材料物理性能（第三版）

緒論 １
１　材料的力學(xué)性能 ６
本章內(nèi)容提要 ６
１．１　應(yīng)力及應(yīng)變 ７
１．１．１　應(yīng)力 ７
１．１．２　應(yīng)變 ８
１．２　彈性形變 １１
１．２．１　胡克定律 １１
１．２．２　彈性形變的機(jī)理 １２
１．２．３　彈性模量的影響因素 １３
１．２．４　無(wú)機(jī)材料的彈性模量 １５
１．２．５　復(fù)相的彈性模量 １６
１．３　材料的塑性形變 １８
１．３．１　晶體滑移 １９
１．３．２　塑性形變的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論 ２０
１．３．３　應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) ２３
１．４　滯彈性和內(nèi)耗 ２４
１．４．１　黏彈性和滯彈性 ２４
１．４．２　應(yīng)變松弛和應(yīng)力松弛 ２４
１．４．３　松弛時(shí)間 ２５
１．４．４　無(wú)弛豫模量與弛豫模量 ２７
１．４．５　模量虧損 ２７
１．４．６　材料的內(nèi)耗 ２８
１．５　材料的高溫蠕變 ２８
１．５．１　蠕變曲線 ２８
１．５．２　蠕變機(jī)理 ２９
１．５．３　影響蠕變的因素 ３１
１．６　材料的斷裂強(qiáng)度 ３３
１．６．１　理論斷裂強(qiáng)度 ３４
１．６．２?。桑睿纾欤椋罄碚?３５
１．６．３　Ｇｒｉｆｆｉｔｈ微裂紋理論 ３６
１．６．４　Ｏｒｏｗａｎ理論 ３７
１．７　材料的斷裂韌性 ３７
１．７．１　裂紋擴(kuò)展方式 ３７
１．７．２　裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)分析 ３８
１．７．３　幾何形狀因子 ３８
１．７．４　斷裂韌性 ３９
１．７．５　裂紋擴(kuò)展的動(dòng)力與阻力 ４０
１．８　裂紋的起源與擴(kuò)展 ４０
１．８．１　裂紋的起源 ４０
１．８．２　裂紋的快速擴(kuò)展 ４１
１．８．３　影響裂紋擴(kuò)展的因素 ４２
１．９　材料的疲勞 ４２
１．９．１　應(yīng)力腐蝕理論 ４３
１．９．２　高溫下裂紋尖端的應(yīng)力空腔作用 ４３
１．９．３　亞臨界裂紋生長(zhǎng)速率與應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子的關(guān)系 ４４
１．９．４　根據(jù)亞臨界裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)材料壽命 ４４
１．９．５　蠕變斷裂 ４５
１．１０　顯微結(jié)構(gòu)對(duì)材料脆性斷裂的影響 ４５
１．１０．１　晶粒尺寸 ４６
１．１０．２　氣孔的影響 ４７
１．１１　提高材料強(qiáng)度及改善脆性的途徑 ４８
１．１１．１　金屬材料的強(qiáng)化 ４８
１．１１．２　陶瓷材料的強(qiáng)化 ５１
１．１２　材料的摩擦及磨損 ５５
１．１２．１　摩擦 ５５
１．１２．２　摩擦的機(jī)理 ５６
１．１２．３　磨損 ５６
１．１２．４　磨損試驗(yàn) ５７
１．１２．５　耐磨性 ５８
１．１３　復(fù)合材料及其力學(xué)性能 ５８
１．１３．１　復(fù)合材料的分類 ５８
１．１３．２　連續(xù)纖維單向強(qiáng)化復(fù)合材料的強(qiáng)度 ６０
１．１３．３　短纖維單向強(qiáng)化復(fù)合材料 ６２
１．１３．４　碳纖維復(fù)合材料 ６３
１．１３．５　碳纖維的結(jié)構(gòu)與分類 ６４
１．１３．６　碳纖維復(fù)合材料工藝 ６４
１．１３．７　碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用 ６５
