功能材料是國家新材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分. 本書以培養(yǎng)新時代高素質(zhì)新材料相關(guān)專業(yè)人才為目標(biāo)，結(jié)合功能材料領(lǐng)域的國際發(fā)展動態(tài)與產(chǎn)業(yè)前沿，較系統(tǒng)地介紹了晶體學(xué)、電介質(zhì)陶瓷材料、磁性材料、超導(dǎo)材料、碳材料、發(fā)光材料、敏感材料與航空功能材料等領(lǐng)域的相關(guān)知識和進(jìn)展. 全書共八章，采用了從基礎(chǔ)理論到典型材料再到器件、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用一體化的編寫模式，撰寫過程以科學(xué)性為宗旨，實(shí)用性為指導(dǎo)，兼顧深廣度和趣味性，并有機(jī)融入了課程思政元素、科技前沿、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等.
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目錄
前言
第1章晶體學(xué)基礎(chǔ)1
1.1原子間的鍵合1
1.1.1離子鍵1
1.1.2金屬鍵1
1.1.3共價鍵2
1.1.4范德瓦耳斯力2
1.1.5氫鍵2
1.2結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)3
1.2.1晶體的宏觀特性3
1.2.2空間點(diǎn)陣3
1.2.3晶向指數(shù)和晶面指數(shù)6
1.3金屬的晶體結(jié)構(gòu)7
1.3.1三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)7
1.3.2晶體中原子的堆垛方式10
1.4非金屬元素單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)12
1.5離子晶體結(jié)構(gòu)13
1.5.1離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)則13
1.5.2典型的離子晶體結(jié)構(gòu)14
1.6固溶體19
1.6.1固溶體的分類19
1.6.2置換式固溶體20
1.6.3間隙式固溶體21
1.6.4形成固溶體后對晶體性質(zhì)的影響22
1.7晶體結(jié)構(gòu)缺陷23
1.7.1晶體結(jié)構(gòu)缺陷的類型23
1.7.2點(diǎn)缺陷25
1.7.3線缺陷29
1.7.4面缺陷34
習(xí)題一37
參考文獻(xiàn)38
第2章電介質(zhì)陶瓷材料39
2.1電介質(zhì)的一般性能39
2.1.1電場中的極化39
2.1.2極化機(jī)制40
2.1.3基本物理參數(shù)44
2.2低介電常數(shù)電介質(zhì)陶瓷47
2.2.1絕緣陶瓷48
2.2.2高熱導(dǎo)率陶瓷56
2.3高介電常數(shù)電介質(zhì)陶瓷61
2.3.1高介電容器陶瓷的介電特性61
2.3.2高頻溫度補(bǔ)償型介電陶瓷63
2.3.3高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷67
2.4鐵電陶瓷介質(zhì)材料70
2.4.1鈦酸鋇晶體結(jié)構(gòu)71
2.4.2鈦酸鋇晶體電疇74
2.4.3電滯回線76
2.4.4鈦酸鋇的介電性能78
2.4.5鈦酸鋇陶瓷改性研究83
2.4.6鈦酸鋇基陶瓷配方89
2.4.7陶瓷生產(chǎn)工藝與電容器的包封91
2.4.8鐵電陶瓷介質(zhì)材料的應(yīng)用93
2.5半導(dǎo)體陶瓷介質(zhì)材料94
2.5.1鈦酸鋇陶瓷半導(dǎo)化95
2.5.2影響半導(dǎo)化的因素96
2.5.3半導(dǎo)體陶瓷介質(zhì)電容器的分類與性能97
2.6片式多層陶瓷電容器99
2.6.1片式電子元器件簡介100
2.6.2MLCC的結(jié)構(gòu)101
2.6.3MLCC的分類103
2.6.4MLCC的產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況106
2.6.5MLCC的技術(shù)發(fā)展趨勢108
2.6.6MLCC的生產(chǎn)工藝流程110
2.7微波介質(zhì)材料111
2.7.1微波及其特點(diǎn)111
2.7.2微波介質(zhì)陶瓷及國內(nèi)外發(fā)展112
2.7.3微波介質(zhì)陶瓷的性能參數(shù)113
2.7.4微波介質(zhì)陶瓷分類116
2.7.5微波介質(zhì)陶瓷性能測試118
2.8低溫共燒陶瓷技術(shù)119
2.8.1LTCC技術(shù)概述119
2.8.2LTCC國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀120
2.8.3LTCC介質(zhì)材料分類及其材料學(xué)特征122
2.8.4LTCC材料體系的形成機(jī)制與設(shè)計思路123
習(xí)題二125
參考文獻(xiàn)126
第3章磁性材料128
3.1物質(zhì)的磁性128
3.1.1靜磁現(xiàn)象128
3.1.2磁化強(qiáng)度M、磁場強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B129
3.1.3磁性的原子起源130
3.1.4物質(zhì)的分類134
3.1.5抗磁性135
3.1.6順磁性136
3.2磁有序138
3.2.1分子場理論與直接交換相互作用138
3.2.2鐵磁體139
3.2.3反鐵磁性144
3.2.4間接交換相互作用145
3.2.5亞鐵磁性147
3.2.6磁滯回線及其測量147
3.2.7磁晶各向異性150
3.2.8磁致伸縮151
3.2.9交換各向異性152
3.2.10動態(tài)磁化過程153
