本書集名家之大成，作者本身的學識、經驗、文筆皆堪稱一流；劉國雄教授係日本京都大學工學博士，而林樹均、李勝隆、鄭晃忠、葉均蔚四位教授則是清華大學材料博士，五位教授均執教於國內知名學府。今有幸邀集諸位教授將數年來的寶貴心得編纂成書，分享讀者。目前材料在工業之各種不同領域上扮演著舉足輕重的關鍵性角色，相信您研讀此書後，斟酌本身所需必可使您融會貫通各種工程材料之種類及其特性與特徵。本書適合大學、科大機械、材料及相關工程科系之「工程材料」、「機械材料」課程使用，亦可提供從事於機械、材料、鑄造、熱處理等方面之研究及工程技術人員作研讀之書籍。 本書特色　　1、本書是材料科學基礎知識的入門書，全書編輯大綱是材料科學基礎佔四分之三的篇幅，五大類工程材料約佔四分之一，只做概念性的介紹。　　2、各種工程材料的各種性能及其應用，是由材料的內部結構所呈現，因此需要研習材料科學基礎知識，才能循序漸進、融會貫通各種工程材料之性能及其應用。　　3、工程材料在各種不同的領域，有時是關鍵性的材料，若能選擇適材適用，將使工業產品價廉物美。　　4、本書適合大學、科大、技術學院材料、機械、電機相關科系學生及對工程材料有興趣的工程師研習。

第1章　　簡介1.1　材料的種類1.1.1　金屬材料1.1.2　陶瓷材料1.1.3　聚合體1.1.4　複合材料1.1.5　半導體材料1.2　材料之製程、結構、性質1.2.1　材料製程1.2.2　材料結構1.2.3　材料性質1.3　工程材料科學第2章　　原子結構與鍵結2.1　原子結構2.1.1　基本觀念2.1.2　原子中之電子2.1.3　週期表與陰電性表2.2　主鍵結(primary bonding)2.2.1　離子鍵(ionic bonding)2.2.2　共價鍵(covalent bonding)2.2.3　金屬鍵(metallic bonding)2.3　次鍵結(secondary bonding)2.3.1　凡得瓦爾鍵(van der waals bonding)2.3.2　氫鍵(hydrogen bonding)2.4　鍵結形式與材料分類第3章　　晶體結構3.1　晶格與晶胞3.2　七大晶系3.3　晶體幾何學3.3.1　晶體方向3.3.2　晶體平面3.4　金屬晶體3.4.1　體心立方晶(BCC)3.4.2　面心立方晶(FCC)3.4.3　六方最密晶(HCP)3.4.4　其他金屬之晶體結構3.5　陶瓷晶體3.5.1　AX結構3.5.2　AmXn結構3.5.3　尖晶石結構3.5.4　矽酸鹽結構3.5.5　石墨與鑽石3.6　分子晶體3.6.1　小分子晶體3.6.2　高分子晶體3.7　半導體晶體3.7.1　單元素半導體3.7.2　雙元素半導體3.8　晶體繞射分析(cd or concise)3.8.1　X光繞射3.8.2　電子繞射3.9　同素異形體3.10　非晶態材料第4章　　晶體缺陷4.1　點缺陷4.1.1　空缺(vacancy)4.1.2　修基缺陷與法蘭克缺陷4.1.3　填隙型原子(interstitial atom)4.1.4　置換型原子(substitutional atom)4.1.5　材料成分的表示法4.2　線缺陷4.2.1　線缺陷的種類4.2.2　布格向量4.3　面缺陷4.3.1　自由表面4.3.2　晶界4.3.3　孿晶界4.3.4　疊差4.4　體缺陷第5章　　擴散5.1　擴散機構(diffusion mechanism)5.2　費克第一定律 (Fick’s first law)5.3　費克第二定律(Fick’s second