材料物理性能

緒論
第1章材料的熱學性質和晶格振動
1.1原子的運動與能量  4
1.2熱容及其經(jīng)典理論  4
1.2.1熱容的概念  4
1.2.2熱容的經(jīng)典理論及其問題  5
1.3晶格振動  7
1.3.1一維單原子鏈  7
1.3.2周期性邊界條件  8
1.3.3格波  8
1.4熱容的量子理論  11
1.4.1晶格振動的量子化和聲子  11
1.4.2晶格熱容的量子理論  12
1.4.3愛因斯坦模型  12
1.4.4德拜模型  13
1.5材料熱容性能及影響因素  15
1.5.1金屬材料的熱容  16
1.5.2無機材料的熱容  18
1.5.3熱容的分析方法與應用  19
1.5.4熱分析應用  20
1.6熱膨脹  22
1.6.1熱膨脹系數(shù)  22
1.6.2熱膨脹的本質及熱膨脹系數(shù)導出  23
1.6.3膨脹系數(shù)的影響因素  26
1.6.4熱膨脹分析與應用  28
1.7熱傳導  31
1.7.1熱傳導的概念和規(guī)律  32
1.7.2熱擴散率和熱阻  32
1.7.3熱傳導的物理機制  33
1.7.4材料的熱傳導及其影響因素  36
1.8熱穩(wěn)定性  40
1.8.1熱穩(wěn)定性的一般意義  40
1.8.2熱應力和熱沖擊破壞  40
1.8.3熱應力斷裂因子和損傷因子  41
1.8.4材料的熱穩(wěn)定性評價方法  43
思考與練習題  44
第2章材料的電學性質 
2.1固體電學性能概述  45
2.1.1材料的導電類型  46
2.1.2電導率和遷移率  46
2.2固體中電子狀態(tài)和能帶  48
2.2.1固體中電子能量狀態(tài)和能帶形成  48
2.2.2導體、半導體和絕緣體  49
2.3金屬材料的電性能  51
2.3.1金屬的導電機制  52
2.3.2金屬電導率的影響因素  52
2.3.3固溶體  57
2.3.4金屬間化合物  61
2.3.5金屬電阻研究的意義  62
2.3.6常見的導電材料及其應用  62
2.4超導電性  64
2.4.1超導現(xiàn)象和概念  65
2.4.2超導的特征  66
2.4.3第二類超導體  67
2.4.4BCS理論  67
2.4.5約瑟夫森效應  68
2.4.6超導的應用  69
2.5離子導體  70
2.5.1離子導電機制  70
2.5.2快離子導體和固體電解質  71
2.6半導體材料的電性能  73
2.6.1半導體中的載流子與導電行為  73
2.6.2半導體中載流子的運動和有效質量  73
2.6.3半導體的類型和特征  77
2.6.4半導體中載流子的輸運  81
2.7電接觸現(xiàn)象及其效應  83
2.7.1材料中電子的逸出和功函數(shù)  83
2.7.2金屬-金屬接觸  84
2.7.3p-n結  85
2.7.4金屬-半導體接觸  87
2.7.5半導體表面電子狀態(tài)  89
2.7.6MIS結構  91
2.8半導體的光電效應與磁電效應  92
2.8.1半導體的光吸收  92
2.8.2半導體的光電導現(xiàn)象  94
2.8.3半導體的光生伏特效應  95
2.8.4霍爾效應及其應用  96
2.9熱電效應  98
2.9.1澤貝克效應  98
2.9.2佩爾捷效應  99
2.9.3湯姆遜效應  100
2.9.4熱電效應的應用  100
2.10絕緣體及其介電特性  102
2.10.1絕緣體  102
2.10.2電介質及介電極化行為  102
2.10.3介電極化的物理量  104
2.10.4電偶極矩與極化強度  105
2.10.5介電損耗  106
2.10.6介電材料的電導和擊穿行為  108
2.11介電材料的極化與電學效應  109
2.11.1壓電效應  109
2.11.2熱釋電現(xiàn)象  110
2.11.3鐵電體  111
2.12材料電學性能應用分析  113
2.12.1建立二元固溶體端際固溶度曲線  114
2.12.2研究材料中的點缺陷  114
思考與練習題  115
第3章材料的磁學特性
3.1材料磁性的物理基礎  117
3.1.1原子磁矩  118
3.1.2磁化與磁化強度  119
3.1.3材料的磁性分類  121
3.2磁性的物理本質  123
3.2.1原子磁矩的物理理論  123
