材料物理性能

绪论
第1章材料的热学性质和晶格振动
1.1原子的运动与能量  4
1.2热容及其经典理论  4
1.2.1热容的概念  4
1.2.2热容的经典理论及其问题  5
1.3晶格振动  7
1.3.1一维单原子链  7
1.3.2周期性边界条件  8
1.3.3格波  8
1.4热容的量子理论  11
1.4.1晶格振动的量子化和声子  11
1.4.2晶格热容的量子理论  12
1.4.3爱因斯坦模型  12
1.4.4德拜模型  13
1.5材料热容性能及影响因素  15
1.5.1金属材料的热容  16
1.5.2无机材料的热容  18
1.5.3热容的分析方法与应用  19
1.5.4热分析应用  20
1.6热膨胀  22
1.6.1热膨胀系数  22
1.6.2热膨胀的本质及热膨胀系数导出  23
1.6.3膨胀系数的影响因素  26
1.6.4热膨胀分析与应用  28
1.7热传导  31
1.7.1热传导的概念和规律  32
1.7.2热扩散率和热阻  32
1.7.3热传导的物理机制  33
1.7.4材料的热传导及其影响因素  36
1.8热稳定性  40
1.8.1热稳定性的一般意义  40
1.8.2热应力和热冲击破坏  40
1.8.3热应力断裂因子和损伤因子  41
1.8.4材料的热稳定性评价方法  43
思考与练习题  44
第2章材料的电学性质 
2.1固体电学性能概述  45
2.1.1材料的导电类型  46
2.1.2电导率和迁移率  46
2.2固体中电子状态和能带  48
2.2.1固体中电子能量状态和能带形成  48
2.2.2导体、半导体和绝缘体  49
2.3金属材料的电性能  51
2.3.1金属的导电机制  52
2.3.2金属电导率的影响因素  52
2.3.3固溶体  57
2.3.4金属间化合物  61
2.3.5金属电阻研究的意义  62
2.3.6常见的导电材料及其应用  62
2.4超导电性  64
2.4.1超导现象和概念  65
2.4.2超导的特征  66
2.4.3第二类超导体  67
2.4.4BCS理论  67
2.4.5约瑟夫森效应  68
2.4.6超导的应用  69
2.5离子导体  70
2.5.1离子导电机制  70
2.5.2快离子导体和固体电解质  71
2.6半导体材料的电性能  73
2.6.1半导体中的载流子与导电行为  73
2.6.2半导体中载流子的运动和有效质量  73
2.6.3半导体的类型和特征  77
2.6.4半导体中载流子的输运  81
2.7电接触现象及其效应  83
2.7.1材料中电子的逸出和功函数  83
2.7.2金属-金属接触  84
2.7.3p-n结  85
2.7.4金属-半导体接触  87
2.7.5半导体表面电子状态  89
2.7.6MIS结构  91
2.8半导体的光电效应与磁电效应  92
2.8.1半导体的光吸收  92
2.8.2半导体的光电导现象  94
2.8.3半导体的光生伏特效应  95
2.8.4霍尔效应及其应用  96
2.9热电效应  98
2.9.1泽贝克效应  98
2.9.2佩尔捷效应  99
2.9.3汤姆逊效应  100
2.9.4热电效应的应用  100
2.10绝缘体及其介电特性  102
2.10.1绝缘体  102
2.10.2电介质及介电极化行为  102
2.10.3介电极化的物理量  104
2.10.4电偶极矩与极化强度  105
2.10.5介电损耗  106
2.10.6介电材料的电导和击穿行为  108
2.11介电材料的极化与电学效应  109
2.11.1压电效应  109
2.11.2热释电现象  110
2.11.3铁电体  111
2.12材料电学性能应用分析  113
2.12.1建立二元固溶体端际固溶度曲线  114
2.12.2研究材料中的点缺陷  114
思考与练习题  115
第3章材料的磁学特性
3.1材料磁性的物理基础  117
3.1.1原子磁矩  118
3.1.2磁化与磁化强度  119
3.1.3材料的磁性分类  121
3.2磁性的物理本质  123
3.2.1原子磁矩的物理理论  123
3.2.2抗磁性来源  124
