材料物理（第二版）

第1章材料的晶態(tài)結(jié)構(gòu)/ 1
1.1晶體學(xué)基礎(chǔ)1
1.1.1點(diǎn)陣和晶胞1
1.1.2晶向指數(shù)和晶面指數(shù)6
1.1.3晶面間距8
1.1.4非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)10
1.1.5準(zhǔn)晶體的結(jié)構(gòu)11
1.2金屬材料的結(jié)構(gòu)12
1.2.1純金屬的典型晶體結(jié)構(gòu)13
1.2.2合金相結(jié)構(gòu)17
1.3陶瓷材料的結(jié)構(gòu)26
1.3.1特種陶瓷的結(jié)構(gòu)27
1.3.2硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)29
1.3.3玻璃的結(jié)構(gòu)32
1.4低維材料的結(jié)構(gòu)34
1.4.1薄膜的形成過程34
1.4.2薄膜的結(jié)構(gòu)37
思考題和習(xí)題40
第2章晶體缺陷/ 42
2.1晶體缺陷概述42
2.2點(diǎn)缺陷43
2.2.1肖特基缺陷和弗蘭克爾缺陷43
2.2.2點(diǎn)缺陷的特點(diǎn)43
2.2.3點(diǎn)缺陷的平衡濃度44
2.2.4空位形成能45
2.2.5點(diǎn)缺陷對(duì)性能的影響45
2.2.6過飽和點(diǎn)缺陷46
2.3位錯(cuò)46
2.3.1位錯(cuò)的發(fā)現(xiàn)46
2.3.2位錯(cuò)的概念和柏氏矢量48
2.3.3位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)52
2.3.4位錯(cuò)對(duì)晶體性能的影響55
2.4面缺陷56
2.4.1晶界56
2.4.2堆垛層錯(cuò)61
2.4.3孿晶界62
2.4.4外表面63
2.4.5相界面64
思考題和習(xí)題65
第3章材料的固態(tài)相變/ 67
3.1固態(tài)相變的概念及分類67
3.1.1相變的基本概念67
3.1.2固態(tài)相變的一般特點(diǎn)68
3.1.3固態(tài)相變的分類70
3.2多晶型性轉(zhuǎn)變73
3.2.1多晶型性轉(zhuǎn)變的相變驅(qū)動(dòng)力74
3.2.2多晶型性轉(zhuǎn)變的相變過程74
3.3共析轉(zhuǎn)變75
3.3.1共析轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)75
3.3.2共析轉(zhuǎn)變的過程76
3.3.3共析轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)78
3.4馬氏體轉(zhuǎn)變79
3.4.1馬氏體的概念79
3.4.2馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)80
3.4.3馬氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)81
3.4.4馬氏體轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)84
3.4.5馬氏體的組織形態(tài)86
3.4.6馬氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制87
3.4.7熱彈性馬氏體與形狀記憶效應(yīng)90
3.5貝氏體轉(zhuǎn)變94
3.5.1貝氏體的組織形態(tài)94
3.5.2貝氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)96
3.5.3貝氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)96
3.5.4貝氏體轉(zhuǎn)變的機(jī)制97
3.5.5貝氏體的定義98
3.6玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變和非晶態(tài)合金98
3.6.1非晶態(tài)轉(zhuǎn)變和玻璃化溫度98
3.6.2非晶態(tài)合金的形成99
思考題和習(xí)題101
第4章材料的固態(tài)擴(kuò)散/ 103
4.1擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)103
4.1.1擴(kuò)散第一定律103
4.1.2擴(kuò)散第二定律104
4.2擴(kuò)散機(jī)制109
4.2.1間隙擴(kuò)散109
4.2.2置換擴(kuò)散111
4.2.3晶界擴(kuò)散和位錯(cuò)擴(kuò)散113
4.3上坡擴(kuò)散114
4.4影響擴(kuò)散的因素115
4.4.1溫度116
4.4.2固溶體類型116
4.4.3晶體結(jié)構(gòu)116
4.4.4溶質(zhì)濃度117
4.4.5第三組元117
4.4.6晶體缺陷118
思考題和習(xí)題119
第5章材料的電子理論/ 120
5.1波函數(shù)和薛定格方程120
5.1.1微觀粒子的波粒二象性120
5.1.2波函數(shù)和薛定格方程121
