本書的編排共分為十八章，其中第一章至第十四章為物冶與材導共同的部分，第一章至第三章為晶體的結構及結構缺陷，第四章至第七章為金屬的力學性能，第八章至第十四章為金屬的熱力學行為及相變化，第十五章至第十八章則為新增的材導內容。本書累積更豐富的考題型態與解題的技巧，讀者可以從更多的習題練習中累積經驗。在考題的類型不斷的變化下，讀者可以本書為基礎，深化基本觀念與解題技巧。

第一章 原子的鍵結與晶體結構 一、原子的結構 二、電子結構與記法 三、原子鍵的分類 四、原子間的距離 五、晶體結構 (一)、晶格與單位晶胞 (二)、七種晶系和十四種晶格 (三)、晶體結構與晶格的區別 (四)、晶面指數與晶向指數 (五)、晶面間距 (六)、晶面間與晶向間夾角 (七)、金屬的晶體結構 (八)、立體投影圖 第二章 晶體繞射法 壹、X 光繞射 一、繞射方向 二、X 光繞射強度 三、X 光繞射的充要條件 貳、電子顯微鏡 一、簡介 二、倒置晶格(Reciprocal Lattice) 三、電子顯微鏡之繞射與成像 第三章 晶體中的結構缺陷 壹、晶體中的點缺陷 一、空位與格隙原子 二、平衡的空位濃度 三、空位的運動 四、非平衡空位濃度 貳、晶體內的差排 一、完美晶體的理論強度 二、差排 三、差排的滑移、爬昇與交互作用 四、差排的應力場與交互作用 五、簡單晶體內的差排 六、滑移系統 參、金屬的界面 一、晶界 二、雙晶邊界 三、相邊界 第四章 金屬之塑性變形 壹、金屬的應力–應變曲線 一、真應力真應變與工程應力工程應變曲線 二、彈性變形 三、均勻塑性變形的流變應力 四、金屬的斷裂 貳、單晶之塑性變形 一、滑移 二、雙晶變形 參、多晶體的塑性變形 一、晶界在常溫下的強化作用 肆、材料的強化方法 第五章 斷裂 壹、拉伸斷裂 一、材料的斷裂形式 二、晶體的最高理論結合強度 三、裂縫之成核與成長 四、晶粒大小對斷裂韌性的影響 貳、衝擊斷裂 一、衝擊試驗 二、破裂韌性 參、疲勞(Fatigue) 一、疲勞損壞之巨觀特 二、疲勞損壞之微觀狀況 三、S-N 曲線 肆、潛變(creep) 一、潛變定義 二、潛變曲線 三、溫度及應力對潛變曲線的影響 四、潛變機構(Creep Mechanism) 五、抗潛變合金 第六章 退火 一、冷加工過程之儲存能與組織變化 二、變形金屬加熱過程之變化 三、退火(Annealing)的步驟 第七章 合金固溶體 一、固溶體(solid solution) 二、差排的應力場 三、差排與溶質原子的交互作用 四、溶質原子與差排移動速率 五、與溶質原子有關的機械性質 第八章 合金相與熱力學 一、基本定義 二、合金系統中的相 三、相律(phase rule) 第九章 二元相圖 一、二元相圖的種類 二、由相圖求相量 三、同形合金 四、自由能與相圖 五、三相反應 第十章 擴散 一、擴散的現象 二、擴散第一定律 三、擴散第二定律四、擴散第二定律的解 五、擴散的微觀機構 六、擴散係數與活化能 七、快速擴散路徑 八、取代型固溶體中的擴散 九、擴散的熱力學理論 十、合金系中之擴散 十一、插入型固溶體之擴散與擬彈性應變 第十一章 金屬的固化 一、純金屬的凝固 二、單相合金之凝固 三、合金鑄錠的組織 四、偏析(Segregation) 五、均質化 六、孔隙(Porosity) 七、非晶態合金與微晶 第十二章 析出硬化 一、析出硬化之處理程序 二、析出相與基地之整合性 三、析出顆粒的成核 四、析出速率 五、顆粒成長(particle coarsening) 六、成長動力學 七、若干常見的析出硬化系統 八、析出硬化機構 九、其它影響析出反應的因素 十、Spinodal decompositicn 十一、超合金 第十三章 麻田散體反應 一、基本特性 二、特殊特性 三、麻田散體結晶學理論 四、孕核(Nucleation) 五、生長 六、形狀記憶合金 第十四章 鐵－碳系統 一、碳在鐵中存在的形式 二、鐵碳相平衡圖 三、Steel 及Cast iron 之定義及其區別 四、波來鐵(Pearlite)與共析反應 五、Bainite 反應 六、麻田散體變態 七、TTT 曲線(Time-Temperature-Transformation curve) 八、連續冷卻變態曲線(CCT curve) 九、鋼的硬化能 十、鋼的熱處理 第十五章 陶瓷材料 一、陶瓷材料的結構 二、陶瓷晶體中的缺陷 三、矽酸鹽結構 四、陶瓷的機械性質 五、陶瓷製程 六、陶瓷材料的應用 第十六章 電子材料 一、歐姆定律 二、電子漂移速度與導電率 三、導體、半導體與絕緣體 四、本質半導體(intrinsic semiconductor) 五、異質半導體 六、金屬與半導體導電率之比較 七、半導體的應用 第十七章 磁性、介電與壓電材料 壹、磁性材料 一、磁矩 二、磁感應強度、導磁率、磁化強度與磁場強度 三、磁矩與磁場的交互作用 四、磁化曲線 五、磁化曲線的應用 六、溫度的效應 貳、介電與壓電材料 一、極化機構 二、介電性能與電容器 參、壓電材料(Piezoelectric Material) 第十八章 高分子聚合物 一、聚合物的分類 二、聚合機構 三、聚合度 四、熱塑性聚合物 五、熱固性聚合物 六、橡膠 七、聚合物的性能