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绪章绪论
本次课主要介绍学科的基本概念、材料的发展史、分类，以及本课程的主要内容、特点及学习方法。
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●0.1绪论
本次绪论课我们将从以下五个方面进行介绍：一.学科的基本概念；二.材料的发展史； 三.材料的分类；四.本课程的主要内容；五.本课程的特点及学习方法
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第一章原子结构与键合
物质是由原子组成的，而原子是由位于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。在材料科学中，一般人们所最关心的是原子结构中的电子结构。原子的电子结构决定了原子键合的本身。故掌握原子的电子结构既有助于对材料进行分类，也有助于从根本上了解材料的力学和物理化学等特性。
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●1.1原子的结构
原子的电子结构决定了原子键合的本身。故掌握原子的电子结构既有助于对材料进行分类，也有助于从根本上了解材料的力学和物理化学等特性。
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●1.2原子间的键合
原子的电子结构决定了原子键合的本身，原子间的结合键可分为化学键和物理键两大类。化学键即主价键，它包括金属键、离子键和共价键三种。
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●1.3高分子链
主要介绍高分子的结构，重点介绍高分子链的近程结构
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第二章固体结构
晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列；而非晶体的原子则是无规则排列的。原子排列在决定固态材料的组织和性能中起着极重要的作用。金属、陶瓷和高分子的一系列特性都和其原子的排列密切相关。研究固态物质内部结构，即原子排列和分布规律是了解掌握材料性能的基础，只有这样，才能从内部找到改善和发展新材料的途径。
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●2.1晶体学基础
固态物质可分为晶体和非晶体两大类。晶体的性能是与内部结构密切相关的。为了便于了解晶体结构，首先引入一个“空间点阵”的概念。根据“每个阵点的周围环境相同”和6个点阵参数间的相互关系，可将晶体分为7个晶系，14种布拉维点阵。晶胞是能反映点阵对称性、具有代表性的基本单元。
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●2.2晶向指数与晶面指数
主要介绍三种典型金属晶体结构的特征
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●2.3纯金属的晶体结构
主要介绍三种典型金属晶体结构的特征
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●2.4合金相结构（1）固溶体
本节主要介绍合金的分类，即分为固溶体和中间相，固溶体按溶质原子在点阵中所占位置分为置换固溶体和间隙固溶体。大家应该特别注意两者形成相关的条件如晶体结构、原子尺寸、电负差、电子浓度值。
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●2.5合金相结构（2）中间体
本节主要介绍合金相结构中的中间相，中间相的晶体结构不同于其他组元的结构，它通常可以用化合物的化学分子式表示。中间相根据其主导影响因素可分为正常价化合物、电子化合物、间隙相与间隙化合物、拓扑密堆相等。金属间化合物由于原子键合和晶体结构的多样性，使得这种化合物具有许多特殊的物理、化学性能，从而得到广泛的开发应用。
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第三章晶体缺陷
我们将晶体中原子偏离其平衡位置而出现的不完整性区域定义为晶体缺陷。 晶体缺陷对晶体的性能，特别是对那些结构敏感的性能，如屈服强度、断裂强度、塑性、电阻率、磁导率等都有很大的影响。另外，晶体缺陷还与扩散、相变、塑性变形、再结晶、氧化、烧结等有着密切关系。
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●3.1点缺陷
本节主要讲解点缺陷的形成、点缺陷的平衡浓度、点缺陷的存在导致晶体性能的变化。
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●3.2位错的基本类型和特征
位错是晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。位错是晶体中普遍存在的线缺陷，在一维方向的尺寸较长，宏观线状、微观管状。对晶体的生长、扩散、相变、塑性变形、断裂等许多物理、化学性质及力学性质都有很大影响。本节课主要介绍位错的基本类型和特征，位错主要包括三中类型：刃位错、螺位错和混合位错。
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●3.3伯氏矢量
严格来说，界面包括外表面和内界面。表面是指固体材料与气体或液体的分界面，而内界面可分为晶粒边界和晶内的亚晶界、孪晶界、层错及相界面等。界面通常包含几个原子层厚的区域，该区域内的原子排列甚至化学成分往往不同于晶体内部，又因它系二维结构分布，故也称为晶体的面缺陷。界面的存在对晶体的力学、物理和化学等性能产生重要的影响。
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●3.4位错的运动
本节主要介绍滑移、攀移的特点。 刃型位错、 螺形位错均可滑移，只有刃位错能发生攀移。只有切应力才能使位错滑移，滑移运动是保守运动，不改变晶体体积；攀移通常在应力的作用下发生，会引起体积的变化，故属非保守运动。位错运动受阻时，通常会发生交滑移或者生成割阶与扭折。
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●3.5位错的弹性性质
位错在晶体中的存在，使其周围原子偏离平衡位置，而导致点阵畸变和弹性应力场的产生。要进一步了解位错的性质，就需讨论位错的弹性应力场，由此可推算出位错所具有的能量、位错的作用力、位错与晶体其他缺陷间交互作用等问题。
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●3.6位错的生成和增殖
本节课主要介绍位错密度、位错的生成和增值
