全球一体化的进程促使现代科学与技术结合地越来越紧密，科学研究与技术开发已难以分开，而应用型人才恰恰是将科学与技术联系在一起并促进人类社会发展的桥梁。材料科学与工程专业旨在培养出能够在材料的制备、加工成型、结构与性能等方面从事科学研究、技术开发、工艺设计、技术改造及经营管理等工作的高层次、高素质人才。作为一门包括了金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、复合材料与工程、材料化学、材料物理、材料加工工程、冶金工程、焊接技术与工程、宝石及材料工艺学、生物功能材料、稀土工程、粉体材料科学与工程、纳米材料与技术、新能源材料与器件以及再生资源科学与技术等专业知识的交叉性学科，繁多且抽象的理论使学生们在学习过程中主次不明、方向不清，难以与实践相结合，从而影响了人才培养的质量与效果。

　　本书依托于许昌学院第一批转型发展项目中“校企联合人才培养基地建设”类课题，是许昌学院应用型系列教材之一。为了在教学过程中让学生们直观地了解材料科学与工程专业的本质内容，依据材料科学与工程最新的研究成果——“四位一体科技合一教学理论与模型”将全书分为8章。第1章介绍了材料科学与工程学科的兴起、内涵、特点及研究的重点内容;第2章至第7章以全新的角度讲述了材料的性能、成分、结构、缺陷、表征及工艺等的基本理论及其内在联系;第8章讲解了材料科学与工程专业的课程设置及学习方法。

　　第1章 材料科学与工程专业介绍 …………………………………………………………… 1

　　1.1 材料科学与工程学科的兴起 ……………………………………………………… 2

　　1.2 材料科学与工程及其内涵和特点 ………………………………………………… 3

　　1.3 材料科学与工程研究的重点 ……………………………………………………… 5

　　第2章 材料的性能 …………………………………………………………………………… 8

　　2.1 结构材料 …………………………………………………………………………… 9

　　2.2 功能材料 …………………………………………………………………………… 17

　　第3章 材料的成分 ………………………………………………………………………… 31

　　3.1 金属材料 …………………………………………………………………………… 32

　　3.2 无机非金属材料 …………………………………………………………………… 50

　　3.3 高分子材料 ………………………………………………………………………… 63

　　3.4 复合材料 …………………………………………………………………………… 88

　　第4章 材料的结构 ………………………………………………………………………… 105

　　4.1 结合键 …………………………………………………………………………… 106

　　4.2 晶体 ……………………………………………………………………………… 110

　　4.3 非晶体 …………………………………………………………………………… 114

　　4.4 准晶体 …………………………………………………………………………… 116

　　第5章 材料的缺陷 ………………………………………………………………………… 118

　　5.1 点缺陷 …………………………………………………………………………… 119

　　5.2 线缺陷 …………………………………………………………………………… 129

　　5.3 面缺陷 …………………………………………………………………………… 139

　　5.4 体缺陷 …………………………………………………………………………… 143

　　5.5 缺陷的应用 ……………………………………………………………………… 144

　　第6章 材料的表征 ………………………………………………………………………… 147

　　6.1 材料的性能测试 ………………………………………………………………… 148

　　6.2 材料的性质分析 ………………………………………………………………… 179

　　第7章 材料的工艺 ………………………………………………………………………… 206

　　7.1 合成方法 ………………………………………………………………………… 207

　　7.2 加工技术 ………………………………………………………………………… 259

　　第8章 材料科学与工程课程设置 ………………………………………………………… 266

　　8.1 培养目标及毕业要求 …………………………………………………………… 267

　　8.2 课程设置 ………………………………………………………………………… 268

　　8.3 主干学科的方法论介绍 ………………………………………………………… 273

　　参考文献 ……………………………………………………………………………………… 275