《时代教育·国外高校优秀教材精选：材料科学与工程基础（英文版）（原书第5版）》在保持“以学生为朋友”的写作风格和密切联系工业应用的特色外，广泛引入现代材料科学的前沿课题，使学生开阔眼界，紧跟潮流，具有很好的时效性。相对第4版，《时代教育·国外高校优秀教材精选：材料科学与工程基础（英文版）（原书第5版）》有如下改进：
    1．结合对原子结构．结合键及二者对材料性质和行为影响的最新理解，作者对原子结构和结合键部分进行了改写，使得内容更精确生动、更新颖。
    2．纳米技术的知识和应用也包括在各个相关章节中，包括纳米尺度特征材料的性能、研究纳米尺度特征所需的仪器以及制造技术等。
    3．对于每一章，都开发引入了新的问题，且属于综合和评价性问题，可以帮助教师更有效地训练学生，使其成为更富理解力的工程师和科学家。
    4．提供教师用的PPT教案，包含技术视频文件类、解题辅导以及虚拟的实验室实验，需填写教师反馈表向McGraw—Hill公司索取。

    由WilliamF.Smith和Javad-Iashemi编写的《材料科学与工程基础》（FoundationsofMaterialsScienceandEngineering）第5版于2009年由McGraw_Hill，Inc.出版。2006年机械工业出版社曾影印出版该书的第4版。西安交通大学石德珂教授撰写了极富指导性的影印前言。石教授的观点对于第5版仍然适用，在此不再重复。
    WilliamF.Smith是佛罗里达大学机械和航空航天工程系的工程学教授，曾在加利福尼亚州和佛罗里达州担任注册职业工程师，教授本科生和研究生的材料科学与工程课程，并长年不懈地积极从事教材的编写。作者的学识和经历，特别是注册职业工程师的实践经验，再加上教材的多次再版改进，保证了本书的水平和质量。
    本书在保持“以学生为朋友”的写作风格和密切联系工业应用的特色之外，至始至终广泛引入现代材料科学的前沿课题，使学生开阔眼界，紧跟潮流。与第4版相比，本书在教授方式、习题编排、多媒体运用等方面都有较大的改进。
    随着科学技术的进步、新工程领域的发展，以及工程专业的变化，今天的工程师必须在与材料相关的领域具备更深入、更广阔、更时新的知识。至少，所有工科大学生都必须掌握有关各类工程材料的结构、性能、加工、应用等方面的基础知识。这是在每天常规的工程实际中对材料做出正确选择的至关重要的一步。同样，对这些知识的更深入理解，对于复杂系统的设计者、事故（材料失效）的分析者、研发工程师和科学家都是必不可少的。
    因此，为培养未来的材料工程师和科学家，《材料科学与工程基础》在兼顾适当的广度和深度两方面的前提下，力求呈现更加广泛的内容。本书在内容设置上照顾到材料科学概念（基础知识）和材料工程（应用知识）的相对均衡。基础和应用概念藉由多种环节和手段集中呈现在读者面前，其中包括：简明的课文解释、贴切而引人注目的图像、详尽的试样分析、电子辅助系统和课外作业等。因此，本教科书既适用于材料概论课程（大学二年级以前），又适用于更高年级（三、四年级）后续的材料科学与工程课程。最后需要指出的是，第5版及其辅助资源是按照满足不同学生的各种学习风格而设计的。众所周知，现在的大学生并非是按同一手段和借助同一种工具来学习的。
    第5版的改进主要包括下述几个方面：
    1.关于原子结构和结合键的第2章被重新改写。新的描述建立在对原子结构、结合键及二者对材料性质和行为影响的最新理解的基础之上。其结果，内容更精确、更新颖。一些重要的改进包括：①对该领域的关键进展给出一个简明而有意思的历史透视，这会使教师和学生双方易于接受，②对多电子原子的结合键概念作了更详尽的讨论；③给出晶格能的概念；④对结合键类型与材料性能之间的关系作了更详尽的讨论；⑤增加了新的例题和课外作业。
    2.纳米技术的论题已包括在各个相关章节中。这些论题包括纳米尺度特征（例如，纳米晶粒尺寸）材料的研究，研究纳米尺度特征所需要的仪器、制造技术以及纳米尺度特征材料的性能等。
    3.每章后面的习题已由教师按照学生学习、理解的水平作了分类。

