本书详细介绍了典型的工程材料和功能材料（如金属材料、高分子材料、无机非金属材料、碳材料和能源材料及亚稳态金属材料），涉及内容包括材料冶金、材料成型、材料基因工程和材料表征相关领域的发展现状与前景，材料冶金技术，材料制备加工技术，材料基因工程，极端条件下材料行为和材料表征技术等。作为本科专业大类导论课程教材，本书集知识性、趣味性和引导性于一体，体现了学科专业知识的融通性、前沿性与应用性。

本书是为高等学校材料类专业一年级新生编写的专业导论课程教材，也可供从事材料研究、技术管理和产业开发的工程技术人员阅读与参考。

前辅文
第一章 绪论
  第一节 概述
   一、定义
   二、材料的发展与人类文明
   三、材料的地位和作用
  第二节 材料的分类
   一、按材料的化学组成分类
   二、按材料的性能分类
   三、按材料的服役领域分类
   四、按材料的结晶状态分类
   五、按材料的尺寸分类
  第三节 材料的成分、结构和性能
   一、材料的成分与结构
   二、材料的性能（性质或固有属性）
   三、材料的使用性能（服役性能）
   四、材料的结构与性能的关系
   五、材料的合成与加工
   六、材料科学与工程的四要素
  第四节 材料的发展趋势及热点
   一、传统材料的地位及其发展方向
   二、开发新材料和发展新技术
  参考文献
第二章 矿石中提取金属
  第一节 概述
   一、冶金地位举足轻重
   二、冶金工业的发展及现状
   三、冶金方法
  第二节 钢铁是怎样炼成的
   一、炼铁
   二、炼钢
   三、炉外精炼
   四、连续铸钢
  第三节 绚丽多彩的有色金属冶金
   一、铜冶金
   二、铝冶金
   三、金、银冶金
   四、稀土冶金
  参考文献
第三章 高性能金属材料
  第一节 不锈钢
   一、不锈钢的定义及分类
   二、不锈钢的开发与发展
   三、不锈钢的耐腐蚀机制
   四、不锈钢的热处理
   五、不锈钢的应用
  第二节 高温合金
   一、高温合金发展
   二、高温合金分类
   三、高温合金牌号表示法
   四、高温合金的强化机理
  第三节 超高强度钢
   一、分类及应用
   二、展望
  第四节 金属基复合材料
   一、特性
   二、分类及应用
   三、金属基复合材料制备技术
   四、金属基复合材料命名规则
  第五节 其他高性能金属材料
   一、形状记忆合金
   二、硬质合金
  参考文献
第四章 高强轻质金属材料
  第一节 铝及铝合金
   一、铝及铝合金的分类
   二、铝及铝合金的特性
   三、铝及铝合金的牌号
   四、铝及铝合金的加工技术、应用
  第二节 镁及镁合金
   一、镁及镁合金的分类
   二、镁及镁合金的特性
   三、镁及镁合金的牌号
   四、镁及镁合金的加工技术、应用
  第三节 钛及钛合金
   一、钛及钛合金的分类与牌号
   二、钛及钛合金的加工技术
   三、钛及钛合金的应用
  参考文献
第五章 亚稳态金属材料
  第一节 非晶合金的概述
  第二节 非晶合金的性能
   一、非晶合金的力学性能
   二、非晶合金的超塑性成型
   三、非晶合金磁功能特性
   四、非晶合金化学功能
  第三节 非晶复合材料
   一、外添加非晶复合材料
   二、内生枝晶/ 非晶复合材料
  第四节 非晶合金的应用
  第五节 高熵合金定义
  第六节 高熵合金的四大效应
   一、热力学上的高熵效应
   二、结构上的晶格畸变效应
   三、动力学上的缓慢扩散效应
   四、性能上的“鸡尾酒”效应
  第七节 高熵合金的力学性能
   一、高熵合金的室温力学性能
   二、高熵合金的高温力学性能
   三、高熵合金的低温力学性能
  第八节 高熵合金的应用前景
  参考文献
第六章 磁性材料
  第一节 物质的磁性
   一、反铁磁体
   二、顺磁体
   三、铁磁体
   四、亚铁磁体
  第二节 材料的磁化
   一、磁化率
   二、磁畴与畴壁
   三、铁磁体的类型
  第三节 磁性材料的分类
   一、铁氧体磁性材料
   二、稀土永磁材料
  第四节 磁性材料的物理效应
   一、磁光效应
   二、磁致伸缩效应
   三、磁电阻效应
   四、磁热效应
  第五节 磁性材料的应用
   一、医学领域
   二、军事领域
   三、其他领域
  参考文献
第七章 新型无机非金属材料
  第一节 新型无机胶凝及其复合材料科学与技术
   一、无机胶凝材料概述
   二、水泥材料的新发展
  第二节 新型耐火材料科学与技术
   一、新型耐火材料概述
   二、新型耐火材料化学组成与矿物组成
   三、新型耐火材料的发展新动向
  第三节 新型陶瓷材料科学与技术
   一、结构陶瓷及应用
   二、功能陶瓷及应用
  参考文献
第八章 高分子材料
  第一节 高分子材料
   一、在争论中诞生的学科
   二、具有强大生命力的材料
  第二节 高分子材料应用
   一、塑料
   二、纤维
