材料物理性能

緒言
第1章固體中電子能量結(jié)構(gòu)和狀態(tài)
1.1電子的粒子性和波動(dòng)性4
1.1.1電子粒子性和霍耳效應(yīng)4
1.1.2電子波性5
1.1.3波函數(shù)6
1.1.4薛定諤（Schrdinger)方程7
1.2金屬的費(fèi)密（Fermi）索末菲（Sommerfeld）電子理論10
1.2.1金屬中自由電子的能級(jí)10
1.2.2自由電子的能級(jí)密度13
1.2.3自由電子按能級(jí)分布15
1.3晶體能帶理論基本知識(shí)概述17
1.3.1周期勢(shì)場(chǎng)中的傳導(dǎo)電子18
1.3.2K空間的等能線和等能面21
1.3.3準(zhǔn)自由電子近似電子能級(jí)密度23
1.3.4能帶和原子能級(jí)的關(guān)系24
1.4晶體能帶理論應(yīng)用舉例25
1.4.1導(dǎo)體.絕緣體.半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)25
1.4.2能帶理論對(duì)金屬性質(zhì)一些差異的解釋27
1.4.3理解正霍耳系數(shù)的意義29
1.5非晶態(tài)金屬.半導(dǎo)體的電子狀態(tài)31
1.5.1非晶態(tài)金屬.非晶態(tài)半導(dǎo)體及其特點(diǎn)31
1.5.2電子狀態(tài)31
本章小結(jié)33
復(fù)習(xí)題33
第2章材料的電性能
2.1引言35
2.2電子類(lèi)載流子導(dǎo)電37
2.2.1金屬導(dǎo)電機(jī)制37
2.2.2電阻率與溫度的關(guān)系38
2.2.3電阻率與壓力的關(guān)系40
2.2.4冷加工和缺陷對(duì)電阻率的影響41
2.2.5電阻率的尺寸效應(yīng)44
2.2.6電阻率的各向異性44
2.2.7固溶體的電阻率45
2.2.8化合物.中間相.多相合金電阻49
2.3離子類(lèi)載流子導(dǎo)電50
2.3.1離子電導(dǎo)理論50
2.3.2離子電導(dǎo)與擴(kuò)散53
2.3.3離子導(dǎo)電的影響因素54
2.3.4快離子導(dǎo)體55
2.4半導(dǎo)體59
2.4.1本征半導(dǎo)體59
2.4.2雜質(zhì)半導(dǎo)體62
2.4.3導(dǎo)電性和載流子遷移率66
2.4.4少數(shù)載流子的行為67
2.4.5半導(dǎo)體接觸69
2.5超導(dǎo)體73
2.5.1概述73
2.5.2超導(dǎo)態(tài)特性和超導(dǎo)體的三個(gè)性能指標(biāo)75
2.5.3超導(dǎo)體的應(yīng)用80
2.6電導(dǎo)功能材料81
2.6.1導(dǎo)電材料81
2.6.2電阻材料82
2.6.3電觸點(diǎn)材料86
2.7電性能測(cè)量及其應(yīng)用舉例87
2.7.1雙電橋和電位差計(jì)測(cè)量方法87
2.7.2直流四探針?lè)?9
2.7.3電阻法分析應(yīng)用舉例91
本章小結(jié)93
復(fù)習(xí)題94
第3章材料的介電性能
3.1電介質(zhì)及其極化97
3.1.1平板電容器及其電介質(zhì)97
3.1.2極化相關(guān)物理量98
3.1.3電介質(zhì)極化的機(jī)制99
3.1.4宏觀極化強(qiáng)度與微觀極化率關(guān)系103
3.2交變電場(chǎng)下的電介質(zhì)105
3.2.1復(fù)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗105
3.2.2電介質(zhì)弛豫和頻率響應(yīng)107
3.2.3介電損耗分析109
3.3電介質(zhì)在電場(chǎng)中的破壞111
3.3.1介電強(qiáng)度（介電擊穿強(qiáng)度）111
3.3.2本征擊穿機(jī)制112