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●3.7实际晶体中的位错
本节课主要讲解4个知识点，分别是实际晶体中位错的柏氏矢量、堆垛层错、不全位错和位错反应。
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●3.8表面及界面
严格来说，界面包括外表面和内界面。表面是指固体材料与气体或液体的分界面，而内界面可分为晶粒边界和晶内的亚晶界、孪晶界、层错及相界面等。界面通常包含几个原子层厚的区域，该区域内的原子排列甚至化学成分往往不同于晶体内部，又因它系二维结构分布，故也称为晶体的面缺陷。界面的存在对晶体的力学、物理和化学等性能产生重要的影响。
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第四章固体中原子及分子的运动
扩散是固体材料中的一个重要现象，诸如金属铸件的凝固及均匀化退火，冷变形金属的回复和再结晶，陶瓷或粉末冶金的烧结，材料的固态相变、高温蠕变以及各种表面处理（比如图中钢表面的渗碳过程）等等，都与扩散密切相关。要深入地了解和控制这些过程，就必须先掌握有关扩散的基本规律。
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●4.1表象理论
本节主要介绍了扩散的表象理论，主要包括菲克第一定律和菲克第二定律，其中菲克第一定律适用于稳态扩散，主要用于处理扩散中浓度不因时间变化的问题，如有些气体在金属中的扩散。菲克第二定律适用于非稳态扩散，主要用于处理焊接过程或表面热处理过程等
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●4.2扩散机制
对固体材料来说，通常晶胞结构中自由表面扩散DS＞晶界扩散DB＞晶体内扩散DL；在各种扩散中换位扩散所需的活化能最大，空位扩散所需活化能最小。因而空位扩散是最常见的扩散机理，其次是间隙扩散。
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●4.3柯肯达尔效应和反应扩散
本节课主要介绍原子和分子在固体中运动时出现的两种现象：柯肯达尔效应和反应扩散
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●4.4扩散的驱动力
本节课主要介绍扩散的热力学，即扩散的驱动力问题。
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●4.5影响扩散的主要因素
本节主要介绍影响扩散的六大因素，在影响扩散的诸多因素如温度、固溶体类型、晶体结构、晶体缺陷、化学成分、应力等中，温度是影响扩散的最重要因素。
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第五章材料的形变和再结晶
研究材料的变形规律及其微观机制，分析了解各种内外条件对变形的影响，以及研究讨论冷变形材料在回复、再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律。
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●5.1弹性变形
本节主要介绍弹性变形的本质及弹性的不完整性等。
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●5.2单晶体的塑性变形（1）：滑移
主要介绍滑移相关的知识：滑移线与滑移带、滑移系
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●5.3单晶体的塑性变形（1）：滑移的位错机制
主要介绍滑移的位错机制
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●5.4多晶体的塑性变形
主要介绍多晶体的塑性变形。
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●5.5合金的塑性变形
主要介绍合金的塑性变形。
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第六章单组元相图及纯晶体的凝固
单元系相图表示了在热力学平衡条件下，所存在的相与温度和压力之间的对应关系，理解这些关系有助于预测材料的性能。
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●6.1结晶的基本规律
主要介绍结晶的基本规律。
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●6.2均匀形核
主要介绍均匀形核的概念及特点。
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●6.3非均匀形核
主要介绍非均匀形核的概念及特点。
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●6.4晶体长大
主要介绍晶体长大的特点及规律。
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第七章二元系相图和合金的凝固与制备原理
二元系相图是研究二元体系在热力学平衡条件下，相与温度、成分之间关系的有力工具。
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●7.1二元系相图的热力学要点
主要介绍二元系相图的热力学要点。
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●7.2二元匀晶相图
主要介绍二元匀晶相图的特点及规律。
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●7.3二元共晶相图
主要介绍二元共晶相图的特点及规律。
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●7.4铁碳合金的组织及其性能
主要介绍二元包晶相图的特点及规律。
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第八章三元相图
本章主要讨论三元相图的使用，着重于截面图和投影图的分析
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●8.1三元相图基础
主要介绍三元相图相关的基础知识。
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●8.2三元匀晶相图
主要介绍三元匀晶相图的特点及规律。
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●8.3固态互不溶解的三元共晶相图
主要介绍固态互不溶解的三元共晶相图的特点及规律。