law)5.4　擴散路徑(diffusion path)第6章　　機械性質及測試6.1　應力及應變的觀念6.2　材料的彈性特質6.3　拉伸性質6.3.1　彈性變形之應力-應變特性6.3.2　塑性變形之應力-應變特性6.3.3　真應力-真應變()曲線6.4　溫度對拉伸性質之影響6.5　硬度試驗6.5.1　勃氏硬度6.5.2　洛氏硬度6.5.3　表面洛氏硬度6.5.4　維氏硬度6.5.5　維氏微硬度與諾普微硬度6.5.6　莫氏硬度6.5.7　硬度轉換6.5.8　硬度與強度之關係6.6　衝擊破裂試驗6.6.1　衝擊破裂試驗原理6.6.2　溫度對衝擊值之影響6.7　材料性質的變異性－量測數據的表示法第7章　　差排與塑性變形7.1　差排與變形7.2　晶體的理論強度與實際強度7.3　滑動系統(slip system)7.4　單晶變形與臨界分解剪應力7.5　多晶材料的變形7.6　孿晶變形(deformation by twinning)第8章　　材料之損壞與分析8.1　破裂型態8.1.1　延性破裂8.1.2　脆性破裂8.1.3　疲勞破裂8.1.4　應力腐蝕破裂8.2　韌性與破壞力學8.2.1　韌性與凹痕韌性(notch toughness)8.2.2　破壞力學8.3　疲勞現象8.3.1　疲勞試驗與S-N曲線8.3.2　疲勞裂隙起源8.3.3　疲勞裂隙擴展8.3.4　影響疲勞壽命的因素8.4　應力腐蝕破裂8.5　潛變(creep)8.5.1　典型的潛變行為8.5.2　應力及溫度的影響8.6　材料缺陷的檢驗8.6.1　輻射線照相法8.6.2　超音波檢驗8.6.3　磁粉檢驗8.6.4　渦電流檢驗法8.6.5　液體滲透檢驗法第9章　　相平衡圖9.1　緒論9.2　相律9.3　一元相圖9.4　固溶體與修門－羅素理法則9.5　二元相圖之分類與製作9.5.1　二元相圖之分類9.5.2　二元相圖之製作9.6　二元同型合金系與平衡冷卻微結構9.7　槓桿法則9.8　二元同型合金系之非平衡冷卻微結構9.9　二元合金之偏晶反應9.10　二元共晶合金系之相圖9.11　二元共晶合金系之平衡冷卻微結構9.12　二元合金之包晶反應9.13　液相完全不互溶(或部分互溶)，固相時也完全不互溶之二元合金相圖9.14　生成中間相之二元合金系相圖9.15　共析與包析反應9.16　由相圖預測合金之性質9.16.1　同型合金之性質9.16.2　共晶型二元合金之性質 (詳見CD)9.17　Fe-Fe3C二元合金相圖9.18　Fe-FeC二元合金之平衡冷卻微結構9.19　Fe-FeC二元合金之非平衡冷卻微結構9.20　合金元素對Fe-FeC二元相圖之影響9.21　陶瓷材料與高分子材料之相圖 (詳見CD)9.22　三元相圖 (詳見CD)9.22.1　等溫截面圖 (詳見CD)9.22.2　定成份截面圖 (詳見CD)9.22.3　液相線投影圖 (詳見CD)第10章　　相變化10.1　氣相中形成液相10.2　由液相中形成固相-凝固10.2.1　凝固過程之自由能變化10.2.2　凝固速率10.2.3　凝固結構10.2.4　鑄錠結構10.2.5　鑄錠缺陷10.3　鋼之相變化10.3.1　波來鐵相變化10.3.2　麻田鐵相變化10.3-3　變韌鐵相變化10.3.4　完整的TTT曲線圖10.3.5　CCT曲線圖10.3.6　鋼之硬化能10.4　冷加工及退火10.4.1　冷加工10.4.2　回復10.4.3　再結晶10.4.4　晶粒成長10.5　非金屬的相變化第11章　　材料之強化11.1　應變硬化11.1.1　差排線之應力場11.1.2　