3.3.3熱擊穿機(jī)制113
3.3.4雪崩式擊穿機(jī)制114
3.3.5影響無(wú)機(jī)材料擊穿強(qiáng)度的各種因素115
3.4壓電性和熱釋電性117
3.4.1壓電性（Piezoelectricity）117
3.4.2熱釋電性124
3.5鐵電性126
3.5.1鐵電體.電疇126
3.5.2鐵電體的起源與晶體結(jié)構(gòu)128
3.5.3鐵電體的臨界性質(zhì)131
3.5.4壓電.鐵電材料及其應(yīng)用134
3.6介電測(cè)量簡(jiǎn)介138
3.6.1電容率（介電常數(shù)）.介電損耗.介電強(qiáng)度的測(cè)定139
3.6.2電滯回線的測(cè)量139
3.6.3壓電性的測(cè)量140
本章小結(jié)141
復(fù)習(xí)題141
第4章材料的光學(xué)性能
4.1光和固體的相互作用143
4.1.1光的波粒二象性143
4.1.2光通過(guò)固體現(xiàn)象143
4.2材料的不透明性與半透明性157
4.2.1不透明性157
4.2.2半透明性160
4.3透明材料的顏色和著色原理161
4.3.1透明材料的顏色161
4.3.2無(wú)機(jī)非金屬材料的著色162
4.4材料的發(fā)光163
4.4.1發(fā)光和熱輻射163
4.4.2激光167
4.5無(wú)機(jī)材料的紅外光學(xué)性能177
4.5.1紅外技術(shù)的起源和應(yīng)用177
4.5.2紅外透過(guò)材料178
4.5.3紅外探測(cè)材料183
4.5.4熱探測(cè)器（thermaldetector）材料186
4.6電—光效應(yīng).光折變效應(yīng).非線性光學(xué)效應(yīng)188
4.6.1相關(guān)預(yù)備知識(shí)188
4.6.2電光效應(yīng)192
4.6.3非線性光學(xué)效應(yīng)193
4.6.4光折變效應(yīng)194
4.6.5材料及其相關(guān)應(yīng)用195
4.7光導(dǎo)纖維200
4.7.1概述200
4.7.2通訊光纖的構(gòu)成和分類(lèi)201
4.7.3光纖的傳輸模式.損耗.時(shí)延和失真202
4.7.4光纖參量的選擇207
本章小結(jié)209
復(fù)習(xí)題209
第5章材料的熱性能
5.1材料的熱容211
5.1.1固體熱容理論簡(jiǎn)介211
5.1.2金屬和合金的熱容214
5.1.3陶瓷材料的熱容218
5.1.4相變對(duì)熱容的影響220
5.1.5熱分析222
5.1.6熱分析應(yīng)用227
5.2材料的熱膨脹230
5.2.1熱膨脹來(lái)自原子的非簡(jiǎn)諧振動(dòng)230
5.2.2膨脹系數(shù)232
5.2.3影響熱膨脹的因素236
5.2.4多晶體和復(fù)合材料的熱膨脹240
5.2.5熱膨脹測(cè)試方法及其應(yīng)用244
5.2.6膨脹合金254
5.3材料的導(dǎo)熱性257
5.3.1熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律及微觀機(jī)制257
5.3.2金屬的熱傳導(dǎo)258
5.3.3無(wú)機(jī)非金屬材料的熱傳導(dǎo)262
5.4熱電性（Thermoelectricity）268
5.4.1熱電效應(yīng)268
5.4.2絕對(duì)熱電勢(shì)系數(shù)（absolutethermoelectricpower,ATP）269
5.4.3熱電性的應(yīng)用及其熱電材料271
5.5材料的熱穩(wěn)定性280
5.5.1熱穩(wěn)定性的表征280
5.5.2熱應(yīng)力281
5.5.3抗熱沖擊性能282
5.6材料熱導(dǎo)率的測(cè)量方法288
5.6.1穩(wěn)態(tài)測(cè)試288