5.2經(jīng)典統(tǒng)計(jì)和量子統(tǒng)計(jì)124
5.3自由電子假設(shè)126
5.3.1經(jīng)典自由電子理論126
5.3.2量子自由電子理論126
5.4能帶理論133
5.4.1近(準(zhǔn))自由電子近似和能帶134
5.4.2布里淵區(qū)137
5.4.3近自由電子近似下的狀態(tài)密度140
5.4.4能帶理論對(duì)材料導(dǎo)電性的解釋140
思考題和習(xí)題142
第6章材料的電學(xué)性能/ 144
6.1金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性144
6.1.1自由電子近似下的導(dǎo)電性144
6.1.2能帶理論下的導(dǎo)電性145
6.1.3導(dǎo)電性與溫度的關(guān)系146
6.1.4電導(dǎo)功能材料148
6.2半導(dǎo)體的導(dǎo)電性150
6.2.1本征半導(dǎo)體150
6.2.2雜質(zhì)半導(dǎo)體152
6.2.3霍爾效應(yīng)156
6.3離子晶體的導(dǎo)電性157
6.3.1離子導(dǎo)電的理論158
6.3.2離子導(dǎo)電的影響因素161
6.3.3快離子導(dǎo)體162
6.4超導(dǎo)電性163
6.4.1超導(dǎo)現(xiàn)象163
6.4.2超導(dǎo)理論166
6.4.3超導(dǎo)研究的進(jìn)展及其應(yīng)用169
6.5熱電效應(yīng)1716.5.1熱電勢(shì)171
6.5.2塞貝克效應(yīng)172
6.5.3珀耳帖效應(yīng)173
6.6材料的介電性能174
6.6.1電介質(zhì)的極化174
6.6.2介電損耗178
6.6.3介電體擊穿181
思考題和習(xí)題183
第7章材料的磁學(xué)性能/ 186
7.1材料磁性能的表征參量和材料
磁化的分類186
7.1.1材料磁性能的表征參量186
7.1.2材料磁化的分類187
7.2孤立原子的磁矩188
7.2.1電子和原子核的磁矩188
7.2.2原子的磁矩190
7.3抗磁性和順磁性191
7.3.1抗磁性192
7.3.2順磁性193
7.4鐵磁性194
7.4.1鐵磁體磁化的現(xiàn)象194
7.4.2鐵磁體的自發(fā)磁化198
7.4.3鐵磁體的技術(shù)磁化204
7.5強(qiáng)磁材料209
7.5.1軟磁材料209
7.5.2硬磁材料210
7.5.3磁記錄材料210
思考題和習(xí)題211
第8章材料的熱學(xué)性能/ 213
8.1材料的熱容213
8.1.1杜隆珀替定律213
8.1.2熱容的量子理論214
8.1.3實(shí)際材料的熱容217
8.1.4熱分析法219
8.2材料的熱傳導(dǎo)220
8.2.1熱傳導(dǎo)的宏觀現(xiàn)象220
8.2.2熱傳導(dǎo)的機(jī)理221
8.2.3實(shí)際材料的導(dǎo)熱222
8.3材料的熱膨脹225
8.3.1熱膨脹的宏觀現(xiàn)象225
8.3.2熱膨脹的微觀機(jī)理226
8.3.3熱膨脹系數(shù)與其他物理量的
關(guān)系228
8.3.4實(shí)際材料的熱膨脹230
8.3.5膨脹分析和膨脹合金231
8.4材料的熱穩(wěn)定性233
8.4.1熱應(yīng)力233
8.4.2抗熱沖擊斷裂性能234
8.4.3實(shí)際材料熱穩(wěn)定性的表征238
思考題和習(xí)題239
第9章材料的力學(xué)性能/ 241
9.1材料的力學(xué)性能指標(biāo)241
9.1.1應(yīng)力和應(yīng)變241
9.1.2材料的靜載力學(xué)性能指標(biāo)242
9.1.3硬度245
9.2材料的變形247
9.2.1晶體的彈性變形247
9.2.2晶體的塑性變形254
9.2.3晶體的蠕變259
9.2.4材料的黏性流動(dòng)和黏彈性261
9.3材料的斷裂263
9.3.1理論斷裂強(qiáng)度263
9.3.2格里菲斯斷裂強(qiáng)度理論264
9.3.3材料斷裂的過程267
9.4材料的斷裂韌性273
9.4.1裂紋尖端應(yīng)力場強(qiáng)度因子KⅠ
及斷裂韌性KⅠc273
9.4.2裂紋尖端應(yīng)力的塑性變形區(qū)修正275
9.4.3陶瓷材料的強(qiáng)韌化方法278
9.5材料的疲勞280
9.5.1疲勞現(xiàn)象和疲勞極限281
9.5.2疲勞破壞的微觀機(jī)制282
9.6材料的抗沖擊性能284
9.6.1沖擊韌性試驗(yàn)284
9.6.2金屬材料的冷脆285
思考題和習(xí)題286
第10章材料的光學(xué)性能/ 289
10.1光與材料的作用289
10.1.1光的物理本質(zhì)289
10.1.2光與材料作用的一般規(guī)律290
10.1.3金屬材料對(duì)光的吸收和反射291
10.1.4非金屬材料對(duì)光的反應(yīng)292
10.2材料的發(fā)光和激光302
10.2.1發(fā)光和熱輻射302
10.2.2激光的產(chǎn)生303
10.3光學(xué)材料306
10.3.1發(fā)光材料306
10.3.2固體激光工作物質(zhì)307
10.3.3光導(dǎo)纖維307
思考題和習(xí)題309
附錄物理常量表/311
參考文獻(xiàn)/312