應變硬化機構11.2　固溶強化11.3　細晶強化11.3.1　細晶強化機構11.3.2　晶粒細化法11.4　析出強化與散佈強化11.4.1　析出強化之要件11.4.2　析出強化熱處理的基本過程11.4.3　鋁銅合金之析出強化機構11.4.4　析出強化理論11.4.5　散佈強化11.5　鐵碳系之麻田散鐵強化11.6　共晶強化11.7　複合強化第12章　　腐蝕及材料損傷12.1　腐蝕和電化學反應12.2　電極電位12.2.1　標準電極電位(或電動勢序列)及伽凡尼系列12.2.2　濃度及溫度對電極電位的影響12.3　腐蝕速率12.3.1　以腐蝕穿透率(CPR)來表示腐蝕速率12.3.2　以電流密度來表示腐蝕速率12.4　極化現象12.4.1　活性極化12.4.2　濃度極化12.4.3　電阻極化12.4.4　極化數據預測腐蝕速率12.5　金屬之鈍化12.6　腐蝕之型式及其防治法12.6.1　均勻腐蝕12.6.2　伽凡尼腐蝕12.6.3　穿孔腐蝕12.6.4　縫隙腐蝕12.6.5　沿晶腐蝕12.6.6　應力腐蝕12.6.7　沖蝕腐蝕12.6.8　選擇腐蝕12.6.9　渦穴腐蝕12.6.10　移擦腐蝕12.7　腐蝕防治12.7.1　陰極防蝕12.7.2　陽極防蝕12.8　氧化(oxidation)12.8.1　氧化機構12.8.2　氧化層之保護性12.8.3　氧化層之成長速率12.9　陶瓷材料的腐蝕與高分子材料的劣化12.10　磨耗第13章　　材料之導電性質13.1　電傳導性13.2　歐姆定律13.3　導電性13.4　電子和離子的導電性13.5　固體中的能帶結構13.6　以能帶及原子能帶模式傳導13.7　電子移動13.8　金屬的電阻13.9　商用合金的電性13.10　半導體13.11　本質半導體13.12　外質半導體13.12.1　N型半導體13.12.2　P型半導體13.13　溫度改變傳導係數及載體濃度13.14　霍爾效應13.15　半導體裝置13.15.1　二極體13.15.2　電晶體13.16　離子化材料中的傳導13.17　高分子電性13.18　電容13.19　電場向量和極化13.20　極化的型態13.21　介電常數的頻率相依性13.22　介電強度13.23　介電材料13.24　鐵電性13.25　壓電性第14章　　材料之熱、磁、光性質14.1　熱性質14.1.1　熱容量14.1.2　熱膨脹14.1.3　熱導性14.1.4　熱應力14.2　磁性質14.2.1　基本概念14.2.2　反磁性和順磁性14.2.3　鐵磁性14.2.4　反鐵磁性和亞鐵磁性14.2.5　磁區和磁滯14.2.6　溫度對磁性行為的影響14.2.7　軟磁材料14.2.8　硬磁材料14.2.9　磁性的儲存14.2.10　超導體14.3　光性質14.3.1　電磁輻射14.3.2　光和固體的交互作用14.3.3　原子和電子的交互作用14.3.4　折射14.3.5　反射14.3.6　吸收14.3.7　穿透14.3.8　顏色14.3.9　絕緣體中之不透明和半透明14.3.10　發光14.3.11　光電導性14.3.12　雷射14.3.13　通信用之光纖第15章　　電子材料與製程15.1　常見的半導體材料15.2　矽15.3　矽晶圓15.4　長晶15.4.1　查克洛斯基法15.4.2　懸浮帶區法15.5　晶圓備製15.6　半導體製程15.6.1　清洗15.6.2　氧化15.6.3　薄膜沈積15.6.4　微影15.6.5　蝕刻15.6.6　摻雜15.7　退火15.7.1　快速退火15.8　