材料物理性能

緒論
第1章材料的熱學(xué)性質(zhì)和晶格振動(dòng)
1.1原子的運(yùn)動(dòng)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(wèn)題  5
1.3晶格振動(dòng)  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(dòng)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(ài)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(wú)機(jī)材料的熱容  18
1.5.3熱容的分析方法與應(yīng)用  19
1.5.4熱分析應(yīng)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(zhì)及熱膨脹系數(shù)導(dǎo)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(yīng)用  28
1.7熱傳導(dǎo)  31
1.7.1熱傳導(dǎo)的概念和規(guī)律  32
1.7.2熱擴(kuò)散率和熱阻  32
1.7.3熱傳導(dǎo)的物理機(jī)制  33
1.7.4材料的熱傳導(dǎo)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(yīng)力和熱沖擊破壞  40
1.8.3熱應(yīng)力斷裂因子和損傷因子  41
1.8.4材料的熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法  43
思考與練習(xí)題  44
第2章材料的電學(xué)性質(zhì) 
2.1固體電學(xué)性能概述  45
2.1.1材料的導(dǎo)電類(lèi)型  46
2.1.2電導(dǎo)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(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體  49
2.3金屬材料的電性能  51
2.3.1金屬的導(dǎo)電機(jī)制  52
2.3.2金屬電導(dǎo)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(jiàn)的導(dǎo)電材料及其應(yīng)用  62
2.4超導(dǎo)電性  64
2.4.1超導(dǎo)現(xiàn)象和概念  65
2.4.2超導(dǎo)的特征  66
2.4.3第二類(lèi)超導(dǎo)體  67
2.4.4BCS理論  67
2.4.5約瑟夫森效應(yīng)  68
2.4.6超導(dǎo)的應(yīng)用  69
2.5離子導(dǎo)體  70
2.5.1離子導(dǎo)電機(jī)制  70
2.5.2快離子導(dǎo)體和固體電解質(zhì)  71
2.6半導(dǎo)體材料的電性能  73
2.6.1半導(dǎo)體中的載流子與導(dǎo)電行為  73
2.6.2半導(dǎo)體中載流子的運(yùn)動(dòng)和有效質(zhì)量  73
2.6.3半導(dǎo)體的類(lèi)型和特征  77
2.6.4半導(dǎo)體中載流子的輸運(yùn)  81
2.7電接觸現(xiàn)象及其效應(yīng)  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(jié)  85
2.7.4金屬-半導(dǎo)體接觸  87
2.7.5半導(dǎo)體表面電子狀態(tài)  89
2.7.6MIS結(jié)構(gòu)  91
2.8半導(dǎo)體的光電效應(yīng)與磁電效應(yīng)  92
2.8.1半導(dǎo)體的光吸收  92
2.8.2半導(dǎo)體的光電導(dǎo)現(xiàn)象  94
2.8.3半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)  95
2.8.4霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用  96
2.9熱電效應(yīng)  98
2.9.1澤貝克效應(yīng)  98
2.9.2佩爾捷效應(yīng)  99
2.9.3湯姆遜效應(yīng)  100
2.9.4熱電效應(yīng)的應(yīng)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(zhì)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(qiáng)度  105
2.10.5介電損耗  106
2.10.6介電材料的電導(dǎo)和擊穿行為  108
2.11介電材料的極化與電學(xué)效應(yīng)  109
2.11.1壓電效應(yīng)  109
2.11.2熱釋電現(xiàn)象  110
2.11.3鐵電體  111
2.12材料電學(xué)性能應(yīng)用分析  113
2.12.1建立二元固溶體端際固溶度曲線(xiàn)  114
2.12.2研究材料中的點(diǎn)缺陷  114
思考與練習(xí)題  115
第3章材料的磁學(xué)特性
3.1材料磁性的物理基礎(chǔ)  117
3.1.1原子磁矩  118
3.1.2磁化與磁化強(qiáng)度  119
3.1.3材料的磁性分類(lèi)  121
3.2磁性的物理本質(zhì)  123
3.2.1原子磁矩的物理理論  123
3.2.2抗磁性來(lái)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(jié)構(gòu)  127
3.3.3實(shí)際磁性材料中的磁疇結(jié)構(gòu)  129
3.3.4亞鐵磁性與反磁性  131
3.4鐵磁性材料在外磁場(chǎng)中磁化效應(yīng)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(xiàn)和技術(shù)磁化  138
3.5.1磁化曲線(xiàn)  138
3.5.2技術(shù)磁化  138
3.5.3磁滯現(xiàn)象和磁滯回線(xiàn)  141
3.5.4磁性能的影響因素  142
3.6磁性材料的動(dòng)態(tài)磁化  143
3.6.1交變磁場(chǎng)中材料磁化的時(shí)間效應(yīng)  144
3.6.2交變磁場(chǎng)中動(dòng)態(tài)磁化的磁導(dǎo)率及其意義  144
3.6.3動(dòng)態(tài)磁化的磁滯回線(xiàn)和磁化損耗  145
3.6.4磁共振損耗與磁導(dǎo)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(lèi)  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(yīng)與應(yīng)用  150
3.8.1磁電阻效應(yīng)  151
3.8.2磁光效應(yīng)  155
3.8.3磁熱效應(yīng)與磁制冷  156
3.8.4磁流體  157
思考與練習(xí)題  158
第4章材料的光學(xué)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(lèi)  172
4.4.3發(fā)光中心與發(fā)光材料  172
4.4.4無(wú)機(jī)發(fā)光材料及其應(yīng)用  173
4.4.5有機(jī)發(fā)光材料及其應(yīng)用  174
4.5半導(dǎo)體發(fā)光  175
4.5.1直接躍遷和間接躍遷  175
4.5.2半導(dǎo)體發(fā)光  177
4.5.3發(fā)光效率  178
4.5.4p-n結(jié)電致發(fā)光  179
4.5.5發(fā)光二極管與應(yīng)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(dǎo)體激光  183
思考與練習(xí)題  185
第5章材料的力學(xué)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(zhì)  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(cuò)運(yùn)動(dòng)  192
5.3.1位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與形變  192
5.3.2滑移臨界分切應(yīng)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(qiáng)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(zhì)的關(guān)系  198
5.3.8多晶體塑性形變及其特點(diǎn)  199
5.3.9多晶體塑性形變的機(jī)制和影響因素  199
5.4強(qiáng)度與斷裂  203
5.4.1材料的理論強(qiáng)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(yīng)力  208
5.6.2疲勞壽命及其分類(lèi)  209
5.6.3S-N曲線(xiàn)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(xiàn)  214
5.7.3蠕變強(qiáng)度和蠕變類(lèi)型  214
5.8材料的超塑性  217
5.8.1超塑性特點(diǎn)  218
5.8.2超塑性的分類(lèi)  218
5.8.3超塑性形變機(jī)理  219
5.8.4超塑性的應(yīng)用  222
思考與練習(xí)題  223
參考文獻(xiàn)  225