本书系统全面地介绍了材料科学基础理论知识，内容涉及有关金属材料、功能高分子材料、无机非金属材料和亚稳态材料领域，特别注重新型金属材料和新能源材料领域。

本书由合肥工业大学、太原理工大学、中北大学、太原科技大学联合编写，全书除绪论外，共十章，包括原子结构与键合、固体结构、晶体缺陷、固体中原子的运动、相图及其应用、材料的凝固、固态相变的原理、材料的变形与再结晶、材料的功能性和材料科学基础理论在典型材料性能调控中的应用。

本书可作为普通高等学校材料类各专业的教材，也可供其他类型院校相关专业选用，亦可供工程技术人员参考。

前辅文
绪论
第一章 原子结构与键合
  1.1 原子结构
   1.1.1 原子的结构
   1.1.2 原子的电子结构
   1.1.3 原子轨道近似能级图
   1.1.4 原子核外电子分布
   1.1.5 元素周期律和周期表
  1.2 原子间的键合
   1.2.1 离子键
   1.2.2 共价键
   1.2.3 金属键
   1.2.4 分子键
   1.2.5 氢键
第二章 固体结构
  2.1 晶体学基础
   2.1.1 晶体与晶体学
   2.1.2 晶体结构与空间点阵
   2.1.3 晶向指数与晶面指数
   2.1.4 晶带定律
   2.1.5 晶面间距
   2.1.6 晶体的对称性
   2.1.7 极射投影
  2.2 典型金属的晶体结构
   2.2.1 常见金属的晶体结构
   2.2.2 原子堆垛方式
   2.2.3 八面体间隙和四面体间隙
   2.2.4 同素异构和多晶型性
  2.3 合金相结构
   2.3.1 固溶体
   2.3.2 中间相
  2.4 离子晶体结构
   2.4.1 离子晶体结构的结构规则
   2.4.2 典型的离子晶体结构
   2.4.3 硅酸盐的晶体结构
  2.5 非晶态结构
   2.5.1 无机非晶态材料
   2.5.2 玻璃的生成条件
   2.5.3 玻璃的成分
   2.5.4 玻璃的种类
第三章 晶体缺陷
  3.1 点缺陷
   3.1.1 点缺陷的形成
   3.1.2 点缺陷的平衡浓度
   3.1.3 点缺陷的运动
   3.1.4 过饱和点缺陷的形成
   3.1.5 点缺陷对晶体性能的影响
   3.1.6 其他晶体的点缺陷
  3.2 位错
   3.2.1 位错的基本类型和特征
   3.2.2 柏氏矢量
   3.2.3 位错的运动
   3.2.4 位错的弹性性质
   3.2.5 位错的增殖
   3.2.6 实际晶体结构中的位错
  3.3 表面及界面
   3.3.1 表面
   3.3.2 晶界和亚晶界
   3.3.3 孪晶界
   3.3.4 相界
  3.4 界面在材料强化中的作用
   3.4.1 晶界的强化作用
   3.4.2 相界的强化作用
第四章 固体中原子的运动
  4.1 宏观扩散方程
   4.1.1 菲克定律
   4.1.2 扩散方程的应用
   4.1.3 置换型固溶体中的扩散方程
  4.2 扩散的微观理论
   4.2.1 扩散的微观本质
   4.2.2 扩散的微观机制
   4.2.3 扩散系数与原子跃迁频率的关系
   4.2.4 扩散激活能
  4.3 扩散的热力学说明
  4.4 影响扩散的因素
  4.5 反应扩散
  4.6 离子晶体中的扩散
第五章 相图及其应用
  5.1 相图的基本概念
   5.1.1 相图的研究意义
   5.1.2 相图的建立
   5.1.3 相律
  5.2 一元相图
   5.2.1 一元相图的表示
   5.2.2 纯铁的相图
   5.2.3 碳的相图
  5.3 二元相图
   5.3.1 二元相图的表示
   5.3.2 杠杆定律
   5.3.3 二元匀晶相图
   5.3.4 二元共晶相图
   5.3.5 二元包晶相图
   5.3.6 其他类型的二元合金相图
   5.3.7 二元相图的分析与使用
   5.3.8 铁碳相图和铁碳合金
  5.4 三元相图
   5.4.1 三元相图表示
   5.4.2 三元系中成分计算
   5.4.3 重心定律
   5.4.4 三元匀晶相图
   5.4.5 三元共晶相图
   5.4.6 三元包共晶相图
   5.4.7 三元包晶相图
   5.4.8 形成稳定化合物的三元相图
  5.5 实际三元相图举例
   5.5.1 Fe-C-Cr三元系相图
   5.5.2 Al-Cu-Mg三元系投影图
  5.6 三元相图小结
第六章 材料的凝固
  6.1 纯金属的结晶
   6.1.1 结晶的过冷
   6.1.2 结晶的热力学条件
   6.1.3 金属的结晶过程
   6.1.4 形核与长大
  6.2 固溶体合金的结晶
