華大學 工程物理系 碩士
  
  經歷：
  日本京都大學國家公派訪問學者
  日本Kyoto Elex株式?社 特邀研究員
  清華大學材料科學與工程系 教授
  
  現職：
  清華大學材料科學與工程系 教授
  
  
  
  





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  譯者介紹

  
  
  
  
  
  總校閱簡介
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  張勁燕／校訂
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  學歷：
  
  
  
  
  
  交通大學 電子工程系研究所 博士
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  經歷：
  
  
  
  
  
  逢甲大學 電子工程系 副教授
  
  
  
  
  
  新加坡Intersil電子公司 工程師
  
  
  
  
  
  ITT環宇電子公司 工程部 經理
  
  
  
  
  
  台灣電子電腦公司 半導體廠 廠長
  
  
  
  
  
  萬邦電子公司 總工程師
  
  
  
  
  
  明新工專 電子科 副教授（兼科主任）
  
  
  
  
  
  逢甲大學 電機系 副教授（兼系主任）
  
  
  
  
  

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  (一)材料的支柱和先導作用
  
  
  
  
  
  1.1材料的定義和分類
  
  
  
  
  
  1.2材料是人類社會進步的標誌
  
  
  
  
  
  1.3材料是當代文明社會的根基
  
  
  
  
  
  1.4材料是各類產業的基礎
  
  
  
  
  
  1.5先進材料是高科技的核心
  
  
  
  
  
  1.6材料可以「點石成金，化腐朽為神奇」
  
  
  
  
  
  1.7複合材料和功能材料大大擴展了材料的應用領域
  
  
  
  
  
  1.8材料科學與工程的定義和學科特點
  
  
  
  
  
  1.9材料科學與工程四要素
  
  
  
  
  
  1.10重視材料的加工和製造
  
  
  
  
  
  1.11關注材料的最新應用 -強調發展，注重創新
  
  
  
  
  
  1.12「9.11」世貿大廈垮塌和「3.11」福島核事故都涉及材料
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (二)材料就在元素週期表中
  
  
  
  
  
  2.1在元素週期表中發現材料
  
  
  
  
  
  2.2120 種元素綜合分析
  
  
  
  
  
  2.3原子的核外電子排佈(1)-量子數和電子軌道
  
  
  
  
  
  2.4原子的核外電子排佈(2)-電子排佈的三個準則
  
  
  
  
  
  2.5核外電子排佈的應用(1)-不同碳材料的晶體結構
  
  
  
  
  
  2.6核外電子排佈的應用(2)-碳材料的多樣性
  
  
  
  
  
  2.7原子的核外電子排佈(3)-過渡族元素和難熔金屬
  
  
  
  
  
  2.8原子半徑、離子半徑和元素的電負性
  
  
  
  
  
  2.9日常生活中須臾不可離開的元素
  
  
  
  
  
  2.10材料性能與微觀結構的關係
  
  
  
  
  
  2.11從軌道能階到能帶 -絕緣體、導體和半導體的能帶圖
  
  
  
  
  
  2.12化合物半導體和螢光體材料
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (三)金屬及合金材料
  
  
  
  
  
  3.1從礦石到金屬製品(1)-高爐煉鐵
  
  
  
  
  
  3.2從礦石到金屬製品(2)-轉爐煉鋼
  
  
  
  
  
  3.3晶態和非晶態，單晶體和多晶體
  
  
  
  
  
  3.4相、相圖、組織和結構
  
  
  
  
  
  3.5凝固中的成核與長大
  
  
  
  
  
  3.6鋼的各種組織形態
  
  
  
  
  
  3.7鋼的強化機制及合金鋼
  
  
  
  
  
  3.8應用最廣的碳鋼
  
  
  
  
  
  3.9金屬的熱變形
  
  
  
  
  
  3.10金屬的冷變形
  
  
  
  
  
  3.11熱處理的目的和熱處理溫度的確定
  
  
  
  
  
  3.12鋼的退火
  
  
  
  
  
  3.13鋼的正火
  
  
  
  
  
  3.14鋼的回火
  
  
  
