01 재료과학/공학에 대한 소개 3

1-1 재료과학/공학이란? 4

1-2 재료의 분류 7

1-3 기능에 따른 재료의 분류 11

1-4 구조에 따른 재료의 분류 14

1-5 환경 및 기타 영향 14

1-6 재료의 설계 및 선택 16 

02 원자구조 25

2-1 재료의 구조: 기술적 관련성 26

2-2 원자의 구조 29

2-3 원자의 전자구조 30

2-4 주기율표 34

2-5 원자결합 37

2-6 결합에너지와 원자간거리 44

2-7 탄소의 여러 형태: 원자배열과 재료특성의 상관관계 47 

03 원자 및 이온의 배열 61

3-1 단범위규칙 대 장범위규칙 62

3-2 비결정질 재료 64

3-3 격자, 단위체, 단위정, 결정구조 65

3-4 동소변태 또는 동질이형변태 78

3-5 단위정 내의 점, 방향, 면 80

3-6 침입형자리 91

3-7 이온결합 재료의 결정구조 94

3-8 공유결합 구조 100

3-9 결정구조 해석을 위한 회절기법 104 

04 원자 및 이온의 배열에서 결함 123

4-1 점결함 124

4-2 다른 점결함 130

4-3 전위 133

4-4 전위의 중요성 140

4-5 Schmid의 법칙 141

4-6 결정구조의 영향 143

4-7 표면결함 146

4-8 결함의 중요성 153 

05 재료에서 원자 및 이온의 이동 167

5-1 확산의 응용 168

5-2 원자와 이온의 안정성 171

5-3 확산의 메커니즘 173

5-4 확산을 위한 활성화에너지 175

5-5 확산속도: Fick의 제1법칙 177

5-6 확산에 영향을 미치는 요인 181

5-7 고분자의 투과도 189

5-8 조성 프로파일: Fick의 제2법칙 189

5-9 확산과 재료공정 195 

06 기계적 성질: 제1부 213

6-1 기술적 중요성 214

6-2 기계적 성질에 대한 용어정의 215

6-3 인장시험: 응력 - 변형도 곡선의 활용 219

6-4 인장시험으로 얻어지는 특성 223

6-5 진응력과 진변형도 232

6-6 취성재료의 굽힘시험 234

6-7 재료의 경도 238

6-8 나노압입시험 240

6-9 변형속도 효과와 충격거동 243

6-10 충격시험으로 얻어지는 특성 245

6-11 벌크금속유리와 그 기계적 거동 248

6-12 작은 길이스케일에서의 기계적 거동 251

6-13 액체의 유변학 253 

07 기계적 성질: 제2부 271

7-1 파괴역학 272

7-2 파괴역학의 중요성 275

7-3 금속재료 파괴의 미세구조적 특징 279

7-4 세라믹, 유리, 복합재료 파괴의 미세구조적 특징 284

7-5 파괴강도 해석을 위한 Weibull 통계학 285

7-6 피로 290

7-7 피로시험의 결과 293

7-8 피로시험의 응용 295

7-9 크리프, 응력파단, 응력부식 299

7-10 크리프거동의 평가 302

7-11 크리프 데이터의 활용 304 

08 변형경화와 어닐링 317

8-1 냉간가공과 응력 - 변형도 곡선의 관계 318

8-2 변형경화 메커니즘 323

8-3 특성 대 냉간가공백분율 325

8-4 미세구조, 집합조직강화, 잔류응력 327

8-5 냉간가공의 특징 332

8-6 어닐링의 세 단계 334

8-7 어닐링의 제어 337

8-8 어닐링과 재료공정 339

8-9 열간가공 342 

09 응고의 원리 357

9-1 기술적 중요성 358

9-2 핵생성 359

9-3 제어된 핵생성의 응용 364

9-4 핵성장 메커니즘 366

9-5 응고시간과 수지상정의 크기 368

9-6 냉각곡선 373

9-7 주조조직 374

9-8 응고결함 377

9-9 부품제조를 위한 주조공정 382

9-10 연속주조 및 주괴주조 384

9-11 일방향응고, 단결정성장, 원자층성장 389

9-12 고분자 및 무기질 유리의 응고 391

9-13 금속재료의 접합 392 

10 고용체와 상평형 409

10-1 상평형과 상태도 410

10-2 용해도와 고용체 414

10-3 무한고용도의 조건 417

10-4 고용체강화 419

10-5 전율고용 상태도 422

10-6 특성과 상태도의 상관관계 431

10-7 고용체 합금의 응고 433

10-8 비평형응고와 편석 435 

11 분산강화와 공정상태도 451

11-1 분산강화의 원리와 사례 452

11-2 금속간화합물 453

11-3 3상반응을 포함하는 상태도 455

11-4 공정상태도 458

11-5 공정합금의 강도 469

11-6 공정합금과 재료공정 475

11-7 공정계의 비평형응고 476

11-8 나노와이어와 공정상태도 477 

12 상변태 및 열처리에 의한 분산강화 491

12-1 고상반응에서 핵생성과 성장 492

12-2 고용한계 초과에 의해 강화된 합금 496