出版说明
第5版 影印前言
第4版 影印前言
Perface
第1章 材料科学与工程引论
1.1 材料与工程
1.2 材料科学与工程
1.3 材料的种类
1.3.1 金属材料
1.3.2 聚合物材料
1.3.3 陶瓷材料
1.3.4 复合材料
1.3.5 电子材料
1.4 材料间的竞争
1.5 材料科学与技术的最新进展和未来趋势
1.5.1 智能材料
1.5.2 纳米材料
1.6 材料设计与选择
1.7 第1章小结
1.8 定义
1.9 习题

第2章 原子结构与键合
2.1 原子结构和亚原子粒子
2.2 原子序数、质量数和相对原子质量
2.3 原子的电子结构
2.3.1 普朗克量子理论和电磁辐射
2.3.2 氢原子的玻尔理论
2.3.3 不确定原理和薛定谔波函数
2.3.4 量子数、能级和原子轨道
2.3.5 多电子原子的能态
2.3.6 量子力学模型和元素周期表
2.4 原子尺寸、离化能和电子亲合力的周期性变化
2.4.1 原子尺寸的变化趋势
2.4.2 离化能的变化趋势
2.4.3 电子亲和力的变化趋势
2.4.4 金属、类金属和非金属
2.5 一次键
2.5.1 离子键
2.5.2 共价键
2.5.3 金属键
2.5.4 混合键
2.6 二次键
2.7

第2章 小结
2.8 定义
2.9 习题

第3章 材料中的晶体结构和非晶态结构
3.1 空间点阵和晶胞
3.2 晶系与布拉菲点阵
3.3 主要的金属晶体结构
3.3.1 体心立方（BCC）晶体结构
3.3.2 面心立方（FCC）晶体结构
3.3.3 密排六方（HCP）晶体结构
3.4 立方晶胞中的原子位置
3.5 立方晶胞中的晶向
3.6 立方晶胞中晶面的米勒指数
3.7 密排六方晶体结构中的晶面和晶向
3.7.1 HCP晶胞中的晶面指数
3.7.2 HCP晶胞中的晶向指数
3.8 FCC、HCP和BCC晶体结构的比较
3.8.1 FCC和HCP晶体结构
3.8.2 晶体结构
3.9 体密度、面密度以及线密度的晶胞计算
3.9.1 体密度
3.9.2 面密度
3.9.3 线密度
3.10 多晶型或同素异构
3.11 晶体结构分析
3.11.1 X光源
3.11.2 X光衍射
3.11.3 晶体结构的X光衍射分析
3.12 非晶态材料
3.13

第3章小结
3.14定义
3.15习题

第4章 凝固和晶体缺陷
4.1 金属的凝固
4.1.1 液态金属中稳定晶核的形成
4.1.2 液态金属中晶体生长与晶粒结构的形成
4.1.3 工业铸件中的晶粒结构
4.2 单晶体的凝固
4.3 金属固溶体
4.3.1 置换式固溶体
4.3.2 间隙式固溶体
4.4 晶体缺陷
4.4.1 点缺陷
4.4.2 线缺陷（位错）
4.4.3 面缺陷
4.4.4 体缺陷
4.5 鉴别微观结构和缺陷的实验技术
4.5.1 光学金相、ASRM晶粒尺寸和晶粒直径的确定
4.5.2 扫描电子显微镜（SEM）
4.5.3 透射电子显微镜（’rEM）
4.5.4 高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）
4.4.5 扫描探针显微镜和原子分辨率
4.6