3.3軟磁材料154
3.3.1金屬軟磁材料154
3.3.2鐵氧體軟磁材料160
3.3.3非晶軟磁材料162
3.3.4納米晶軟磁材料163
3.4永磁材料164
3.4.1合金永磁材料164
3.4.2鐵氧體永磁材料168
3.4.3稀土永磁材料169
3.5磁性材料的電效應(yīng)及應(yīng)用173
3.5.1磁電阻效應(yīng)173
3.5.2磁記錄175
3.5.3磁記錄進(jìn)展179
3.5.4霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用182
習(xí)題三184
參考文獻(xiàn)184
第4章超導(dǎo)材料187
4.1超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展187
4.2超導(dǎo)基本現(xiàn)象及性質(zhì)192
4.2.1零電阻效應(yīng)192
4.2.2邁斯納效應(yīng)194
4.2.3超導(dǎo)體的臨界參數(shù)195
4.2.4超導(dǎo)隧道效應(yīng)198
4.2.5超導(dǎo)體的分類199
4.3超導(dǎo)體理論201
4.3.1二流體模型202
4.3.2倫敦方程203
4.3.3金茲堡-朗道理論205
4.3.4超導(dǎo)微觀理論206
4.3.5強(qiáng)耦合理論209
4.3.6高溫超導(dǎo)理論210
4.4典型超導(dǎo)材料210
4.4.1低溫超導(dǎo)材料210
4.4.2高溫氧化物超導(dǎo)材料215
4.4.3MgB2超導(dǎo)材料221
4.4.4鐵基超導(dǎo)材料223
4.5超導(dǎo)材料的應(yīng)用225
4.5.1強(qiáng)電應(yīng)用舉例225
4.5.2弱電應(yīng)用舉例229
習(xí)題四231
參考文獻(xiàn)231
第5章碳材料234
5.1石墨烯234
5.1.1石墨烯簡介234
5.1.2石墨烯的結(jié)構(gòu)及缺陷235
5.1.3石墨烯的性質(zhì)240
5.1.4石墨烯的制備244
5.1.5石墨烯的基本表征手段252
5.1.6石墨烯的應(yīng)用256
5.2高性能碳纖維261
5.2.1碳纖維的定義、分類及發(fā)展歷程簡介261
5.2.2碳纖維的結(jié)構(gòu)263
5.2.3碳纖維的性能266
5.2.4碳纖維的制備方法267
5.2.5碳纖維的應(yīng)用272
5.3碳納米管纖維276
5.3.1碳納米管纖維發(fā)展簡介276
5.3.2碳納米管的結(jié)構(gòu)277
5.3.3碳納米管纖維的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)280
5.3.4碳納米管纖維的制備280
5.3.5碳納米管纖維力學(xué)性能增強(qiáng)282
5.3.6碳納米管纖維電學(xué)性能增強(qiáng)284
5.3.7碳納米管纖維的應(yīng)用284
習(xí)題五285
參考文獻(xiàn)287
第6章發(fā)光材料291
6.1發(fā)光的基本概念291
6.1.1熱輻射與發(fā)光291
6.1.2發(fā)光材料的分類293
6.1.3發(fā)光材料組成與發(fā)光過程295
6.1.4發(fā)光材料分析常用光譜297
6.2發(fā)光的理化機(jī)理303
6.2.1光吸收和光發(fā)射303
6.2.2位形坐標(biāo)模型309
6.2.3能量傳遞311
6.2.4典型離子發(fā)光317
6.2.5J-O理論與速率方程模型325
6.3典型的發(fā)光材料及應(yīng)用328
6.3.1熒光燈用光致發(fā)光材料328
6.3.2白光LED用光致發(fā)光材料332
6.3.3長余輝發(fā)光材料336
6.3.4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料340
習(xí)題六344
參考文獻(xiàn)345
第7章敏感材料347
7.1氣敏材料347
7.1.1氣敏材料的應(yīng)用及
分類347
7.1.2氣敏材料的性能指標(biāo)及敏感原理349
7.1.3氣敏材料合成方法352
7.1.4二氧化錫敏感材料353
7.1.5氧化鋅氣敏材料355
7.1.6其他氧化物氣敏材料358
7.1.7氣體傳感器的研究趨勢359
7.2熱敏材料359
7.2.1熱敏電阻材料簡介及分類359
7.2.2熱敏材料基本參數(shù)361
7.2.3正溫度系數(shù)的鈦酸鋇基熱敏電阻材料363
7.2.4PTC熱敏電阻的制備及應(yīng)用365
7.2.5負(fù)溫度系數(shù)的Mn-Co-Ni-O系熱敏材料366
7.2.6NTC熱敏電阻的制備及應(yīng)用368
7.2.7熱敏材料發(fā)展展望369
7.3壓敏材料370
7.3.1壓敏材料簡介及分類370
7.3.2壓敏材料的基本特性371
7.3.3壓敏材料的半導(dǎo)體特性及導(dǎo)電機(jī)理372
7.3.4氧化鋅壓敏材料374
7.3.5氧化鋅壓敏材料的發(fā)展趨勢375
習(xí)題七376
參考文獻(xiàn)376
第8章航空功能材料379
8.1形狀記憶材料379
8.1.1形狀記憶材料發(fā)展簡介380
8.1.2形狀記憶材料的工作原理380
8.1.3形狀記憶材料的分類383
8.1.4形狀記憶合金的特性及應(yīng)用384
8.1.5形狀記憶聚合物的特性及應(yīng)用388
8.2隱身功能材料392
8.2.1隱身技術(shù)簡介392
8.2.2隱身材料的性能指標(biāo)要求393
8.2.3雷達(dá)隱身材料393
8.2.4紅外隱身材料398
8.3航空功能陶瓷401
8.3.1熱障涂層陶瓷401
8.3.2航空示溫陶瓷406
習(xí)題八410
參考文獻(xiàn)411
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