材料物理性能

緒言
第1章固體中電子能量結構和狀態(tài)
1.1電子的粒子性和波動性4
1.1.1電子粒子性和霍耳效應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金屬的費密（Fermi）索末菲（Sommerfeld）電子理論10
1.2.1金屬中自由電子的能級10
1.2.2自由電子的能級密度13
1.2.3自由電子按能級分布15
1.3晶體能帶理論基本知識概述17
1.3.1周期勢場中的傳導電子18
1.3.2K空間的等能線和等能面21
1.3.3準自由電子近似電子能級密度23
1.3.4能帶和原子能級的關系24
1.4晶體能帶理論應用舉例25
1.4.1導體.絕緣體.半導體的能帶結構25
1.4.2能帶理論對金屬性質一些差異的解釋27
1.4.3理解正霍耳系數(shù)的意義29
1.5非晶態(tài)金屬.半導體的電子狀態(tài)31
1.5.1非晶態(tài)金屬.非晶態(tài)半導體及其特點31
1.5.2電子狀態(tài)31
本章小結33
復習題33
第2章材料的電性能
2.1引言35
2.2電子類載流子導電37
2.2.1金屬導電機制37
2.2.2電阻率與溫度的關系38
2.2.3電阻率與壓力的關系40
2.2.4冷加工和缺陷對電阻率的影響41
2.2.5電阻率的尺寸效應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離子類載流子導電50
2.3.1離子電導理論50
2.3.2離子電導與擴散53
2.3.3離子導電的影響因素54
2.3.4快離子導體55
2.4半導體59
2.4.1本征半導體59
2.4.2雜質半導體62
2.4.3導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半導體接觸69
2.5超導體73
2.5.1概述73
2.5.2超導態(tài)特性和超導體的三個性能指標75
2.5.3超導體的應用80
2.6電導功能材料81
2.6.1導電材料81
2.6.2電阻材料82
2.6.3電觸點材料86
2.7電性能測量及其應用舉例87
2.7.1雙電橋和電位差計測量方法87
2.7.2直流四探針法89
2.7.3電阻法分析應用舉例91
本章小結93
復習題94
第3章材料的介電性能
3.1電介質及其極化97
3.1.1平板電容器及其電介質97
3.1.2極化相關物理量98
3.1.3電介質極化的機制99
3.1.4宏觀極化強度與微觀極化率關系103
3.2交變電場下的電介質105
3.2.1復介電常數(shù)和介質損耗105
3.2.2電介質弛豫和頻率響應107
3.2.3介電損耗分析109
3.3電介質在電場中的破壞111
3.3.1介電強度（介電擊穿強度）111
3.3.2本征擊穿機制112
3.3.3熱擊穿機制113
3.3.4雪崩式擊穿機制114
3.3.5影響無機材料擊穿強度的各種因素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構128
3.5.3鐵電體的臨界性質131
3.5.4壓電.鐵電材料及其應用134
3.6介電測量簡介138
3.6.1電容率（介電常數(shù)）.介電損耗.介電強度的測定139
3.6.2電滯回線的測量139
3.6.3壓電性的測量140
本章小結141
復習題141
第4章材料的光學性能
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無機非金屬材料的著色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無機材料的紅外光學性能177
4.5.1紅外技術的起源和應用177
4.5.2紅外透過材料178
4.5.3紅外探測材料183
4.5.4熱探測器（thermaldetector）材料186
4.6電—光效應.光折變效應.非線性光學效應188
4.6.1相關預備知識188
4.6.2電光效應192
4.6.3非線性光學效應193
4.6.4光折變效應194
4.6.5材料及其相關應用195
4.7光導纖維200
4.7.1概述200
4.7.2通訊光纖的構成和分類201
4.7.3光纖的傳輸模式.損耗.時延和失真202
4.7.4光纖參量的選擇207
本章小結209
復習題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相變對熱容的影響220
5.1.5熱分析222
5.1.6熱分析應用227
5.2材料的熱膨脹230
5.2.1熱膨脹來自原子的非簡諧振動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多晶體和復合材料的熱膨脹240
5.2.5熱膨脹測試方法及其應用244
5.2.6膨脹合金254
5.3材料的導熱性257
5.3.1熱傳導的宏觀規(guī)律及微觀機制257
5.3.2金屬的熱傳導258
5.3.3無機非金屬材料的熱傳導262
5.4熱電性（Thermoelectricity）268
5.4.1熱電效應268
5.4.2絕對熱電勢系數(shù)（absolutethermoelectricpower,ATP）269
5.4.3熱電性的應用及其熱電材料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熱應力281
5.5.3抗熱沖擊性能282
5.6材料熱導率的測量方法288
5.6.1穩(wěn)態(tài)測試288
5.6.2動態(tài)測試290
本章小結291
復習題292
第6章材料的磁性能
6.1磁學基本量及磁性分類294
6.1.1磁學基本量294
6.1.2物質的磁性分類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)磁化和技術磁化304
6.3.1自發(fā)磁化理論304
6.3.2技術磁化理論309
6.4磁性材料的動態(tài)特性317
6.4.1交流磁化過程與交流回線317
6.4.2復數(shù)磁導率318
6.4.3交變磁場作用下的能量損耗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信息存儲磁性材料339
6.6.1磁感應（盤.帶）記錄系統(tǒng)340
6.6.2磁（致）電阻效應和磁頭材料352
6.6.3磁光記錄材料357
6.7磁性測量及其在材料科學與工程中的應用362
6.7.1材料的直流磁性測量362
6.7.2材料的交流（動態(tài)）磁性測量374
本章小結376
復習題377
第7章材料彈性與內耗（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彈性與原子間結合力等物理量的關系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晶體結構的影響390
7.4彈性的鐵磁性反常現(xiàn)象（ΔE效應）393
7.5無機材料的彈性模量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彈性模量的動態(tài)法測量397
7.6.1動態(tài)法測彈性模量的原理397
7.6.2懸掛法測彈性模量399
7.6.3超聲波脈沖法400
7.7材料滯彈性和內耗401
7.7.1黏彈性和滯彈性401
7.7.2滯彈性402
7.7.3內耗概述405
7.7.5內耗的表征（量度）408
7.7.6靜滯后型內耗410
7.8內耗產(chǎn)生的機制410
7.8.1點陣中原子有序排列引起的內耗410
7.8.2與位錯有關的內耗411
7.8.3與晶界有關的內耗413
7.8.4磁彈性內耗414
7.8.5熱彈性內耗415
7.8.6偽彈性和相變內耗415
7.9內耗測量方法與應用419
7.9.1測量方法419
7.9.2內耗應用舉例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427
復習題428
附錄
附錄一正電子湮沒技術429
附錄二穆斯堡爾效應431
附錄三核磁共振433
各章主要參考文獻