什么是材料? 世界万物,凡于我有用者,皆谓之材料 。材料是具有一定性能,可以用来制作器件 、构件、工具、装置等物品的物质。材料存在于我们的周围,与我们的生活、我们的生命息息相关。材料是人类文明、社会进步、 科技发展的物质基础。 什么是材料? 材料与人类文明 什么是材料科学？ 0.1 材料分类 0.1.1 按化学组成（或基本组成）分类 1. 金属材料 2. 无机非金属材料 3. 高分子材料（聚合物） 4. 复合材料 材料按材料的尺寸可分为零维材料、一维材料、二维材料、三维材料。 0.2 组成-结构-性质-工艺过程之间的关系

3D 打印原理与创新应用3 材料的发展与历史进步7 材料科学与工业化基础13 材料连接导论17 材料与节能减排23 材料与生活、环境安全28 超声及其材料化学应用32 城市生态学与人类未来38 改变世界的 3D 打印技术43 改变世界和生活的化学47 高分子材料科学导论52 工程美学导论58 国际能源政治与经济学62 精雕细琢的微纳世界68 科学的旅程 73 科学软件应用与实验数据处理78 逻辑学入门 83 纳米世界的科学与艺术89 能源电池概论94 能源与经济发展100 能源战略和科技发展104 全球化的认证认可体系107 浅谈轻合金的应用 114 舌尖上的化学 117 生活中的材料科学125 生活中废旧材料的艺术化改造与再利用实践 129 生态文明与绿色发展132 新材料前沿研究与产业趋势137 新材料与未来科技142 未来能源 147 智能穿戴技术改变世界152 中国低碳经济发展157 中国陶瓷史 160 中美科技与文化交流166 专业外语（材料）171 自然界材料构筑科学与创新思维175 走进‘芯’世界 180 神奇的玻璃材料184 碳中和经济概论191 咖啡美学鉴赏195 双碳”：数字化方法与技术课程教学大纲.204 材料探索 214 材料与碳中和221 食为天”—食品化工与碳中和 课程教学大纲.227 生活化学实验230 化学与社会 233 人工智能与学术伦理236 绿色低碳科技与生活244 生态产品价值实现的理论与实践249 扫描电镜与科学家典故255 AI 科学家261

目前，通过多孔高导热载体与相变材料复合的方式提升有机复合相变材料综合性能的方法得到广泛应用。多孔碳作为负载能力强，导热性能良好的载体材料成为研究的热点，但如何绿色、廉价、简易地制备出该类载体仍是研究的难点。本文以天然生物质材料松木和竹木为碳源，在梯度温度和氮气气氛下热处理，使生物质材料碳化并进一步发生石墨化转变，制备出生物质天然孔道结构的多孔高导热碳基载体材料。采用真空熔融浸渍法将有机相变材料石蜡和多孔碳基载体材料进行高效复合，制备得到生物质多孔碳/石蜡复合相变材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、同步热分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、压汞分析仪（MIP）、差示扫描量热仪（DSC）、激光导热仪对载体材料及复合相变材料进行结构表征和性能测试。测试结果表明：生物质多孔碳载体材料孔道结构保存完好，石墨化转变明显，保证了有机相变芯材的高效稳定负载。传热效率上，相比于纯石蜡芯材，以松木和竹木为碳源制得的多孔碳/石蜡复合相变材料热导率分别提高了100%和216%，达到了0.48 W·m?1·K?1和0.76 W·m?1·K?1。在此基础上，通过对比松木和竹木为原料制得的复合相变材料的芯材负载量，相变焓值，热导率的变化，进一步探讨了生物质结构对复合相变材料性能的影响机制

本章扼要介绍了溶胶-凝胶法的工艺原理及影响因素、溶胶-凝胶技术在材料合成方面的应用，物理气相沉积技术制备材料的主要工艺方法，化学气相沉积工艺及其在无机材料制备中的应用等。另外,许多新材料是多物相的、其性能是经过材料中的不同的物相协同优化的复合材料。材料复合技术涉及到的内容非常广泛，包括材料体系、复合方法及其应用等，本章有选择地介绍了有关陶瓷基复合材料、金属陶瓷、水泥基复合材料、碳纤维增强碳复合材料和纳米复合材料等材料复合新技术及新型复合材料方面的内容

第 4 章 高分子材料 1、工程塑料 2、合成纤维 3、合成橡胶 4、胶粘剂 5 章 陶瓷材料 1、普通陶瓷 2、特种陶瓷 6 章 复合材料 1、材料复合原则 2、复合材料性能 3、非金属基复合材料 4、金属基复合材料 第7章 功能材料 1、电功能材料 2、磁功能材料 3、热功能材料 4、光功能材料 5、隐形/智能材料 6、纳米材料