12-3 시효 또는 석출경화와 그 응용 499

12-4 시효 또는 석출경화에서 미세구조의 발현 500

12-5 시효온도 및 시효시간의 영향 503

12-6 시효경화의 조건 504

12-7 시효경화합금의 고온사용 505

12-8 공석반응 506

12-9 공석반응의 제어 511

12-10 마르텐사이트 변태와 템퍼링 517

12-11 형상기억합금(SMA) 522 

13 강과 주철의 열처리 537

13-1 강의 명칭과 분류 538

13-2 단순 열처리 542

13-3 등온 열처리 545

13-4 칭 + 템퍼링 열처리 548

13-5 합금원소의 영향 554

13-6 경화능의 응용 556

13-7 특수용도 강철 560

13-8 표면처리 561

13-9 강의 용접성 564

13-10 스테인리스강 566

13-11 주철 569 

14 비철합금 587

14-1 알루미늄합금 588

14-2 마그네슘 및 베릴륨 합금 595

14-3 구리합금 597

14-4 니켈 및 코발트 합금 600

14-5 티타늄합금 604

14-6 내화금속 및 귀금속 611 

15 세라믹 621

15-1 세라믹의 결합 623

15-2 결정질 세라믹의 구조 625

15-3 결정질 세라믹의 결함 630

15-4 세라믹의 결함 633

15-5 결정질 세라믹의 합성 및 공정 636

15-6 실리카 및 규산염 화합물 643

15-7 무기질 유리 645

15-8 유리 - 세라믹 653

15-9 점토제품의 공정과 용도 654

15-10 세라믹 내화물 656

15-11 기타 세라믹 재료 658 

16 고분자 669

16-1 고분자의 분류 671

16-2 부가중합 및 축합중합 674

16-3 중합도 679

16-4 일반적인 열가소성 고분자 681

16-5 열가소성 고분자의 구조 - 특성 상관관계 682

16-6 열가소성 고분자에 미치는 온도의 영향 688

16-7 열가소성 고분자의 기계적 특성 694

16-8 탄성중합체(고무) 700

16-9 열경화성 고분자 705

16-10 접착제 708

16-11 고분자 공정 및 재활용 709 

17 복합재료: 재료의 팀워크와 시너지 723

17-1 분산강화 복합재료 725

17-2 입자강화 복합재료 727

17-3 섬유강화 복합재료 733

17-4 섬유강화 복합재료의 특성 738

17-5 섬유와 복합재료의 제조 745

17-6 섬유강화 복합재료 시스템과 용도 750

17-7 층상 복합재료 757

17-8 층상 복합재료의 사례와 용도 759

17-9 샌드위치 구조 760 

18 건설재료 771

18-1 목재의 구조 772

18-2 목재의 수분함량과 밀도 775

18-3 목재의 기계적 성질 776

18-4 목재의 팽창과 수축 778

18-5 합판 779

18-6 콘크리트 재료 780

18-7 콘크리트의 성질 783

18-8 강화콘크리트와 프리스트레스트 콘크리트 788

18-9 아스팔트 789 

19 전자재료 795

19-1 Ohm의 법칙과 전기전도도 796

19-2 고체의 밴드구조 802

19-3 금속과 합금의 전도도 806

19-4 반도체 810

19-5 반도체의 응용 819

19-6 집적회로 공정의 일반적인 개요 822

19-7 박막의 증착 825

19-8 다른 재료의 전도도 827

19-9 절연체와 유전특성 830

19-10 유전체의 분극 831

19-11 전왜, 압전성, 강유전성 835 

20 자성재료 847

20-1 자성재료의 분류 848

20-2 자기쌍극자와 자기모멘트 848

20-3 자화, 투자율, 자기장 851

20-4 반자성, 상자성, 강자성, 준강자성, 초상자성 재료 854

20-5 자구구조와 이력곡선 858

20-6 퀴리온도 860

20-7 자성재료의 응용 861

20-8 금속 및 세라믹 자성재료 869 

21 광재료 883

21-1 전자기파 스펙트럼 884

21-2 굴절, 반사, 흡수, 투과 884

21-3 선택적 흡수, 투과, 반사 898

21-4 방출현상의 예와 사용 899

21-5 광섬유 통신시스템 910 

22 재료의 열적 성질 917

22-1 열용량과 비열 918

22-2 열팽창 921

22-3 열전도도 926

22-4 열충격 931 

23 부식 및 마모 939

23-1 화학부식 940

23-2 전기화학부식 942

23-3 전기화학전지의 전극전위 946

23-4 부식전류와 분극 951

23-5 전기화학부식의 종류 952

23-6 전기화학부식의 방지 958

23-7 미생물 열화와 생분해성 고분자 965

23-8 산화와 기타 기체반응 966

23-9 마모 및 침식 970 

부록 A 금속의 선별된 물리적 성질 980

부록 B 선별된 원소들의 원자 및 이온 반지름 983