  
  
  3.15表面處理-表面淬火及滲碳淬火
  
  
  
  
  
  3.16合金鋼(1)-強韌鋼、可焊高強度鋼和工具鋼
  
  
  
  
  
  3.17合金鋼(2)-高速鋼、不鏽鋼、彈簧鋼和軸承鋼
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (四)粉體和奈米材料
  
  
  
  
  
  4.1粉體及其特殊性能(1)-小粒徑和高比表面積
  
  
  
  
  
  4.2粉體及其特殊性能(2)-高分散性和易流動性
  
  
  
  
  
  4.3粉體及其特殊性能(3)-低熔點和高化學活性
  
  
  
  
  
  4.4粉體的特性及測定(1)-粒徑和粒徑分布的測定
  
  
  
  
  
  4.5粉體的特性及測定(2)-密度及比表面積的測定
  
  
  
  
  
  4.6粉體的特性及測定(3)-折射率和附著力的測定
  
  
  
  
  
  4.7非機械式粉體製作方法
  
  
  
  
  
  4.8日常生活用的粉體
  
  
  
  
  
  4.9工業應用的粉體材料
  
  
  
  
  
  4.10奈米材料與奈米技術
  
  
  
  
  
  4.11包羅萬象的奈米領域
  
  
  
  
  
  4.12「奈米」就在我們身邊
  
  
  
  
  
  4.13奈米材料製作和奈米加工
  
  
  
  
  
  4.14奈米材料與奈米技術的發展前景
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (五)陶瓷及陶瓷材料
  
  
  
  
  
  5.1陶瓷進化發展史-人類文明進步的標誌
  
  
  
  
  
  5.2日用陶瓷的進展
  
  
  
  
  
  5.3陶瓷及陶瓷材料(1)-按緻密度和原料分類
  
  
  
  
  
  5.4陶瓷及陶瓷材料(2)-按性能和用途分類
  
  
  
  
  
  5.5普通黏土陶瓷的主要原料
  
  
  
  
  
  5.6陶瓷成型技術(1)-旋轉制胚成型和注漿成型
  
  
  
  
  
  5.7陶瓷成型技術(2)-乾壓成型、熱壓注成型和等靜壓成型
  
  
  
  
  
  5.8普通陶瓷的燒結過程
  
  
  
  
  
  5.9結構陶瓷及應用(1)-Al2O3 和ZrO2
  
  
  
  
  
  5.10結構陶瓷及應用(2)-SiC 和Si3N4
  
  
  
  
  
  5.11低溫共燒陶瓷（LTCC）基板
  
  
  
  
  
  5.12單晶材料及製作
  
  
  
  
  
  5.13功能陶瓷及應用(1)-陶瓷電子元件
  
  
  
  
  
  5.14功能陶瓷及應用(2)-微波元件、感測器和超聲波馬達
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (六)玻璃及玻璃材料
  
  
  
  
  
  6.1玻璃的發現至少有5000 年
  
  
  
  
  
  6.2玻璃熔融和加工
  
  
  
  
  
  6.3非傳統方法製造玻璃
  
  
  
  
  
  6.4新型建築玻璃(1)
  
  
  
  
  
  6.5新型建築玻璃(2)
  
  
  
  
  
  6.6汽車、高鐵用玻璃(1)
  
  
  
  
  
  6.7汽車、高鐵用玻璃(2)
  
  
  
  
  
  6.8生物醫學用玻璃材料
  
  
  
  
  
  6.9特殊性能玻璃材料
  
  
  
  
  
  6.10圖像顯示、光通信用玻璃材料(1)
  
  
  
  
  
  6.11圖像顯示、光通信用玻璃材料(2)
  
  
  
  
  
  6.12高新技術前沿用玻璃材料
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (七)高分子及聚合物材料
  
  
  
  
  
  7.1何謂高分子和聚合物
  
  
  
  
  
  7.2加聚反應和聚合物實例(1)-均加聚
  
  
  
  
  
  7.3加聚反應和聚合物實例(2)-共加聚
  
  
  
  
  