１．１４　材料的硬度 ６６
１．１４．１　硬度的表示方法 ６６
１．１４．２　硬度的測(cè)量 ６７
１．１５　高分子材料的力學(xué)性能 ６９
１．１５．１　低強(qiáng)度和較高的比強(qiáng)度 ６９
１．１５．２　高彈性和黏彈性 ６９
１．１５．３　高耐磨性 ７０
１．１５．４　相對(duì)分子質(zhì)量依賴性 ７０
１．１６　多孔陶瓷材料及其性能 ７０
１．１６．１　多孔陶瓷孔隙的形成 ７１
１．１６．２　多孔陶瓷材料制備技術(shù) ７２
１．１６．３　多孔陶瓷材料性能 ７３
１．１７　水泥混凝土的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能 ７５
１．１７．１　混凝土孔結(jié)構(gòu)的分類 ７５
１．１７．２　混凝土強(qiáng)度與孔結(jié)構(gòu)的關(guān)系 ７６
１．１７．３　混凝土水化產(chǎn)物及其影響 ７６
習(xí)題 ７７
２　材料的熱學(xué)性能 ８０
本章內(nèi)容提要 ８０
２．１　熱學(xué)性能的物理基礎(chǔ) ８０
２．２　材料的熱容 ８２
２．２．１　熱容的基本概念 ８２
２．２．２　晶態(tài)固體熱容的有關(guān)定律 ８３
２．２．３　材料的熱容及其影響因素 ８５
２．３　材料的熱膨脹 ９０
２．３．１　熱膨脹的概念及其表示方法 ９０
２．３．２　固體材料的熱膨脹機(jī)理 ９１
２．３．３　熱膨脹和其他性能的關(guān)系 ９２
２．３．４　多晶體和復(fù)合材料的熱膨脹 ９４
２．３．５　陶瓷制品表面釉層的熱膨脹系數(shù) ９８
２．３．６　高分子材料的熱膨脹 ９９
２．４　材料的熱傳導(dǎo) １００
２．４．１　固體材料熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律 １００
２．４．２　固體材料熱傳導(dǎo)的微觀機(jī)理 １０１
２．４．３　影響熱導(dǎo)率的因素 １０４
２．４．４　某些無(wú)機(jī)材料實(shí)測(cè)的熱導(dǎo)率 １１０
２．４．５　高分子材料的熱導(dǎo)率 １１１
２．５　材料的熱穩(wěn)定性 １１２
２．５．１　熱穩(wěn)定性的表示方法 １１２
２．５．２　熱應(yīng)力 １１２
２．５．３　抗熱沖擊斷裂性能 １１４
２．５．４　抗熱沖擊損傷性能 １１８
２．５．５　提高抗熱震性的措施 １１９
２．６　高分子材料的耐熱性和熱穩(wěn)定性 １２０
２．６．１　耐熱性和熱穩(wěn)定性的基本要求及評(píng)價(jià) １２０
２．６．２　提高高分子材料耐熱性和熱穩(wěn)定性的途徑 １２１
習(xí)題 １２１
３　材料的光學(xué)性能 １２３
本章內(nèi)容提要 １２３
３．１　光傳播的基本性質(zhì) １２３
３．１．１　光的波粒二象性 １２３
３．１．２　光與固體的相互作用 １２５
３．２　光的反射和折射 １２６
３．２．１　反射定律和折射定律 １２６
３．２．２　材料的反射系數(shù)及其影響因素 １２７
３．２．３　光的全反射 １２８
３．２．４　影響材料折射率的因素 １２８
３．２．５　晶體的雙折射 １２９
３．３　材料對(duì)光的吸收和色散 １３１
３．３．１　吸收系數(shù)與吸收率 １３１
３．３．２　光的吸收與波長(zhǎng)的關(guān)系 １３２
３．３．３　光的色散 １３５
３．４　光的散射 １３６
３．４．１　散射的一般規(guī)律 １３６
３．４．２　彈性散射 １３７
３．４．３　非彈性散射 １３７
３．５　材料的不透明性與半透明性 １３８
３．５．１　材料的不透明性 １３８
３．５．２　材料的乳濁性 １４０
３．５．３　材料的半透明性 １４１
３．５．４　材料的顏色 １４２
３．５．５　材料的著色 １４３
