目錄
前言
第1章 力學(xué)性能 1
1.1 彈性性能 2
1.1.1 彈性模量的概念、物理意義及特性 3
1.1.2 彈性模量與熔點(diǎn)和原子體積的關(guān)系 6
1.1.3 彈性模量與溫度的關(guān)系 6
1.1.4 彈性模量與氣孔率的關(guān)系 8
1.1.5 復(fù)合材料的彈性模量 9
1.1.6 滯彈性 11
1.2 硬度 13
1.2.1 硬度的種類及其測(cè)試方法 13
1.2.2 硬度的影響因素及其與其他性能的關(guān)系 17
1.3 斷裂強(qiáng)度 18
1.3.1 陶瓷材料的理論斷裂強(qiáng)度 19
1.3.2 Griffith脆性斷裂理論 21
1.3.3 強(qiáng)度的影響因素 24
1.3.4 強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)性質(zhì) 31
1.3.5 聯(lián)合強(qiáng)度理論和脆性材料的優(yōu)化使用 35
1.3.6 復(fù)合材料的強(qiáng)度 37
1.4 斷裂韌性和斷裂功 45
1.4.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子和斷裂韌性 45
1.4.2 斷裂韌性的影響因素 52
1.4.3 斷裂功 61
1.4.4 裂紋的起源與擴(kuò)展 64
1.5 塑性和超塑性 65
1.5.1 塑性變形行為的一般規(guī)律 66
1.5.2 塑性變形的位錯(cuò)理論 70
1.5.3 塑性變形的影響因素 73
1.5.4 超塑性的分類與機(jī)制 75
1.5.5 超塑性的影響因素 78
1.6 蠕變 80
1.6.1 陶瓷材料蠕變的一般規(guī)律 80
1.6.2 蠕變機(jī)理 81
1.6.3 蠕變的影響因素 83
1.7 疲勞性能 85
1.7.1 靜態(tài)疲勞(亞臨界裂紋擴(kuò)展) 86
1.7.2 循環(huán)疲勞 90
1.8 沖擊性能 95
1.8.1 沖擊性能的一般特征 95
1.8.2 表征材料沖擊性能的特征參數(shù) 96
1.8.3 沖擊性能的影響因素 98
1.8.4 沖擊損傷機(jī)理 100
1.8.5 沖擊性能的研究方法 102
思考題和習(xí)題 106
參考文獻(xiàn) 107
第2章 熱學(xué)性能和抗熱震性 110
2.1 熱學(xué)性能 111
2.1.1 熔點(diǎn) 111
2.1.2 比熱容 113
2.1.3 熱膨脹系數(shù) 115
2.1.4 熱導(dǎo)率 124
2.2 熱應(yīng)力 139
2.2.1 熱應(yīng)力的分類 139
2.2.2 第二類熱應(yīng)力的計(jì)算 140
2.3 抗熱震性 143
2.3.1 抗熱震性評(píng)價(jià)理論 143
2.3.2 熱震剩余強(qiáng)度的預(yù)測(cè) 150
2.3.3 抗熱震性的影響因素及其改善途徑 151
思考題和習(xí)題 163
參考文獻(xiàn) 164
第3章 電學(xué)性能 166
3.1 基本概念和基本規(guī)律 167
3.1.1 電偶極矩 167
3.1.2 宏觀介質(zhì)中的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律 168
3.1.3 復(fù)介電常數(shù) 171
3.1.4 歐姆定律 172
3.2 介電性能 172
3.2.1 電介質(zhì)的極化 172
3.2.2 介質(zhì)弛豫和德拜方程 180
3.2.3 介質(zhì)損耗的影響因素 182
3.2.4 介電強(qiáng)度 183
3.2.5 典型介電材料的介電特性及其應(yīng)用 184
3.3 鐵電與反鐵電特性 188
3.3.1 鐵電體的基本特性 188
3.3.2 鐵電體自發(fā)極化的微觀機(jī)理 192
3.3.3 鐵電體的電疇和極化反向 195
3.3.4 鐵電體分類 198
3.3.5 鐵電體的應(yīng)用 200
3.3.6 反鐵電體的基本特性和微觀結(jié)構(gòu) 202
3.4 離子電導(dǎo) 206
3.4.1 載流子濃度 206
3.4.2 離子遷移率 207
3.4.3 離子電導(dǎo)率 209
3.4.4 擴(kuò)散與離子電導(dǎo) 210
3.4.5 影響離子電導(dǎo)率的因素 212
3.5 半導(dǎo)體的電學(xué)性能 216
3.5.1 半導(dǎo)體的能帶解釋 216
3.5.2 半導(dǎo)體中的電子電導(dǎo) 217
3.5.3 典型半導(dǎo)體材料及其應(yīng)用 229
3.6 超導(dǎo)電性和超導(dǎo)材料 231
3.6.1 超導(dǎo)體的電磁學(xué)基本特征 231
3.6.2 超導(dǎo)電性的宏觀電磁學(xué)規(guī)律 234
3.6.3 超導(dǎo)材料的分類及典型材料 237
3.6.4 超導(dǎo)材料的應(yīng)用 241
思考題和習(xí)題 243
參考文獻(xiàn) 244
第4章 磁學(xué)性能 245
4.1 磁性本質(zhì)與磁性分類 247
4.1.1 磁性的表征參數(shù) 247
4.1.2 磁性的本質(zhì) 248
4.1.3 磁性的分類 249
4.2 磁疇和交換作用 253
4.2.1 磁疇 253
4.2.2 交換作用 256
4.3 磁滯回線、磁導(dǎo)率和磁致?lián)p耗 262
4.3.1 磁滯回線 262
4.3.2 磁導(dǎo)率 263