第4章 小结
4.7 定义
4.8 习题

第5章 热激活过程和固体中的扩散
5.1 固体中的速率过程
5.2 固体中的原子扩散
5.2.1 固体中的扩散概述
5.2.2 扩散机制
5.2.3 稳态扩散
5.2.4 非稳态扩散
5.3 扩散过程的工业应用
5.3.1 气体渗碳使钢铁表面硬化
5.3.2 集成电路用硅晶圆的杂质扩散
5.4 温度对固体扩散的影响
5.5

第5章小结
5.6 定义
5.7 习题

第6章 金属的力学性能（I）
6.1 金属与合金的成形加工
6.1.1 金属和合金的铸造
6.1.2 金属和合金的热轧和冷轧
6.1.3 金属和合金的挤压
6.1.4 锻造
6.1.5 其他的金属成形工艺
6.2 金属材料中的应力和应变
6.2.1 弹性变形和塑性变形
6.2.2 工程应力和工程应变
6.2.3 泊松比
6.2.4 切应力与切应变
6.3 拉伸试验和工程应力一应变图
6.3.1 由拉伸试验和工程应力一应变图获得的力学性能数据
6.3.2 部分合金的工程应力一应变曲线的比较
6.3.3 真应力和真应变
6.4 硬度与硬度测试
6.5 金属单晶体的塑性形变
6.5.1 金属晶体表面的滑移带与滑移线
6.5.2 金属晶体由滑移机制造成的塑性形变
6.5.3 滑移系统
6.5.4 金属单晶体的临界切应力
6.5.5 施密特定律
6.5.6 孪生
6.6 多晶金属的塑性形变
6.6.1 晶界对金属强度的影响
6.6.2 塑性形变对晶粒形状和位错分布的影响
6.6.3 冷塑性形变对金属强度增加的影响
6.7 金属的固溶强化
6.8 塑性形变金属的回复和再结晶
6.8.1 深冷加工金属再加热之前的结构
6.8.2 回复
6.8.3 再结晶
6.9 金属中的超塑性
6.10纳米晶金属
6.11
6.12定义
6.13习题

第7章 金属的力学性能（Ⅱ）
7.1 金属的断裂
7.1.1 韧性断裂
7.1 _2脆性断裂
7.1.3 韧度和冲击试验
7.1.4 韧性一脆性转变温度：
7.1.5 断裂韧度
7.2 金属的疲劳
7.2.1 周期应力
7.2.2 韧性金属在疲劳过程中发生的基本结构变化
7.2.3 影响金属疲劳强度的几个主要因素
7.3 疲劳裂纹扩展速率
7.3.1 疲劳裂纹扩展与应力、裂纹长度的关系
7.3.2 疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子范围作图
7.3.3 疲劳寿命计算
7.4 金属的蠕变和应力断裂
7.4.1 金属的蠕变
7.4.2 蠕变试验
7.4.3 蠕变一断裂试验
7.5 小结
7.6 定义
7.7 习题

第8章 相图
8.1 纯物质的相图
8.2 吉布斯相律
8.3 冷却曲线
8.4 二元匀晶合金系统
8.5 杠杆定律
8.6 合金的非平衡凝固
8.7 二元共晶合金系统
8.8 二元包晶合金系统
8.9 二元偏晶系统
8.10不变反应
8.11有中间相和中间化合物的相图
8.12三元相图
8.13小结
8.14定义
8.15习题

第9章 工程合金
9.1 铁和钢的生产
9.1.1 高炉中的生铁生产
9.1.2 炼钢和主要钢铁产品形式的加工
9.2 铁一碳系统
9.2.1 铁一铁一碳化物相图
9.2.2 Fe-Fe3C相图中的固相
9.2.3 Fe_Fe3C相图中的不变反应
9.2.4 碳素钢的缓慢冷却
9.3 普通碳素钢的热处理
9.3.1 马氏体
9.3.2 奥氏体的等温分解
9.3.3 共析碳素钢的连续冷却转变曲线
9.3.4 碳素钢的退火与正火
9.3.5 碳素钢的回火
9.3.6 碳素钢的分类与典型的力学性能
9.4 低合金钢
9.4.1 合金钢的分类
9.4.2 合金钢中合金元素的分布
9.4.3 合金元素对钢的共析温度影响
9.4.4 淬硬性
9.4.5 低合金钢典型的力学性能和应用
9.5 铝合金
9.5.1 析出强化（硬化）
9.5.2 铝及其产品的一般性能
9.5.3 锻造铝合金
9.5.4 铸造铝合金
9.6 小结
9.7 定义
9.8 习题

