材料性能学

　　本教材自2014年3月第二版出版以来，又经历了7年教学实践的检验。基于如下两个原因，我们认为有必要对第二版进行再次修订：，在教学活动中我们持续收到师生们对本教材提出的宝贵意见，加之编著者对材料性能学内涵认识进一步提高，有必要在新版教材中得到体现；第二，在本校教学改革中，将原属一门课程的“材料性能”（48学时）划分为“材料性能1．力学性能”和“材料性能2．物理性能”两门课程，各32学时。为此有必要将本教材的框架做适当改动，以适应两门课程共用一本教材的教学需要。
　　在本次修订中，除保留绪论以外，将原三大部分共10章的整体框架改为两大部分，共9章。第1～5章为材料的力学性能；第6～9章为材料的物理性能；而将原第10章材料的耐环境性能删除。为结合新时代教学发展的特点，特提供了慕课视频资料（见文中二维码及符号处），读者在重要的知识点处都可以扫描二维码进行在线学习。
　　力学性能方面的章节框架以及基本内容未做大的改动，只是在每一章中添加了一些新的知识点作为选学或自学内容，同时为了节省篇幅删去或修订了一部分内容。例如新增了微小试样拉伸、复合材料力学性能、断裂能量分析部分内容；删去了水果压缩试验、应变诱发塑料一橡胶转变、金属间化合物的反常强化等内容；修订了塑性变形机制、辐照条件下力学性能等。
　　在物理性能方面，根据教学实践及学科发展的状况对材料热学、磁学、电学及光学4部分都进行了修订和充实。比如在热学性能部分，增加了量子涨落的导热方式；在磁学性能部分，对自发磁化形成的充分必要条件进行了补充；在电学性能方面加强了离子导电及锂离子电池部分的知识；在光学性能方面，增加了材料显色的机制介绍，引入了负折射率材料及透明陶瓷材料的介绍。另外结合学科发展现状，在应用实例方面进行了更新及拓展。
　　除了对以上内容的增删外，本次再版还对原书中的文字、图表、公式等印刷错误进行了订正。
　　本版教材第1～5章由张帆修订，第6～9章由郭益平修订。虽然我们在修订中做了很多工作，但书中仍然难免存在错误和不当之处，请读者继续提出宝贵意见。

　　《材料性能学（第三版）》介绍材料使役性能的相关知识。全书分为绪论及正文共10章：绪论简要论述材料性能的概念和划分，材料性能在表征、机制、影响因素和测试等方面的共性问题；第1～5章为材料的力学性能，分别介绍常规力学试验和相应性能指标、变形和强化、断裂和韧化、疲劳性能，以及材料在高温、冲击、摩擦和腐蚀性介质等常见工程环境下的力学性能；第6～9章为材料的物理性能，分别介绍材料的热学、磁学、电学及光学性能。
　　《材料性能学（第三版）》力求从试验测试、宏观规律、微观机理及影响因素四个层面阐述材料性能，注重基本理论与工程应用的结合，并强调不同材料的共性和个性。该书涉及的知识面宽，信息量大，基础性强，主要用作材料科学与工程一级学科的专业基础课教材，也可供研究生和相关工程技术人员参考。

张帆，男，1961年生，博士，上海交通大学材料科学与工程学院教授，曾承担国家及省部级科研项目10余项，主编或参编教材7部，在国内外学术期刊及会议上共发表论文近60余篇，主要从事钛合金的组织与性能、钢的组织遗传性、非平衡组织加热转变、工具钢接触疲劳性能等方面的研究。

绪论
1 材料的常规力学性能
1．1 单向静拉伸试验及性能
1．1．1 单向静拉伸试验
1．1．2 拉伸曲线
1．1．3 单向静拉伸基本力学性能指标
1．2 其他静载下的力学试验及性能
1．2．1 应力状态软性系数
1．2．2 压缩
1．2．3 弯曲
1．2．4 扭转
1．2．5 剪切
1．2．6 几种静载试验方法的比较
1．3 缺口效应
1．3．1 缺口处应力分布及缺口效应
1．3．2 缺口敏感度
1．4 硬度
1．4．1 布氏硬度
1．4．2 洛氏硬度
1．4．3 维氏硬度
1．4．4 其他硬度
1．4．5 常用材料的硬度
1．4．6 纳米硬度
1．5 冲击韧度
1．5．1 夏比缺口冲击试验
1．5．2 冲击韧度和冲击功的适用性
1．5．3 冲击试验的应用
1．6 强度的统计学分析
本章小结
名词及术语
思考题及习题

2 材料的变形
2．1 弹性变形
2．1．1 弹性变形的宏观描述
2．1．2 弹性变形的微观本质
2．1．3 弹性模量影响因素
2．1．4 橡胶弹性
2．1．5 非理想弹性变形
2．2 黏弹性变形
2． 2．1 黏弹性行为
2．2．2 力学松弛
2．2．3 黏弹性变形的唯象描述
2．2．4 时温等效原理
2．2．5 Boltzman叠加原理
2．3 塑性变形
2．3．1 塑性变形的一般特点
2．3．2 塑性变形机理
2．3．3 屈服
2．3．4 应变硬化
2．3．5 颈缩
2．4 特殊结构材料的力学性能
2．4．1 复合材料
2．4．2 多孔材料
2．4．3 纳米结构材料
本章小结
名词及术语
思考题及习题

3 材料的断裂
3．1 断裂概述
3．1．1 断裂类型
3．1．2 断裂强度
3．1．3 宏观断口
3．1．4 断裂机制图
3．2 断裂过程及机制
3．2．1 解理断裂
3．2．2 微孔聚集断裂
3．2．3 沿晶断裂
3．2．4 韧一脆转变
……
4 材料的疲劳
5 材料在不同工程环境下的力学性能
6 材料的热学性能
7 磁学性能
8 电学性能
9 光学性能
参考文献

　　《材料性能学（第三版）》介绍材料使役性能的相关知识。全书分为绪论及正文共10章：绪论简要论述材料性能的概念和划分，材料性能在表征、机制、影响因素和测试等方面的共性问题；第1～5章为材料的力学性能，分别介绍常规力学试验和相应性能指标、变形和强化、断裂和韧化、疲劳性能，以及材料在高温、冲击、摩擦和腐蚀性介质等常见工程环境下的力学性能；第6～9章为材料的物理性能，分别介绍材料的热学、磁学、电学及光学性能。
　　《材料性能学（第三版）》力求从试验测试、宏观规律、微观机理及影响因素四个层面阐述材料性能，注重基本理论与工程应用的结合，并强调不同材料的共性和个性。该书涉及的知识面宽，信息量大，基础性强，主要用作材料科学与工程一级学科的专业基础课教材，也可供研究生和相关工程技术人员参考。

张帆，男，1961年生，博士，上海交通大学材料科学与工程学院教授，曾承担国家及省部级科研项目10余项，主编或参编教材7部，在国内外学术期刊及会议上共发表论文近60余篇，主要从事钛合金的组织与性能、钢的组织遗传性、非平衡组织加热转变、工具钢接触疲劳性能等方面的研究。