5.6.2動(dòng)態(tài)測(cè)試290
本章小結(jié)291
復(fù)習(xí)題292
第6章材料的磁性能
6.1磁學(xué)基本量及磁性分類(lèi)294
6.1.1磁學(xué)基本量294
6.1.2物質(zhì)的磁性分類(lèi)295
6.1.3原子本征磁矩.抗磁性和順磁性296
6.2鐵磁性和亞鐵磁性材料的特性298
6.2.1磁化曲線298
6.2.2磁滯回線300
6.2.3磁晶各向異性和各向異性能300
6.2.4鐵磁體的形狀各向異性及退磁能301
6.2.5磁致伸縮與磁彈性能302
6.3磁性材料的自發(fā)磁化和技術(shù)磁化304
6.3.1自發(fā)磁化理論304
6.3.2技術(shù)磁化理論309
6.4磁性材料的動(dòng)態(tài)特性317
6.4.1交流磁化過(guò)程與交流回線317
6.4.2復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率318
6.4.3交變磁場(chǎng)作用下的能量損耗320
6.5磁性材料323
6.5.1軟磁材料323
6.5.2硬磁材料330
6.6信息存儲(chǔ)磁性材料339
6.6.1磁感應(yīng)（盤(pán).帶）記錄系統(tǒng)340
6.6.2磁（致）電阻效應(yīng)和磁頭材料352
6.6.3磁光記錄材料357
6.7磁性測(cè)量及其在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用362
6.7.1材料的直流磁性測(cè)量362
6.7.2材料的交流（動(dòng)態(tài)）磁性測(cè)量374
本章小結(jié)376
復(fù)習(xí)題377
第7章材料彈性與內(nèi)耗（阻尼）性能
7.1胡克定律及彈性的表征379
7.1.1廣義胡克定律379
7.1.2彈性的表征382
7.2彈性與原子間結(jié)合力等物理量的關(guān)系383
7.2.1彈性模量的微觀分析383
7.2.2彈性模量與其他物理量的關(guān)系385
7.3彈性模量的影響因素387
7.3.1溫度的影響387
7.3.2相變對(duì)彈性模量的影響388
7.3.3固溶體的彈性模量389
7.3.4晶體結(jié)構(gòu)的影響390
7.4彈性的鐵磁性反?，F(xiàn)象（ΔE效應(yīng)）393
7.5無(wú)機(jī)材料的彈性模量394
7.5.1多孔陶瓷材料的彈性模量395
7.5.2雙相陶瓷的彈性模量395
7.6彈性模量的動(dòng)態(tài)法測(cè)量397
7.6.1動(dòng)態(tài)法測(cè)彈性模量的原理397
7.6.2懸掛法測(cè)彈性模量399
7.6.3超聲波脈沖法400
7.7材料滯彈性和內(nèi)耗401
7.7.1黏彈性和滯彈性401
7.7.2滯彈性402
7.7.3內(nèi)耗概述405
7.7.5內(nèi)耗的表征（量度）408
7.7.6靜滯后型內(nèi)耗410
7.8內(nèi)耗產(chǎn)生的機(jī)制410
7.8.1點(diǎn)陣中原子有序排列引起的內(nèi)耗410
7.8.2與位錯(cuò)有關(guān)的內(nèi)耗411
7.8.3與晶界有關(guān)的內(nèi)耗413
7.8.4磁彈性內(nèi)耗414
7.8.5熱彈性內(nèi)耗415
7.8.6偽彈性和相變內(nèi)耗415
7.9內(nèi)耗測(cè)量方法與應(yīng)用419
7.9.1測(cè)量方法419
7.9.2內(nèi)耗應(yīng)用舉例421
7.10彈性合金和高阻尼合金425
7.10.1高彈性合金425
7.10.2恒彈性合金425
7.10.3阻尼減振材料426
本章小結(jié)427
復(fù)習(xí)題428
附錄
附錄一正電子湮沒(méi)技術(shù)429
附錄二穆斯堡爾效應(yīng)431
附錄三核磁共振433
各章主要參考文獻(xiàn)