前言
材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)與工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，為必修主干課程，也是研究生入學(xué)的必考課程。由于該門課程具有概念多、理論抽象、涉及知識面廣等特點，使學(xué)習(xí)者頗感困難。隨著教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施和新工科建設(shè)的不斷推進(jìn)，對材料科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程材料科學(xué)基礎(chǔ)也提出了更高要求。為了培養(yǎng)學(xué)生掌握材料科學(xué)與工程研究的科學(xué)原理、科學(xué)方法和基本的創(chuàng)新方法，本教材在注重基本概念和基本理論的基礎(chǔ)上，適當(dāng)拓展了教學(xué)內(nèi)容的深度和寬度，及時吸納了材料科學(xué)領(lǐng)域的研究成果，包括納米晶結(jié)構(gòu)、非平衡態(tài)下的材料科學(xué)問題、表面微觀結(jié)構(gòu)與親/疏水特性的關(guān)系等內(nèi)容。
為了進(jìn)一步推進(jìn)課程思政建設(shè)，培養(yǎng)具有獨立思考能力，能夠解決實際材料工程問題的高水平專業(yè)人才，本教材在加強(qiáng)課程基礎(chǔ)內(nèi)容的同時，在每章開始增加了構(gòu)思巧妙、配圖精致的導(dǎo)讀內(nèi)容；在各章后部分，都從哲學(xué)的角度對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)和分析，同時還將我國科學(xué)家研究成果有機(jī)融入課程章節(jié)體系中，積極引導(dǎo)學(xué)生建立正確的價值理念和精神追求。
同時，本教材還開發(fā)了金屬層狀復(fù)合材料構(gòu)件的制備與性能虛擬仿真實驗平臺（http:virtualism.nuaa.edu.cn/exp/30.html），旨在幫助學(xué)生熟練掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中相關(guān)知識，包括金屬的晶體結(jié)構(gòu)、固相擴(kuò)散、固態(tài)相變、金屬的塑性變形及材料表界面工程等內(nèi)容，從而全面提升學(xué)生獨立分析、創(chuàng)新設(shè)計和解決疑難問題的能力。
本教材采用數(shù)字融合出版的呈現(xiàn)形式，提供了系統(tǒng)的在線開放課程，中國大學(xué)MOOC（慕課）https：//www.icourse163.org/course/NUAA��1461589176；配有豐富的在線教學(xué)內(nèi)容，包括教學(xué)課件、拓展閱讀、要點總結(jié)，以豐富的二維/三維動畫、視頻、文本等將材料科學(xué)基礎(chǔ)中大量抽象和難以理解的概念與原理形象化地表達(dá)出來，非常有助于教師教學(xué)與學(xué)生自學(xué)。
本次修訂由陶杰提出修訂提綱，統(tǒng)稿由陶杰、薛烽和沈一洲共同完成。參加本書修訂的人員有南京航空航天大學(xué)的陶杰教授、沈一洲副教授、張平則教授、姚正軍教授和汪濤教授；東南大學(xué)的薛烽教授、周健副教授、白晶副教授和晏井利副教授；合肥工業(yè)大學(xué)的孫建副教授和崔接武副教授。南京航空航天大學(xué)許楊江山、江家威博士生參與了部分插圖和文字編輯工作，在此謹(jǐn)致謝意。
因編者水平有限，書中不妥或謬誤之處在所難免，懇請讀者批評指正。

編者
2021年5月于南京

第二版前言
材料技術(shù)與信息、生物、能源技術(shù)并列，被世界各國公認(rèn)為當(dāng)代以及今后相當(dāng)長的時期內(nèi)總攬人類社會全局的高科技技術(shù)。新材料技術(shù)既是一個獨立的技術(shù)領(lǐng)域，又對其他領(lǐng)域起著引導(dǎo)、支撐和相互依存的關(guān)鍵性作用�？梢哉f，沒有先進(jìn)的材料，就沒有先進(jìn)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)。從世界科技發(fā)展史看，重大的技術(shù)革新往往起始于材料的革新，而近代新技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了新材料的研制。材料的基礎(chǔ)理論實際上就是綜合數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等各種基礎(chǔ)知識來分析實際的材料問題。
目前，國內(nèi)外材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容并未定型，材料科學(xué)基礎(chǔ)教材的內(nèi)容也不盡相同。有的偏重金屬材料，有的偏重?zé)o機(jī)材料，還有的偏重性能，且面比較寬。本教材是在汲取近十幾年國內(nèi)有關(guān)材料大專業(yè)培養(yǎng)模式改革實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，并結(jié)合南京航空航天大學(xué)、東南大學(xué)等幾所大學(xué)的傳統(tǒng)與特色，確定以材料的基礎(chǔ)理論為重點,并將金屬材料、陶瓷材料和高分子材料與復(fù)合材料的內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來�；�礎(chǔ)理論是共性的，適用于各種材料，是材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)。隨著材料科學(xué)與工程的發(fā)展，基礎(chǔ)理論顯得日益重要，對發(fā)展新材料、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力具有深遠(yuǎn)的意義。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》版自2006年由化學(xué)工業(yè)出版社出版以來，已印刷多次，得到許多高校老師和同學(xué)的喜愛。2013年本書入選十二五普通高等教育本科規(guī)劃教材書目。
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，加之高校課程體制和教學(xué)時數(shù)的改革，特別是為適應(yīng)普通高校工程教育本科專業(yè)認(rèn)證要求，我們進(jìn)一步完善了原教材的相關(guān)內(nèi)容，并優(yōu)化了原教材中的圖表，修正了其中的錯漏之處，增加了納米材料科學(xué)的新成果、非平衡態(tài)下的材料科學(xué)問題、表面微觀結(jié)構(gòu)與親水疏水特性的關(guān)系以及超塑性機(jī)理與應(yīng)用等內(nèi)容。
本書配有數(shù)字化教學(xué)資源，以豐富的動畫、視頻、圖表等將材料科學(xué)基礎(chǔ)中大量抽象的、難以理解的概念、原理形象直觀地表達(dá)出來，非常有助于教師備課和學(xué)生學(xué)習(xí)。
南京航空航天大學(xué)陶杰教授、姚正軍教授、汪濤教授、蘇新清副教授以及東南大學(xué)的薛烽教授、周健副教授全面參與了本教材的修訂工作，沈一洲博士、王文濤博士、張平則教授、李勇教授、白晶副教授和晏井利博士參加了部分內(nèi)容的修訂。
因編者水平有限，書中不妥或疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。