3.2.2抗磁性來源  124
3.2.3抗磁性、順磁性和鐵磁性  124
3.2.4金屬原子磁矩與磁性能  125
3.3鐵磁性與自發(fā)磁化  126
3.3.1鐵磁性的自發(fā)磁化  126
3.3.2磁疇及其結構  127
3.3.3實際磁性材料中的磁疇結構  129
3.3.4亞鐵磁性與反磁性  131
3.4鐵磁性材料在外磁場中磁化效應和影響因素  133
3.4.1靜磁能與磁化功  133
3.4.2退磁能與磁性的形狀各向異性  134
3.4.3磁的各向異性與磁晶能  134
3.4.4磁致伸縮與磁彈性能  137
3.5磁性材料的磁化曲線和技術磁化  138
3.5.1磁化曲線  138
3.5.2技術磁化  138
3.5.3磁滯現(xiàn)象和磁滯回線  141
3.5.4磁性能的影響因素  142
3.6磁性材料的動態(tài)磁化  143
3.6.1交變磁場中材料磁化的時間效應  144
3.6.2交變磁場中動態(tài)磁化的磁導率及其意義  144
3.6.3動態(tài)磁化的磁滯回線和磁化損耗  145
3.6.4磁共振損耗與磁導率減落  146
3.7鐵氧體磁性材料  147
3.7.1鐵氧體的概念和分類  147
3.7.2軟磁鐵氧體材料  148
3.7.3鐵氧體硬磁材料  150
3.8磁物理效應與應用  150
3.8.1磁電阻效應  151
3.8.2磁光效應  155
3.8.3磁熱效應與磁制冷  156
3.8.4磁流體  157
思考與練習題  158
第4章材料的光學性能
4.1光與顏色  160
4.2光與固體的相互作用  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材料的透明性與顏色  168
4.3.2陶瓷材料的乳濁與半透明性  170
4.4材料發(fā)光和發(fā)光材料  171
4.4.1材料發(fā)光的概念  171
4.4.2發(fā)光的分類  172
4.4.3發(fā)光中心與發(fā)光材料  172
4.4.4無機發(fā)光材料及其應用  173
4.4.5有機發(fā)光材料及其應用  174
4.5半導體發(fā)光  175
4.5.1直接躍遷和間接躍遷  175
4.5.2半導體發(fā)光  177
4.5.3發(fā)光效率  178
4.5.4p-n結電致發(fā)光  179
4.5.5發(fā)光二極管與應用  180
4.6受激輻射與激光  181
4.6.1基本原理  181
4.6.2半導體激光  183
思考與練習題  185
第5章材料的力學性能
5.1材料的形變特性  186
5.1.1彈性形變與彈性模量  188
5.1.2彈性模量的物理意義  189
5.2彈性形變和滯彈性  190
5.2.1彈性形變的特征  190
5.2.2彈性形變的本質  190
5.2.3滯彈性和內(nèi)耗  191
5.2.4黏彈性  192
5.2.5彈塑性形變  192
5.3晶體形變和位錯運動  192
5.3.1位錯運動與形變  192
5.3.2滑移臨界分切應力  193
5.3.3單晶體滑移與形變  194
5.3.4滑移系和交滑移  194
5.3.5形變與強化  195
5.3.6晶體形變的其他方式  196
5.3.7彈塑性形變與材料性質的關系  198
5.3.8多晶體塑性形變及其特點  199
5.3.9多晶體塑性形變的機制和影響因素  199
5.4強度與斷裂  203
5.4.1材料的理論強度  203
5.4.2格里菲斯脆性斷裂理論  204
5.5斷裂韌性  206
5.6疲勞  207
5.6.1交變載荷與循環(huán)應力  208
5.6.2疲勞壽命及其分類  209
5.6.3S-N曲線與疲勞極限  209
5.6.4疲勞壽命模型  210
5.6.5疲勞循環(huán)特征  211
5.6.6疲勞壽命的影響因素  212
5.7蠕變  213
5.7.1蠕變現(xiàn)象  213
5.7.2蠕變曲線  214
5.7.3蠕變強度和蠕變類型  214
5.8材料的超塑性  217
5.8.1超塑性特點  218
5.8.2超塑性的分類  218
5.8.3超塑性形變機理  219
5.8.4超塑性的應用  222
思考與練習題  223
參考文獻  225