   三、橡胶
  第三节 特种高分子材料
  第四节 高分子新材料
  参考文献
第九章 碳及能源材料
  第一节 传统碳材料
   一、石墨
   二、金刚石
   三、碳纤维
  第二节 新型炭材料
   一、富勒烯
   二、碳纳米管
   三、石墨烯
   四、碳包覆金属纳米颗粒
   五、碳气凝胶
   六、石墨炔
  第三节 电池材料
   一、太阳能电池材料
   二、二次电池材料
   三、氢燃料电池材料
  第四节 其他能源材料
   一、生物质能及其材料
   二、地热能及其材料
  参考文献
第十章 有机光电材料特性与应用
  第一节 概述
   一、有机电致发光特点
   二、有机电致发光发展历程
  第二节 有机电致发光基础知识
   一、发光基本概念
   二、OLED 结构与原理
   三、典型有机发光材料
  第三节 有机电致发光的应用
   一、OLED 显示技术
   二、OLED 白光照明
  参考文献
第十一章 材料成型与过程控制
  第一节 材料成型作用和分类
   一、材料成型制造的作用
   二、材料成型制造的分类
  第二节 金属液态铸造成型
   一、液态铸造成型原理
   二、液态铸造成型特点
   三、液态铸造成型方法
   四、金属液态成型前沿技术
  第三节 金属塑性变形成型
   一、金属塑性成形原理
   二、塑性变形特点
   三、塑性变形方法
   四、金属塑性成形前沿技术
  第四节 金属焊接组合成型
   一、焊接组合成型原理
   二、焊接组合成型机制
   三、焊接组合成型方法
   四、焊接过程自动化
   五、焊接成型创新创造
  参考文献
第十二章 3D 打印与增材制造
  第一节 概述
   一、3D 打印技术的定义
   二、3D 打印技术的发展历程
   三、3D 打印技术与传统制造方法的区别及联系
   四、增材制造技术的过程及特点
  第二节 3D 打印与增材制造技术
   一、光固化增材制造技术（SLA）
   二、选择性烧结增材制造技术
   三、选择性熔化技术
   四、熔融沉积成型技术
   五、叠层实体制造技术
  第三节 3D 打印技术在各领域的应用
   一、汽车领域
   二、航空航天领域
   三、电器领域
   四、医学领域
   五、其他领域
  第四节 3D 打印技术的发展趋势
  参考文献
第十三章 生物医用材料与修复应用
  第一节 生物医用金属材料
   一、不锈钢
   二、钴基合金
   三、钛合金
   四、镁合金
  第二节 生物医用无机非金属材料
   一、生物惰性陶瓷
   二、生物活性陶瓷
  第三节 生物医用高分子材料
   一、有机合成聚合物
   二、天然生物聚合物
  第四节 生物医用材料展望
  参考文献
第十四章 材料基因工程与高通量计算
  第一节 材料基因工程
   一、发展需求与战略意义
   二、国内外发展现状
  第二节 材料基因组计划
   一、材料基因组计划内涵
   二、材料基因组计划的目标与核心思想
  第三节 材料基因组技术
   一、高通量材料计算方法
   二、高通量材料实验方法
   三、材料数据库
  第四节 多尺度集成化高通量计算应用案例
   一、在金属材料研究领域的应用
   二、在能源材料研究领域的应用
   三、在新材料设计领域的应用
  第五节 展望
  参考文献
第十五章 极端条件下的材料行为
  第一节 高温环境及材料行为
   一、高温环境简介
   二、高温环境下的材料行为
   三、高温环境下的典型应用材料
  第二节 低温环境及材料行为
   一、低温环境简介
   二、低温环境下的材料行为
   三、低温环境下的典型应用材料
  第三节 磨损环境及材料行为
   一、磨损环境简介
   二、磨损环境下的材料行为
   三、磨损环境下的典型应用材料
  第四节 腐蚀环境及材料行为
   一、腐蚀环境简介
   二、腐蚀环境下的材料行为
   三、腐蚀环境下的典型应用材料
  第五节 辐射环境及材料行为
   一、辐射环境简介
   二、辐射环境下的材料行为
   三、辐射环境下的典型应用材料
  第六节 极端条件下新材料的探索
  参考文献
第十六章 材料的分析与表征
  第一节 X 射线衍射分析（XRD）
   一、X 射线衍射原理
   二、X 射线衍射分析方法
   三、XRD 物相分析方法
  第二节 透射电子显微分析（TEM）
   一、透射电镜工作原理
   二、透射电镜构造
   三、透射电镜的应用
   四、球差校正透射电镜
  第三节 扫描电子显微分析（SEM）
   一、扫描电镜构造
   二、扫描电镜工作原理
   三、扫描电镜的性能和特点
  第四节 X 射线能谱仪（EDS）
   一、能谱仪工作原理
   二、能谱仪的特点
   三、能谱仪的用途
  第五节 扫描隧道显微镜（STM）
   一、扫描隧道显微镜工作原理
   二、扫描隧道显微镜的应用
   三、扫描隧道显微镜的优缺点
  第六节 展望
  参考文献