为使从事材料科学与工程领域研究开发的研究生及本科生奠定坚实的理论基础，本书从原理上论述了材料的结构、性能加工和服役状况之间的关系。本书共分为9章，前3章介绍了材料设计的理论基础---电子理论及应用、组织结构与控制、非平衡态材料的理论与应用；后6章介绍了与材料力学性能密切相关的位错理论、强化理论、扩散理论、相变理论及这些理论的应用。
本书可以作为高等院校材料系各专业研究生及高年级本科生的教材，也可以作为相关专业学生及广大科技人员的参考书。

第1章 电子理论及应用
1.1 量子力学引论
1.2 自由电子理论
1.3 能带理论
1.4 现代电子理论
第2章 材料的组织结构与控制
2.1 晶体结构的稳定性与控制
2.2 晶体结构的变化与控制
2.3 相结构及控制
2.4 材料的组织变化与控制
第3章 非平衡态材料的理论与应用
3.1 非平衡态材料理论
3.2 材料制备的非平衡理论
3.3 材料服役的非平衡理论
第4章 晶体点缺陷
4.1 点缺陷的几何组态和形成能
4.2 点缺陷的平衡浓度
4.3 点缺陷的作用
4.4 求空位浓度和空位形成能的实验方法
第5章 位错理论及应用
5.1 位错的弹性性质
5.2 位错理论的一般表述
5.3 位错动力学及位错的交截与割阶
5.4 位错的增殖
第6章 金属和合金的界面与变形
6.1 晶界与相界
6.2 晶界和相界的实验直接观测
6.3 单晶体的范性变形基础
6.4 金属与合金的屈服和流变
第7章 强化理论及应用
7.1 合金强化机理
7.2 温度和形变速率对流变应力的影响
7.3 金属晶体的范性形变及加工硬化理论
7.4 多晶体的加工织构与动态应变时效
7.5 包辛格效应
第8章 扩散理论及应用
8.1 菲克**定律及其应用
8.2 扩散的原子理论
8.3 菲克第二定律及其应用
8.4 扩散问题的一般化处理
第9章 相变理论及应用
9.1 相变热力学
9.2 相变动力学
9.3 马氏体相变
参考文献