前 言
人类社会发展的历史证明，每一种重要材料的出现和广泛应用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，使社会生产力产生巨大变化，把社会的物质文明和精神文明推进一大步。因此，材料是人类赖以生存并得以发展的基础和柱石，是社会进步的物质基础与里程碑，推动着时代的发展。材料科学与工程在世界各国都是重点发展的领域。
近年来，随着高等教育改革的不断深入，教育部一方面加强基础理论教育，以培养高素质研究人才和工程技术专家为目标；另一方面，也大力调整各学科体系，拓宽专业知识面，以综合素质为目标。对于材料类专业，将原来分属不同系别的相关专业进行整合重组，按材料科学与工程一级学科进行专业教育，有必要在教学体系及教学内容上进行大幅度改革。
《材料科学基础》是材料科学与工程一级学科的专业基础学位课，以物理学、物理化学、化学等为基础，是后续专业课程《材料性能学》、《材料现代分析方法》、《固体物理》、《金属材料学》、《高分子材料》、《无机材料物理化学》、《高分子物理》、《复合材料学》等的理论基础，要求该课程涵盖各种材料（金属材料、无机非金属材料、高分子材料）的微观结构和宏观结构规律等共同的理论基础，使学生获得比较全面系统的材料成分、结构、组织与性能的基础理论及知识，为材料的生产、研究、应用和发展新材料、新工艺奠定良好的理论基础。该课程内容较为庞杂，具有“四多一抽象”的特点，即内容头绪多、原理规律多、概念定义多、相关学科多，微观结构抽象。
《材料科学基础》课程是随着材料学科的发展演变而来，虽然国内外同类及相关教材较多，但大多数是从传统的《金属学》教材演变而来，是以金属材料为主，服务于金属材料专业。因此，目前的教材内容大多比较陈旧，一方面突出金属材料，缺少无机非金属材料以及高分子材料的基础理论，另一方面，教材难度较大，课程内容多而散，思路不清晰，不利于本科学生的理解。同时，材料的构成要素——成分、结构、合成与制备工艺、固有性能和使用性能这一关系的表达最早用于金属材料，有关金属的基础理论也最成熟，关于研究金属的思路和方法甚至一些理论，也正在移植或渗透到其他学科中去，也同样适用于其他材料。在这种趋势下，《材料科学基础》课程内容及相关教材已难以适应新的需求。加之专业面拓宽以后，理论课教学时数并未增加，反而有相应缩减的趋势。因此编写一本适应新形势需要的综合性《材料科学基础》已成为当务之急。
本书以材料结构和制备的基础理论为主要内容，分成了上、下两篇。上篇是材料的结构，包括原子结构与结合键、晶体学基础、晶体结构、晶体缺陷、非晶与准晶结构；下篇是相图与相变，包括相图、固体中的扩散、凝固与结晶、烧结与聚合、固态相变。
本教材的编写思想是：
1、强调材料类专业共性的基础知识与理论。增加了无机非金属与高分子材料科学的基础理论。
2、凝练课程内容、优化课程体系，删除了“材料的变形与再结晶”相关内容。
3、紧密围绕材料的结构，层层深入，由浅入深，基础理论与实际应用相结合。
4、例题、基础练习和拓展练习相结合，强化理论知识的活学活用。
5、“导入案例”、“阅读材料”以及“英文注释”增加了教材的时代性和新颖性，有助于激发读者的阅读兴趣。
本教材的学习方法：
1、树立系统的学习思想。以结构与成分、制备工艺、性能和应用的关系为主线，从应用的角度学习理论，理论与实践相结合。
2、抓住主线条，删繁就简，不钻牛角尖。牢固建立结构决定性能的分析思路，熟悉常用术语和基本概念。培养能力为主，学习知识为辅。
3、多归纳总结，多沟通，多讨论，多看结构模型和图片，多翻阅相关参考书，多讲专业语言，多留心从专业角度看\讨论身边的现象。
本书为21世纪全国高等学校材料类创新型应用人才培养规划教材，可作为材料类专业的本科生教材，机械类、土木类、交通类等相关专业的参考书。本书也适合于从事材料研究、生产和使用的科研人员和工程技术人员。
本书由石家庄铁道大学材料科学与工程学院组织编写。付华和张光磊担任主编和统稿，设计了编写提纲和撰写思路，并参与了全部章节的编写。参与本书编写的还有：张希清（第6章），赵田臣（第10章），于刚（第8、9章），秦国强（第1章），杨晋辉（第3、5章），张会芳（河北建筑工程学院，第3、6章）。本书由燕山大学的廖波教授和美国德克萨斯大学达拉斯分校的鲁红兵教授主审。
作者在编写本书时参考和引用了一些学者的书籍资料，在此一并致以谢意。同时，还要特别感谢百度文库（http://wenku.baidu.com）、维基百科（http://www.wikipedia.org）、道客巴巴（http://www.doc88.com ）、中国电子材料网（http://www.c-e-m.com）、中国科技情报网（http://www.chinainfo.gov.cn）和中国数字科技馆（http://amuseum.cdstm.cn）等网站提供的共享资料。
由于编者学识水平所限，书中疏漏和欠妥之处在所难免，敬请读者批评指正。