第10章 聚合物材料
10.1 概述
10.1.1热塑性塑料
10.1.2 热固性塑料
10.2 聚合反应
10.2.1 单个乙烯分子的共价键结构
10.2.2 一个活化乙烯分子的共价键结构
10.2.3 聚乙烯聚合的整体反应和聚合度
10.2.4 链式聚合步骤
10.2.5 热塑性塑料的平均相对分子质量
10.2.6 单体的官能度
10.2.7 非晶体线性聚合物的结构
10.2.8 乙烯基树脂与亚乙烯基树脂
10.2.9 均聚物与共聚物
10.2.1 0其他聚合方法
10.3 工业用聚合方法
10.4 一些热塑性塑料的结晶度与立体异构现象
10.4.1 非晶态热塑性塑料的凝固
10.4.2 半晶态热塑性塑料的凝固
10.4.3 半晶态热塑性塑料的结构
10.4.4 热塑性塑料的立体异构现象
10.4.5 齐格勒（Ziegler）催化剂与纳塔（Natta），催化剂
10.5 塑料的加工
10.5.1 用于热塑性塑料的加：E-V艺
10.5.2 用于热固性塑料的加：E-I“艺
10.6 通用热塑性塑料
10.6.1 聚乙烯
10.6.2 聚氯乙烯均聚物与共聚物
10.6.3 聚丙乙烯
10.6.4 聚苯乙烯
10.6.5 聚丙烯腈
10.6.6 苯乙烯丙烯腈（SAN）
10.6.7 ABS
10.6.8 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
10.6.9 氟塑料
10.7 工程热塑性塑料
10.7.1 聚酰胺（尼龙）
10.7.2 聚碳酸酯
10.7.3 苯氧基树脂
10.7.4 聚甲醛
10.7.5 热塑性聚酯
10.7.6 聚苯硫醚
10.7.7 聚醚酰亚胺
10.7.8 聚合物合金
10.8 热固性塑料（热固性树脂）
10.8.1 酚醛塑料
10.8.2 环氧树脂
10.8.3 不饱和聚酯
10.8.4 氨基树脂（尿素塑料和三聚氰胺）
10.9 小结
10.10定义
10.11习题

第11章 陶瓷材料
11.1 概述
11.2 简单陶瓷的晶体结构
11.2.1 简单陶瓷化合物中的离子键和共价键
11.2.2 存在于离子键固体中的简单离子排列
11.2.3 氯化铯晶体（CsCl）结构
11.2.4 氯化钠晶体（NaCl）结构
11.2.5 FCC与HCP晶格中的间隙位置
11.2.6 闪锌矿晶体（ZnS）结构
11.2.7 氟石晶体（CaF2）结构
11.2.8 反氟石晶体结构
11.2.9 刚玉晶体（A1203）结构
11.2.1 0尖晶石（MgAl204）晶体结构
11.2.1 1钙钛矿（CaTiO3）晶体结构
11.2.1 2碳和它的同素异形体
11.3 硅酸盐结构
11.3.1 硅酸盐结构的基本结构单元
11.3.2 硅酸盐的岛状结构、链状结构及环状结构
11.3.3 硅酸盐的片状结构
11.3.4 硅酸盐的网络结构
11.4 陶瓷制备过程
11.4.1 材料准备
11.4.2 成形
11.4.3 热处理

第12章 复合材料
第13章 材料的电学性能
第14章 光学性质与超导材料
第15章 磁学性能
附录1：部分元素的一些性质
附录2：元素的离子半径
习题解答