電子構裝15.8.1　構裝的目的與種類15.8.2　晶片黏結15.8.3　引腳架15.8.4　連線技術15.8.5　密封15.8.6　印刷電路板第16章　　陶瓷材料16.1　陶瓷晶體結構16.1.1　碳晶體16.1.2　AX結構16.1.3　AmXn結構16.1.4　矽酸鹽結構16.2　結晶陶瓷16.2.1　矽酸鹽陶瓷16.2.2　非矽酸鹽氧化物陶瓷16.2.3　非氧化物陶瓷16.3　非晶質陶瓷16.4　玻璃陶瓷16.5　陶瓷製程16.5.1　玻璃製程16.5.2　結晶陶瓷製程16.5.3　膠結16.6　陶瓷材料的機械性質16.6.1　脆性斷裂16.6.2　靜疲勞16.6.3　潛變16.6.4　熱沖擊第17章　　聚合體17.1　聚化反應17.1.1　加成聚化17.1.2　縮合聚化17.1.3　三度空間聚合體17.2　聚合體之結構17.2.1　分子量17.2.2　分子長度17.2.3　異構物17.2.4　聚合體之結晶特性17.2.5　聚合體液晶17.3　熱塑聚合體17.4　熱固聚合體17.5　彈性體(橡膠)17.6　添加劑17.7　聚合體之成型17.7.1　擠型17.7.2　射出成型17.7.3　板成型法17.7.4　吹模成型17.7.5　壓模成型17.7.6　軋光成型17.7.7　紡絲17.8　聚合體之機械性質17.8.1　撓曲模數17.8.2　黏彈性變形17.8.3　膠彈性變形17.8.4　潛變與應力鬆弛17.8.5　機械性質資料第18章　　金屬材料18.1　金屬材料的製造加工18.1.1　鑄造18.1.2　變形加工18.1.3　熱處理及表面處理18.1.4　銲接18.2　鋼鐵材料18.2.1　碳鋼18.2.2　低合金鋼18.2.3　工具鋼18.2.4　不?鋼18.2.5　其他特殊鋼18.2.6　鑄鐵18.3　非鐵金屬材料18.3.1　鋁及鋁合金18.3.2　鎂及鎂合金18.3.3　鈦及鈦合金18.3.4　銅及銅合金18.3.5　鎳及鎳合金18.3.6　鋅及鋅合金18.3.7　錫、鉛及其合金18.3.8　貴金屬第19章　　複合材料19.1　強化材19.1.1　玻璃纖維19.1.2　硼纖維19.1.3　碳纖維19.1.4　有機纖維19.1.5　陶瓷纖維19.1.6　金屬纖維19.1.7　各種纖維性質比較19.2　基材19.3　界面19.4　纖維複合材19.4.1　纖維複合材的製造19.4.2　纖維複合材之性質及應用19.4.3　短纖及共晶複合材19.5　粒子複合材19.5.1　粒子複合材的製造19.5.2　粒子複合材的性質與應用19.6　板複合材19.6.1　板複合材的製造19.6.2　板複合材的種類及應用19.7　複合材料的性質預測19.7.1　彈性模數19.7.2　其他機械性質第20章　　材料之設計與選用20.1　設計與材料20.1.1　設計種類20.1.2　設計過程20.1.3　功能、材料、形狀與製程20.2　材料選擇圖20.2.1　性能指標20.2.2　典型材料選擇圖20.2.3　材料選擇流程20.2.4　不考慮形狀的材料選擇案例20.3　材料選擇與形狀20.3.1　形狀因子20.3.2　有形狀之性能指標20.3.3　考慮形狀之材料選擇20.4　其他考慮層面20.4.1　製程選擇20.4.2　工程設計與美學20.4.3　改變的力量第21章　　材料科技現況與未來21.1　發展現況21.2　未來展望21.2.1　奈米科技21.2.2　生物科技21.2.3　微系統技術21.2.4　系統單晶片21.2.5　光電能源系統英中名詞對照表