   6.2.1 非平衡结晶
   6.2.2 固溶体合金结晶的溶质再分配
   6.2.3 成分过冷
   6.2.4 界面稳定性与晶体生长形态
  6.3 共晶合金结晶
   6.3.1 共晶转变机制
   6.3.2 共晶组织形貌
   6.3.3 共晶合金的非平衡结晶
  6.4 铸锭组织的形成与控制
   6.4.1 铸锭凝固组织的形成
   6.4.2 铸件的典型凝固组织与形成过程
   6.4.3 铸件典型凝固组织形态的控制
  6.5 凝固技术
   6.5.1 非平衡凝固技术的发展
   6.5.2 深过冷快速凝固技术
   6.5.3 激冷快速凝固技术
   6.5.4 定向凝固技术
  6.6 无机非金属材料的液固相变
   6.6.1 水泥的发展
   6.6.2 水泥的凝结
  6.7 高分子材料的凝固
   6.7.1 高分子结晶特征
   6.7.2 成核理论
   6.7.3 高分子结晶经典理论
第七章 固态相变的原理
  7.1 固态相变的特征和分类
   7.1.1 固态相变的一般特征
   7.1.2 固态相变的分类
  7.2 相变热力学
   7.2.1 热力学基本原理
   7.2.2 固态相变的形核
  7.3 晶体长大动力学
   7.3.1 扩散型长大
   7.3.2 相变动力学方程
  7.4 扩散型相变
   7.4.1 固溶体的脱溶
   7.4.2 奥氏体转变
   7.4.3 珠光体转变
  7.5 过渡型相变
   7.5.1 贝氏体转变的特征
   7.5.2 贝氏体的组织形态
   7.5.3 贝氏体的力学性能
  7.6 马氏体相变
   7.6.1 马氏体相变的基本特征
   7.6.2 马氏体相变热力学
   7.6.3 马氏体相变动力学
   7.6.4 钢中马氏体的晶体结构
   7.6.5 马氏体的组织形态
   7.6.6 马氏体相变机制
   7.6.7 马氏体的力学性能
第八章 材料的变形与再结晶
  8.1 材料的弹性变形
   8.1.1 弹性变形的特点
   8.1.2 弹性模量的物理本质
  8.2 材料的塑性变形
   8.2.1 单晶体的塑性变形
   8.2.2 多晶体的塑性变形
   8.2.3 合金的塑性变形
   8.2.4 冷变形金属的组织与性能
   8.2.5 陶瓷材料的塑性变形
   8.2.6 高分子材料（聚合物）的塑性变形
  8.3 冷变形金属的回复和再结晶
   8.3.1 冷变形金属在加热时的组织与性能变化
   8.3.2 回复
   8.3.3 再结晶
   8.3.4 再结晶后的晶粒长大
   8.3.5 再结晶后的退火及其组织控制
  8.4 金属的热变形
   8.4.1 动态回复与动态再结晶
   8.4.2 热变形对组织性能的影响
   8.4.3 蠕变
   8.4.4 超塑性
第九章 材料的功能性
  9.1 材料的导电性能
   9.1.1 电阻率和电导率
   9.1.2 固体能带理论
   9.1.3 半导体与绝缘体
  9.2 半导体
   9.2.1 本征半导体
   9.2.2 掺杂半导体
   9.2.3 温度对半导体电阻的影响
  9.3 电介质
  9.4 材料的热学性能
   9.4.1 热容
   9.4.2 热膨胀
   9.4.3 热传导
   9.4.4 热电性
  9.5 材料的光学性能
   9.5.1 光与固体的交互作用
   9.5.2 光的吸收与透射
   9.5.3 材料的发光性能
  9.6 材料的磁性能
   9.6.1 基本磁学量
   9.6.2 磁性的分类
   9.6.3 磁性材料的分类
第十章 材料科学基础理论在典型材料性能调控中的应用
  10.1 不锈钢
   10.1.1 合金元素与晶体结构
   10.1.2 微观组织偏析
   10.1.3 组织稳定性与使役性能
   10.1.4 变形与再结晶（铁素体、奥氏体、双相不锈钢轧制）
  10.2 镁及镁合金
   10.2.1 镁及镁合金的特点
   10.2.2 镁合金的塑性变形
   10.2.3 镁合金塑性成形的研究现状
  10.3 碳材料结构与性质
   10.3.1 概述
   10.3.2 碳材料的分类
   10.3.3 碳材料的结构基础
   10.3.4 碳材料的性质
   10.3.5 第二代碳材料——石墨
   10.3.6 第三代碳材料
   10.3.7 第四代碳材料
   10.3.8 石墨炔
  10.4 高熵合金
   10.4.1 合金的发展历史
   10.4.2 高熵合金的定义
   10.4.3 高熵合金的四大效应
   10.4.4 高熵合金的相形成规律
   10.4.5 高熵合金的力学性能
   10.4.6 高熵合金的其他性能