３．６　電光效應(yīng)、光折變效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng) １４４
３．６．１　電光效應(yīng)及電光晶體 １４４
３．６．２　光折變效應(yīng) １４７
３．６．３　非線性光學(xué)效應(yīng) １４９
３．７　光的傳輸與光纖材料 １５０
３．７．１　光纖發(fā)展概況和基本特征 １５０
３．７．２　光纖材料的制備 １５１
３．７．３　光纖的應(yīng)用 １５２
３．８　材料的發(fā)光 １５３
３．８．１　激勵(lì)方式 １５３
３．８．２　材料發(fā)光的特性 １５４
３．９　固體激光器材料及其應(yīng)用 １５５
習(xí)題 １５８
４　材料的電導(dǎo)性能 １５９
本章內(nèi)容提要 １５９
４．１　電導(dǎo)的物理現(xiàn)象 １５９
４．１．１　電導(dǎo)率與電阻率 １５９
４．１．２　電導(dǎo)的物理特性 １６０
４．２　離子電導(dǎo) １６１
４．２．１　載流子濃度 １６１
４．２．２　離子遷移率 １６２
４．２．３　離子電導(dǎo)率 １６３
４．２．４　離子電導(dǎo)率的影響因素 １６６
４．２．５　固體電解質(zhì)ＺｒＯ２ １６７
４．３　電子電導(dǎo) １６８
４．３．１　電子遷移率 １６８
４．３．２　載流子濃度 １６９
４．３．３　電子電導(dǎo)率 １７１
４．３．４　電子電導(dǎo)率的影響因素 １７３
４．４　金屬材料的電導(dǎo) １７６
４．４．１　金屬電導(dǎo)率 １７６
４．４．２　電阻率與溫度的關(guān)系 １７７
４．４．３　電阻率與壓力的關(guān)系 １７９
４．４．４　冷加工和缺陷對(duì)電阻率的影響 １８０
４．４．５　電阻率的各向異性 １８２
４．４．６　固溶體的電阻率 １８３
４．５　無(wú)機(jī)非金屬固體材料的電導(dǎo) １８６
……
緒論 １
１　材料的力學(xué)性能 ６
本章內(nèi)容提要 ６
１．１　應(yīng)力及應(yīng)變 ７
１．１．１　應(yīng)力 ７
１．１．２　應(yīng)變 ８
１．２　彈性形變 １１
１．２．１　胡克定律 １１
１．２．２　彈性形變的機(jī)理 １２
１．２．３　彈性模量的影響因素 １３
１．２．４　無(wú)機(jī)材料的彈性模量 １５
１．２．５　復(fù)相的彈性模量 １６
１．３　材料的塑性形變 １８
１．３．１　晶體滑移 １９
１．３．２　塑性形變的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論 ２０
１．３．３　應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) ２３
１．４　滯彈性和內(nèi)耗 ２４
１．４．１　黏彈性和滯彈性 ２４
１．４．２　應(yīng)變松弛和應(yīng)力松弛 ２４
１．４．３　松弛時(shí)間 ２５
１．４．４　無(wú)弛豫模量與弛豫模量 ２７
１．４．５　模量虧損 ２７
１．４．６　材料的內(nèi)耗 ２８
１．５　材料的高溫蠕變 ２８
１．５．１　蠕變曲線 ２８
１．５．２　蠕變機(jī)理 ２９
１．５．３　影響蠕變的因素 ３１
１．６　材料的斷裂強(qiáng)度 ３３
１．６．１　理論斷裂強(qiáng)度 ３４
１．６．２?。桑睿纾欤椋罄碚?３５
１．６．３　Ｇｒｉｆｆｉｔｈ微裂紋理論 ３６
１．６．４?。希颍铮鳎幔罾碚?３７
１．７　材料的斷裂韌性 ３７
１．７．１　裂紋擴(kuò)展方式 ３７
１．７．２　裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)分析 ３８
１．７．３　幾何形狀因子 ３８
１．７．４　斷裂韌性 ３９
１．７．５　裂紋擴(kuò)展的動(dòng)力與阻力 ４０
