本书以人类文明的历史为脉络，引领读者穿越历史长河，深度探索材料科学的发展轨迹。书中通过生动的故事叙事，串联起材料的诞生背景、技术突破与创新历程，徐徐展开材料科学的丰富画卷。在一个个具象的故事中，读者将循序渐进地理解材料科学的理论体系与技术应用——从基础原理到复杂机制、从早期实践到前沿探索，真切感受科学发现的激情与魅力。 本书构建了一个完整的基础知识体系，生动地描绘了各种材料的力学性能和物理性能，简明扼要地展示了其特点和奥秘。它摒弃了过多的抽象理论，让读者在轻松愉悦的阅读中获得启示和领悟，更容易理解材料科学的精髓，并领略到其无穷魅力。此外，本书还探讨了材料对经济和环境的巨大影响，展示了材料科学与社会发展的紧密联系。它带领读者走进材料产业的幕后，认识材料在经济繁荣和环境可持续性方面的重要性。通过这样的探索，读者将更加全面地认识到材料科学的广泛应用和深远影响。 本书的编写目的超越了传统的学科教材，致力于以生动有趣的历史叙述吸引更广泛的读者群体，既面向材料专业学生，亦兼顾历史爱好者、社会观察家和经济探究者等不同领域的读者。通过科普的方式，搭建起跨领域的知识桥梁，引领不同背景的读者进入材料科学的奇妙世界，点燃他们内心对知识的渴望，让读者在获取专业认知的同时，充分享受思考与发现的乐趣。

第一部分材料的力学性能001 第1章最早的材料002 第2章材料的基本力学性能008 习题015 第3章材料的微观机制016 3.1凝聚态物质的原子结构017 3.2原子间的化学键018 3.3原子的排列021 3.4材料的塑性和强度030 3.5总结038 3.6结语039 习题040 第4章青铜时代041 第5章合金与相图046 5.1固溶强化047 5.2相图048 5.2.1匀晶相图048 5.2.2共晶相图050 5.2.3共析转变053 5.2.4包晶和包析转变053 5.2.5偏晶和偏析反应054 5.2.6中间相（金属间化合物）055 5.2.7同成分转变和异成分转变055 5.2.8Cu-Sn（青铜）相图055 5.2.9三元相图056 5.3沉淀硬化（时效硬化）057 5.4弥散强化060 5.5细晶强化061 5.6铸造工艺对强度的影响061 5.7总结063 习题063 第6章原子的运动064 6.1晶格缺陷和扩散065 6.1.1晶格缺陷065 6.1.2扩散机制066 6.1.3扩散速率方程068 6.1.4阿伦尼乌斯公式的形式068 6.1.5定向扩散068 6.1.6稳态扩散069 6.1.7非稳态扩散070 6.1.8互扩散071 6.1.9柯肯德尔效应071 6.1.10非晶材料中的扩散072 6.2陶瓷材料和高分子材料中的扩散072 6.3实践应用073 6.3.1时效硬化073 6.3.2晶粒长大074 6.3.3烧结074 6.3.4退火074 6.3.5蠕变075 6.3.6陶瓷材料中的蠕变076 6.3.7高分子的蠕变077 6.3.8超塑性077 6.3.9电子迁移077 6.4结语078 习题078 第7章铁器时代079 第8章钢铁材料088 8.1相与微观组织089 8.2强化机制090 8.3热处理工艺091 8.4合金钢094 8.5铸铁095 8.6结语096 习题097 第9章材料的腐蚀与老化098 9.1腐蚀机制099 9.2电化学腐蚀101 9.3腐蚀的实践与应用105 9.4高分子和玻璃的老化106 习题107 第二部分材料的电子性能109 第10章电子材料时代110 第11章材料的电性能117 11.1金属的电导率与电阻率119 11.2合金的导电122 11.3超导性123 11.4半导体125 11.5高分子材料的导电性130 11.6离子晶体的导电性133 11.7热电现象134 11.8介电性能136 11.9铁电性能和压电性能139 习题140 第12章材料的磁性能142 12.1基础知识143 12.2磁现象及其解释145 12.2.1抗磁性145 12.2.2顺磁性146 12.2.3铁磁性147 12.2.4反铁磁性149 12.2.5亚铁磁性150 12.3磁性能应用151 12.3.1电工钢（软磁材料）151 12.3.2永磁体（硬磁材料）153 12.3.3磁记录材料155 习题156 第13章材料的光性能157 13.1光和材料的相互作用158 13.2光学物理常数159 13.3光的吸收162 13.4光的发射166 13.5光存储设备171 习题172 第14章材料的热性能173 14.1基础知识174 14.2热容的几种理论模型176 14.3热传导178 14.4热膨胀181 习题182 第三部分材料与社会183 第15章失踪的陶瓷时代184 15.1陶瓷与文明185 15.2陶器的类型187 15.3陶器的成形与装饰189 15.4陶瓷背后的科学190 15.5玻璃的历史194 15.6玻璃生产中的科学原理197 15.7水泥、混凝土和熟石膏203 15.8先进陶瓷204 第16章从天然纤维到人造塑料208 16.1纤维和橡胶的历史及种类209 16.2天然纤维的制备及性能213 16.3塑料的故事220 16.4合成高分子材料的性能225 16.5复合材料229 16.6高科技面料231 第17章黄金232 第18章材料在经济和环境方面的考量237 18.1价格238 18.2产量239 18.3全球储量240 18.4废物回收利用245 18.5稀有材料和危险品的替代256 18.6优化设计节约材料与节能257 18.7安全问题259 18.8材料的稳定性259 18.9结语259 第19章材料科学的未来将走向何方？260