4.3.3 最大磁能積 263
4.3.4 損耗系數(shù)和品質(zhì)因數(shù) 263
4.4 鐵氧體的磁性與結(jié)構(gòu) 264
4.4.1 尖晶石型鐵氧體 264
4.4.2 石榴石型鐵氧體 266
4.4.3 磁鉛石型鐵氧體 266
4.5 磁性陶瓷及其應(yīng)用 267
4.5.1 軟磁鐵氧體 267
4.5.2 硬磁鐵氧體 268
4.5.3 旋磁鐵氧體 269
4.5.4 矩磁鐵氧體 270
4.5.5 壓磁鐵氧體 272
4.5.6 磁泡鐵氧體 273
4.5.7 磁記錄材料 273
4.5.8 磁性復(fù)合材料 274
思考題和習(xí)題 276
參考文獻(xiàn) 276
第5章 光學(xué)性能 277
5.1 光的折射、反射、吸收、散射和透射特性 278
5.1.1 光折射特性——折射率和色散 278
5.1.2 光反射特性與光導(dǎo)纖維 282
5.1.3 光吸收與散射特性——吸收系數(shù)和散射系數(shù) 287
5.1.4 無(wú)機(jī)材料的透光性 292
5.2 漫反射和表面光澤 296
5.3 不透明性和半透明性 298
5.3.1 不透明性和乳濁化 298
5.3.2 半透明性 302
5.4 無(wú)機(jī)材料的顯色機(jī)理與陶瓷顏料 303
5.5 熒光與熒光物質(zhì) 305
5.5.1 熒光及其產(chǎn)生機(jī)理 305
5.5.2 熒光物質(zhì)的主要類別 306
5.6 激光和激光器基質(zhì)材料 310
5.6.1 激光及其產(chǎn)生條件 310
5.6.2 對(duì)固體激光器基質(zhì)材料的性能要求 310
5.6.3 固體激光器基質(zhì)材料的種類及特性 311
5.7 紅外透過(guò)材料及其特性 318
5.7.1 紅外技術(shù)的起源和應(yīng)用 318
5.7.2 紅外系統(tǒng)對(duì)紅外透過(guò)材料的性能要求 319
5.7.3 紅外透過(guò)材料的種類及特性 320
5.8 非線性光學(xué)效應(yīng) 325
5.8.1 線性光學(xué)與非線性光學(xué) 325
5.8.2 非線性光學(xué)材料 326
思考題和習(xí)題 327
參考文獻(xiàn) 327
第6章 功能的耦合與轉(zhuǎn)換特性 329
6.1 力-熱-電功能轉(zhuǎn)換圖——Heckmann圖 330
6.2 壓電效應(yīng) 332
6.2.1 壓電效應(yīng)及其產(chǎn)生機(jī)理 332
6.2.2 表征壓電效應(yīng)的特性參數(shù) 333
6.2.3 壓電材料的應(yīng)用 339
6.3 壓磁效應(yīng)與壓磁材料 344
6.3.1 壓磁效應(yīng)的概念 344
6.3.2 描述壓磁效應(yīng)的特性參數(shù) 344
6.3.3 壓磁材料的種類、性質(zhì)及其應(yīng)用 345
6.4 熱釋電效應(yīng)與逆熱釋電效應(yīng) 348
6.4.1 熱釋電效應(yīng) 348
6.4.2 熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的條件和機(jī)理 349
6.4.3 熱釋電材料的特性參數(shù)和優(yōu)值 349
6.4.4 熱釋電材料及其應(yīng)用 350
6.4.5 逆熱釋電效應(yīng) 352
6.5 熱電效應(yīng)與熱電材料 354
6.5.1 熱電效應(yīng) 354
6.5.2 熱電材料性能的優(yōu)值參數(shù)及實(shí)現(xiàn)高優(yōu)值的途徑 355
6.5.3 熱電材料的應(yīng)用 357
6.6 電光和光彈功能轉(zhuǎn)換特性 361
6.6.1 電光效應(yīng)和電光材料 361
6.6.2 光彈效應(yīng) 364
6.7 磁光效應(yīng)與磁光材料 364
6.7.1 磁光效應(yīng) 364
6.7.2 磁光材料及其應(yīng)用 366
6.8 聲光效應(yīng)和聲光材料 368
6.8.1 聲光效應(yīng) 368
6.8.2 聲光材料及其應(yīng)用 369
思考題和習(xí)題 370
參考文獻(xiàn) 371
第7章 敏感特性 372
7.1 力敏特性 373
7.1.1 力敏特性參數(shù)及影響因素 373
7.1.2 力敏材料及其特性 374
7.2 熱敏特性 376
7.2.1 熱敏特性機(jī)理 377
7.2.2 熱敏特性的影響因素 379
7.2.3 熱敏材料及其應(yīng)用 381
7.3 光敏特性 392
7.3.1 光敏特性機(jī)理 392
7.3.2 光敏材料及其性質(zhì) 393
7.4 壓敏特性 395
7.4.1 壓敏特性機(jī)理 396
7.4.2 壓敏材料及其應(yīng)用 398
7.5 氣敏特性 400
7.5.1 氣敏特性機(jī)理 401
7.5.2 氣敏材料及其應(yīng)用 402
7.6 濕敏特性 409
7.6.1 濕敏特性的表征參數(shù) 409
7.6.2 濕敏特性機(jī)理 410
7.6.3 濕敏材料特性及其應(yīng)用 410
7.7 磁阻效應(yīng) 414
7.7.1 磁阻效應(yīng) 415
7.7.2 磁阻材料及其性質(zhì) 415
思考題和習(xí)題 418
參考文獻(xiàn) 418
附錄1 本書常用單位 420
附錄2 符號(hào)表 421
附錄3 英文專業(yè)詞匯索引 425