第1节 概述 1.1 生物材料的概念 1.2 生物材料的发展 1.3 生物材料的基本性能要求 1.4 生物材料的分类 第2节 生物材料的种类 2.1 金属生物材料 2.2 无机非金属生物材料 2.3 高分子生物材料 第3节 组织工程 3.1 组织工程基本概念 3.2 组织工程材料简介 3.3 组织工程材料应用 第4节 蛋白质和细胞在生物材料表面的吸附 4.1 蛋白质结构、性质及对材料表面的吸附 4.2 细胞表面及与材料的相互作用 第5节 蛋白质和细胞在生物材料表面的吸附

碳/碳复合材料作为热防护材料多用在高超声速飞行器鼻锥、机翼前缘等位置。为准确预测其传热及烧蚀响应，采用多场耦合策略，考虑外部流场热化学非平衡效应、固体材料传热以及材料表面烧蚀，建立高超声速气动热环境下碳/碳复合材料的流?热?烧蚀多场耦合模型，预测碳/碳复合材料瞬态温度场分布、烧蚀速率以及烧蚀外形变化等。计算得到材料模型驻点区壁面温度和热流值随着时间的推移发生了显著的变化，初始时刻热流值较大，1 s时驻点热流密度为17.22 MW?m?2，随着时间推移，壁面温度增大，驻点区温度梯度减小，热流值也减小，30 s时驻点热流密度为10.22 MW?m?2。材料模型驻点区的温度较高，材料表面反应活跃，烧蚀较为严重，而模型侧面只发生少量烧蚀，烧蚀前后材料模型外形发生一定的变化，前缘半径增大，30 s时材料驻点烧蚀深度为17.47 mm。结果表明：在高超声速气动热环境下，碳/碳材料模型发生一定的烧蚀后退，导致外部流场以及热载荷发生变化，采用流?热?烧蚀多场耦合模型可有效预测不同时刻材料的传热及烧蚀响应，为热防护系统的设计提供一定的参考

本书作者,英国皇家学会会员、中国科学院外籍院士Robert W.Cahn教授为我国材料研究团体和大学教育工作者所熟知。本书近乎完美地实现了作者所设定的双重目标:一是从渐变演化的视角界定材料科学的学科内涵;二是对这一学科主题的现状作概括性评述。该书范围涉及所有主要材料类别和几代材料科学家所关注的主要问题,论述全面、系统。作者成功地避开了这类书籍通常难免的最大缺点:叙述的重心无可奈何地偏倾于作者最熟悉的主题。这得益于作者百科全书般的广博知识和他的公平态度:不折不扣地给予与各种主题材料地位相称的篇幅。 该书作者的写作风格简洁明快,清新活泼,令很多人倾慕。这种迷人的写作风格对提高该书的可读性起到很大作用,使该书不仅适合于材料科学工作者,也使其他读者产生阅读兴趣,这对材料科学和材料研究的进一步突破、创新与发展,乃至人才的培养极为重要。作者还在材料科学学科深化的宏大构架上天衣无缝地编织了很多杰出材料的史传及贡献,使得本书内容充实生动,读者在阅读过程中不仅会获得知识,同时享受极大的乐趣,并得到启迪。 这本涵盖极广的材料科学史书共征引了发表于200多年间的700多篇重要科学文献。这本书应该成为材料科学工作者的必读物,也值得甚至应该被关心和欲掌握人类知识增长的人研读。不仅因为它涉及宽广的领域,而且因为它以史为据,洞见材料科学发展的规律,无论新老材科研究者均能从阅读中获益,从而得到急需的启发和创新的能力

高熵材料是近年来出现的一种新型材料，具有高强度、高硬度、良好耐腐蚀和优异的高温组织稳定性等性能，在航空航天、高温以及先进核能等领域展现了广阔的应用前景，引起国际材料领域的广泛关注，相关研究也取得了很大进展。粉末冶金作为一种高性能金属基和陶瓷复合材料的先进制备技术，可以获得纳米晶和过饱和固溶体等亚稳材料，同时也可用于传统熔炼法较难制备的具有特殊结构和性能的材料，近些年来，粉末冶金技术在高熵材料制备中得到广泛应用。本文从高熵材料的应用理论出发，针对目前高熵材料粉体制备方法、块体成型以及粉末冶金制备的典型高熵材料三个方面予以综述，着重阐述了高熵材料的力学性能和其变形行为特点，同时展望了高熵材料的未来发展趋势

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