１．８　裂紋的起源與擴(kuò)展 ４０
１．８．１　裂紋的起源 ４０
１．８．２　裂紋的快速擴(kuò)展 ４１
１．８．３　影響裂紋擴(kuò)展的因素 ４２
１．９　材料的疲勞 ４２
１．９．１　應(yīng)力腐蝕理論 ４３
１．９．２　高溫下裂紋尖端的應(yīng)力空腔作用 ４３
１．９．３　亞臨界裂紋生長(zhǎng)速率與應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子的關(guān)系 ４４
１．９．４　根據(jù)亞臨界裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)材料壽命 ４４
１．９．５　蠕變斷裂 ４５
１．１０　顯微結(jié)構(gòu)對(duì)材料脆性斷裂的影響 ４５
１．１０．１　晶粒尺寸 ４６
１．１０．２　氣孔的影響 ４７
１．１１　提高材料強(qiáng)度及改善脆性的途徑 ４８
１．１１．１　金屬材料的強(qiáng)化 ４８
１．１１．２　陶瓷材料的強(qiáng)化 ５１
１．１２　材料的摩擦及磨損 ５５
１．１２．１　摩擦 ５５
１．１２．２　摩擦的機(jī)理 ５６
１．１２．３　磨損 ５６
１．１２．４　磨損試驗(yàn) ５７
１．１２．５　耐磨性 ５８
１．１３　復(fù)合材料及其力學(xué)性能 ５８
１．１３．１　復(fù)合材料的分類 ５８
１．１３．２　連續(xù)纖維單向強(qiáng)化復(fù)合材料的強(qiáng)度 ６０
１．１３．３　短纖維單向強(qiáng)化復(fù)合材料 ６２
１．１３．４　碳纖維復(fù)合材料 ６３
１．１３．５　碳纖維的結(jié)構(gòu)與分類 ６４
１．１３．６　碳纖維復(fù)合材料工藝 ６４
１．１３．７　碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用 ６５
１．１４　材料的硬度 ６６
１．１４．１　硬度的表示方法 ６６
１．１４．２　硬度的測(cè)量 ６７
１．１５　高分子材料的力學(xué)性能 ６９
１．１５．１　低強(qiáng)度和較高的比強(qiáng)度 ６９
１．１５．２　高彈性和黏彈性 ６９
１．１５．３　高耐磨性 ７０
１．１５．４　相對(duì)分子質(zhì)量依賴性 ７０
１．１６　多孔陶瓷材料及其性能 ７０
１．１６．１　多孔陶瓷孔隙的形成 ７１
１．１６．２　多孔陶瓷材料制備技術(shù) ７２
１．１６．３　多孔陶瓷材料性能 ７３
１．１７　水泥混凝土的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能 ７５
１．１７．１　混凝土孔結(jié)構(gòu)的分類 ７５
１．１７．２　混凝土強(qiáng)度與孔結(jié)構(gòu)的關(guān)系 ７６
１．１７．３　混凝土水化產(chǎn)物及其影響 ７６
習(xí)題 ７７
２　材料的熱學(xué)性能 ８０
本章內(nèi)容提要 ８０
２．１　熱學(xué)性能的物理基礎(chǔ) ８０
２．２　材料的熱容 ８２
２．２．１　熱容的基本概念 ８２
２．２．２　晶態(tài)固體熱容的有關(guān)定律 ８３
２．２．３　材料的熱容及其影響因素 ８５
２．３　材料的熱膨脹 ９０
２．３．１　熱膨脹的概念及其表示方法 ９０
２．３．２　固體材料的熱膨脹機(jī)理 ９１
２．３．３　熱膨脹和其他性能的關(guān)系 ９２
２．３．４　多晶體和復(fù)合材料的熱膨脹 ９４
２．３．５　陶瓷制品表面釉層的熱膨脹系數(shù) ９８
２．３．６　高分子材料的熱膨脹 ９９
２．４　材料的熱傳導(dǎo) １００
２．４．１　固體材料熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律 １００