編者
2017年6月

版前言
本書為江蘇省普通高校十一五精品立項教材，是在1998年國家教育部高等學(xué)校專業(yè)設(shè)置調(diào)整、高等教育辦學(xué)層次普遍提升的背景下，根據(jù)材料科學(xué)與工程一級學(xué)科辦學(xué)的基礎(chǔ)課教學(xué)實際需要，結(jié)合多年來從事本門課程的教學(xué)實踐和體會精心編寫而成。其編寫的原則是進(jìn)一步融合金屬學(xué)原理、無機(jī)非金屬材料物理化學(xué)、高分子材料科學(xué)等學(xué)科的共性科學(xué)原理和方法，從教學(xué)要求出發(fā)，著重對基本概念和基礎(chǔ)理論的闡述，力求教材內(nèi)容的科學(xué)性、先進(jìn)性和實用性，培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)原理解決材料工程實際問題的能力。
材料科學(xué)是研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝及材料性能與應(yīng)用之間相互關(guān)系的科學(xué)，其基本原理植根于凝聚態(tài)物理學(xué)、物理化學(xué)與合成化學(xué)。雖然各種材料的分支學(xué)科的學(xué)術(shù)背景不盡相同，其交叉融合需要一個歷史過程，然而進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，學(xué)科之間的交叉融合正在加速進(jìn)行，也促成了這門材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生核心專業(yè)基礎(chǔ)課材料科學(xué)基礎(chǔ)的日趨完善。
本教材的特點表現(xiàn)在：
1.適應(yīng)了新世紀(jì)對人才培養(yǎng)的新要求，打破傳統(tǒng)各類小專業(yè)之間的條塊分割，真正做到將金屬材料、陶瓷材料、高分子材料以及復(fù)合材料四者有機(jī)結(jié)合起來，建立了更為寬廣的基礎(chǔ)知識體系，有關(guān)材料基礎(chǔ)理論更全面、更系統(tǒng)、更實用；全書內(nèi)容共性突出，個性分明；
2.本書是在完成面向21世紀(jì)材料類大專教學(xué)內(nèi)容和課程體系一系列改革的基礎(chǔ)上編寫的，能夠反映當(dāng)代教學(xué)改革的成果；
3.本書能夠體現(xiàn)當(dāng)代材料領(lǐng)域所取得的理論與發(fā)展成果，如有關(guān)納米材料及一些新型功能材料等內(nèi)容；
4.本書配有多媒體教學(xué)資源，以豐富的二維三維動畫、圖表、錄像等將材料科學(xué)基礎(chǔ)中大量抽象的、難于理解的或極其復(fù)雜的概念、原理形象直觀地表達(dá)出來，非常有助于教師備課和學(xué)生學(xué)習(xí)；
5.本書自編教材已印刷過兩版，在南京航空航天大學(xué)及東南大學(xué)已試用過五屆，獲得了有關(guān)教師及學(xué)生們的寶貴意見，對此書正式出版有很大裨益；
6.在結(jié)構(gòu)編排方面突出教材編排的新穎性及易讀性。教材適應(yīng)面廣，既適應(yīng)于材料科學(xué)與工程一級學(xué)科本科生基礎(chǔ)課教學(xué)使用，亦可作為相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員的參考書。
本書由南京航空航天大學(xué)陶杰、姚正軍，東南大學(xué)薛烽，合肥工業(yè)大學(xué)宮晨利、許少凡等教授編寫。具體編寫分工如下：南京航空航天大學(xué)姚正軍編寫第1章、第2章、第4章部分內(nèi)容；合肥工業(yè)大學(xué)宮晨利編寫第3章、第6章；合肥工業(yè)大學(xué)許少凡編寫第5章；南京航空航天大學(xué)陶杰編寫第7章、第8章和第10章部分內(nèi)容；東南大學(xué)薛烽編寫第8章部分內(nèi)容、第9章；南京航空航天大學(xué)蘇新清編寫了全書的高分子材料科學(xué)內(nèi)容；南京航空航天大學(xué)李勇編寫了書中的復(fù)合材料內(nèi)容；南京航空航天大學(xué)向定漢、傅仁利編寫了書中的陶瓷材料相關(guān)內(nèi)容；南京航空航天大學(xué)汪濤、東南大學(xué)孫揚善、合肥工業(yè)大學(xué)吳玉程參與了本書的有關(guān)章節(jié)的審定和編寫工作。全書由陶杰、姚正軍和薛烽統(tǒng)稿，薛烽還繪制了本書中的大部分彩圖。江蘇省教育廳、南京航空航天大學(xué)對本書的編寫和出版給予了大力支持，南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的同事對本書提出了許多有益的建議，研究生陶海軍、季光明、季學(xué)來、周金堂等在本書的資料收集等方面付出了辛勤勞動，編者對這些單位和個人的無私幫助和熱情關(guān)懷表示衷心的感謝。
由于編者水平有限，書中難免存在疏漏之處，敬請讀者批評指正。

編者
2006年2月