  7.4幾種熱塑性聚合物的聚合反應及結構
  
  
  
  
  
  7.5高分子鏈的結構層次和化學結構
  
  
  
  
  
  7.6天然橡膠和合成橡膠
  
  
  
  
  
  7.7高分子的聚集態結構
  
  
  
  
  
  7.8熱固性樹脂（熱固性塑料）
  
  
  
  
  
  7.9聚合物的結構模型及力學特性
  
  
  
  
  
  7.10聚合物的形變機制及變形特性
  
  
  
  
  
  7.11常見聚合物的結構和用途 -按性能和用途分類
  
  
  
  
  
  7.12工程塑料
  
  
  
  
  
  7.13新型電子產業用的塑料膜層
  
  
  
  
  
  7.14聚合物的成形加工及設備(1)-壓縮模塑和傳遞模塑
  
  
  
  
  
  7.15聚合物的成形加工及設備(2)-擠出成形和射出成形
  
  
  
  
  
  7.16膠黏劑 -膠黏劑的構成和黏結原理
  
  
  
  
  
  7.17塗料 -塗料的分類及構成
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (八)複合材料和生物材料
  
  
  
  
  
  8.1複合材料的定義和分類
  
  
  
  
  
  8.2複合材料的介面
  
  
  
  
  
  8.3複合材料的特長及優勢
  
  
  
  
  
  8.4複合材料中增強材料與基體材料的匹配
  
  
  
  
  
  8.5碳纖維及C/C 複合材料
  
  
  
  
  
  8.6複合材料 -在航空太空領域的應用
  
  
  
  
  
  8.7生物材料的定義和範疇
  
  
  
  
  
  8.8骨骼、筋和韌帶組織
  
  
  
  
  
  8.9各種植入人體的材料
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (九)磁性及磁性材料
  
  
  
  
  
  9.1磁性源於電流
  
  
  
  
  
  9.2磁矩、磁導率和磁化率
  
  
  
  
  
  9.3過渡金屬元素3d 殼層的電子結構與其磁性的關係
  
  
  
  
  
  9.4高磁導率材料、高矯頑力材料及半硬質磁性材料
  
  
  
  
  
  9.5亞鐵磁性和鐵氧體材料
  
  
  
  
  
  9.6鐵氧體硬磁材料的製作
  
  
  
  
  
  9.7硬磁鐵氧體和軟磁鐵氧體的磁學特性及應用
  
  
  
  
  
  9.8磁疇及磁疇壁的運動
  
  
  
  
  
  9.9磁滯迴線及其決定因素
  
  
  
  
  
  9.10永磁材料及其進展
  
  
  
  
  
  9.11釹鐵硼稀土永磁材料及製作技術
  
  
  
  
  
  9.12永磁材料的應用和退磁曲線
  
  
  
  
  
  9.13磁記錄材料
  
  
  
  
  
  9.14光磁記錄材料
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  (十)薄膜材料及薄膜製造技術
  
  
  
  
  
  10.1薄膜的定義和薄膜材料的特殊性能
  
  
  
  
  
  10.2獲得薄膜的三個必要條件
  
  
  
  
  
  10.3薄膜是如何沉積的
  
  
  
  
  
  10.4電漿與薄膜沉積
  
  
  
  
  
  10.5物理氣相沉積（PVD）(1)-真空蒸鍍
  
  
  
  
  
  10.6物理氣相沉積（PVD）(2)-離子鍍和雷射熔射
  
  
  
  
  
  10.7物理氣相沉積（PVD）(3)-濺射鍍膜
  
  
  
  
  
  10.8物理氣相沉積（PVD）(4)-磁控濺鍍靶
  
  
  
  
  
  10.9化學氣相沉積（CVD）(1)-原理及設備
  
  
  
  
  
  10.10化學氣相沉積（CVD）(2)-各類CVD 的應用
  
  
  
  
  
  10.11電鍍薄膜
  
  
  
  
  
  10.12反應離子刻蝕（RIE）和反應離子束刻蝕（RIBE）
  
  
  
  
  
  10.13平坦化技術