２．４．２　固體材料熱傳導(dǎo)的微觀機(jī)理 １０１
２．４．３　影響熱導(dǎo)率的因素 １０４
２．４．４　某些無(wú)機(jī)材料實(shí)測(cè)的熱導(dǎo)率 １１０
２．４．５　高分子材料的熱導(dǎo)率 １１１
２．５　材料的熱穩(wěn)定性 １１２
２．５．１　熱穩(wěn)定性的表示方法 １１２
２．５．２　熱應(yīng)力 １１２
２．５．３　抗熱沖擊斷裂性能 １１４
２．５．４　抗熱沖擊損傷性能 １１８
２．５．５　提高抗熱震性的措施 １１９
２．６　高分子材料的耐熱性和熱穩(wěn)定性 １２０
２．６．１　耐熱性和熱穩(wěn)定性的基本要求及評(píng)價(jià) １２０
２．６．２　提高高分子材料耐熱性和熱穩(wěn)定性的途徑 １２１
習(xí)題 １２１
３　材料的光學(xué)性能 １２３
本章內(nèi)容提要 １２３
３．１　光傳播的基本性質(zhì) １２３
３．１．１　光的波粒二象性 １２３
３．１．２　光與固體的相互作用 １２５
３．２　光的反射和折射 １２６
３．２．１　反射定律和折射定律 １２６
３．２．２　材料的反射系數(shù)及其影響因素 １２７
３．２．３　光的全反射 １２８
３．２．４　影響材料折射率的因素 １２８
３．２．５　晶體的雙折射 １２９
３．３　材料對(duì)光的吸收和色散 １３１
３．３．１　吸收系數(shù)與吸收率 １３１
３．３．２　光的吸收與波長(zhǎng)的關(guān)系 １３２
３．３．３　光的色散 １３５
３．４　光的散射 １３６
３．４．１　散射的一般規(guī)律 １３６
３．４．２　彈性散射 １３７
３．４．３　非彈性散射 １３７
３．５　材料的不透明性與半透明性 １３８
３．５．１　材料的不透明性 １３８
３．５．２　材料的乳濁性 １４０
３．５．３　材料的半透明性 １４１
３．５．４　材料的顏色 １４２
３．５．５　材料的著色 １４３
３．６　電光效應(yīng)、光折變效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng) １４４
３．６．１　電光效應(yīng)及電光晶體 １４４
３．６．２　光折變效應(yīng) １４７
３．６．３　非線性光學(xué)效應(yīng) １４９
３．７　光的傳輸與光纖材料 １５０
３．７．１　光纖發(fā)展概況和基本特征 １５０
３．７．２　光纖材料的制備 １５１
３．７．３　光纖的應(yīng)用 １５２
３．８　材料的發(fā)光 １５３
３．８．１　激勵(lì)方式 １５３
３．８．２　材料發(fā)光的特性 １５４
３．９　固體激光器材料及其應(yīng)用 １５５
習(xí)題 １５８
４　材料的電導(dǎo)性能 １５９
本章內(nèi)容提要 １５９
４．１　電導(dǎo)的物理現(xiàn)象 １５９
４．１．１　電導(dǎo)率與電阻率 １５９
４．１．２　電導(dǎo)的物理特性 １６０
４．２　離子電導(dǎo) １６１
４．２．１　載流子濃度 １６１
４．２．２　離子遷移率 １６２
４．２．３　離子電導(dǎo)率 １６３
４．２．４　離子電導(dǎo)率的影響因素 １６６
４．２．５　固體電解質(zhì)ＺｒＯ２ １６７
４．３　電子電導(dǎo) １６８
４．３．１　電子遷移率 １６８
４．３．２　載流子濃度 １６９
４．３．３　電子電導(dǎo)率 １７１
４．３．４　電子電導(dǎo)率的影響因素 １７３
４．４　金屬材料的電導(dǎo) １７６
４．４．１　金屬電導(dǎo)率 １７６
４．４．２　電阻率與溫度的關(guān)系 １７７
４．４．３　電阻率與壓力的關(guān)系 １７９
４．４．４　冷加工和缺陷對(duì)電阻率的影響 １８０
４．４．５　電阻率的各向異性 １８２
４．４．６　固溶體的電阻率 １８３
４．５　無(wú)機(jī)非金屬固體材料的電導(dǎo) １８６
……