3.2.3抗磁性、顺磁性和铁磁性  124
3.2.4金属原子磁矩与磁性能  125
3.3铁磁性与自发磁化  126
3.3.1铁磁性的自发磁化  126
3.3.2磁畴及其结构  127
3.3.3实际磁性材料中的磁畴结构  129
3.3.4亚铁磁性与反磁性  131
3.4铁磁性材料在外磁场中磁化效应和影响因素  133
3.4.1静磁能与磁化功  133
3.4.2退磁能与磁性的形状各向异性  134
3.4.3磁的各向异性与磁晶能  134
3.4.4磁致伸缩与磁弹性能  137
3.5磁性材料的磁化曲线和技术磁化  138
3.5.1磁化曲线  138
3.5.2技术磁化  138
3.5.3磁滞现象和磁滞回线  141
3.5.4磁性能的影响因素  142
3.6磁性材料的动态磁化  143
3.6.1交变磁场中材料磁化的时间效应  144
3.6.2交变磁场中动态磁化的磁导率及其意义  144
3.6.3动态磁化的磁滞回线和磁化损耗  145
3.6.4磁共振损耗与磁导率减落  146
3.7铁氧体磁性材料  147
3.7.1铁氧体的概念和分类  147
3.7.2软磁铁氧体材料  148
3.7.3铁氧体硬磁材料  150
3.8磁物理效应与应用  150
3.8.1磁电阻效应  151
3.8.2磁光效应  155
3.8.3磁热效应与磁制冷  156
3.8.4磁流体  157
思考与练习题  158
第4章材料的光学性能
4.1光与颜色  160
4.2光与固体的相互作用  161
4.2.1光的折射  162
4.2.2光的反射  163
4.2.3光的色散  165
4.2.4光的吸收  165
4.2.5光的散射  167
4.3材料的透光性  167
4.3.1材料的透明性与颜色  168
4.3.2陶瓷材料的乳浊与半透明性  170
4.4材料发光和发光材料  171
4.4.1材料发光的概念  171
4.4.2发光的分类  172
4.4.3发光中心与发光材料  172
4.4.4无机发光材料及其应用  173
4.4.5有机发光材料及其应用  174
4.5半导体发光  175
4.5.1直接跃迁和间接跃迁  175
4.5.2半导体发光  177
4.5.3发光效率  178
4.5.4p-n结电致发光  179
4.5.5发光二极管与应用  180
4.6受激辐射与激光  181
4.6.1基本原理  181
4.6.2半导体激光  183
思考与练习题  185
第5章材料的力学性能
5.1材料的形变特性  186
5.1.1弹性形变与弹性模量  188
5.1.2弹性模量的物理意义  189
5.2弹性形变和滞弹性  190
5.2.1弹性形变的特征  190
5.2.2弹性形变的本质  190
5.2.3滞弹性和内耗  191
5.2.4黏弹性  192
5.2.5弹塑性形变  192
5.3晶体形变和位错运动  192
5.3.1位错运动与形变  192
5.3.2滑移临界分切应力  193
5.3.3单晶体滑移与形变  194
5.3.4滑移系和交滑移  194
5.3.5形变与强化  195
5.3.6晶体形变的其他方式  196
5.3.7弹塑性形变与材料性质的关系  198
5.3.8多晶体塑性形变及其特点  199
5.3.9多晶体塑性形变的机制和影响因素  199
5.4强度与断裂  203
5.4.1材料的理论强度  203
5.4.2格里菲斯脆性断裂理论  204
5.5断裂韧性  206
5.6疲劳  207
5.6.1交变载荷与循环应力  208
5.6.2疲劳寿命及其分类  209
5.6.3S-N曲线与疲劳极限  209
5.6.4疲劳寿命模型  210
5.6.5疲劳循环特征  211
5.6.6疲劳寿命的影响因素  212
5.7蠕变  213
5.7.1蠕变现象  213
5.7.2蠕变曲线  214
5.7.3蠕变强度和蠕变类型  214
5.8材料的超塑性  217
5.8.1超塑性特点  218
5.8.2超塑性的分类  218
5.8.3超塑性形变机理  219
5.8.4超塑性的应用  222
思考与练习题  223
参考文献  225