材料物理性能及表征

本书第一章简要介绍了与物理性能相关的波函数、金属电子论及能带理论的基本知识。除此之外，本书主要围绕金属材料及无机非金属材料的物理性能、影响因素、测试方法及相关应用等展开讨论，主要内容如下。^[1]

①　简要介绍无机材料的磁、电、光及热性能的物理本质，相关表征参数及其物理意义。

②　介绍了各物理性能的影响因素。材料的物理性能随材料成分、组织结构及外界使用环境变化而变化。不同的成分的材料，制备加工工艺不同，得到的组织结构不同，可具有不同的性能。了解这些规律有助于发掘材料的最佳性能。通常都希望在使用环境中材料的性能能够稳定，这就有必要了解环境因素的影响。

③　简要介绍材料物理性能的测试方法和原理。随着科技的发展，目前各种物理性能都有相应的测试手段，而且精度日趋增高，自动化程度日趋提高，有的还有多种测试方法。如磁性材料的静态特性测量，有模拟冲击法（闭路）和振动样品磁强计（开路）等。

本书在阐述一些重要原理和微观机制时，尽量避免复杂的数学推导，侧重于帮助读者理清思路，同时配合大量插图和图表，结合实际让概念更清晰化。另外，为巩固所学及验证学习效果，每章都有一定量的复习题。本书可作为高等院校，尤其是应用型本科院校的金属材料、无机非金属材料、功能材料等专业的教材，也可供工程技术人员参考。^[1]

第1章概论

11量子力学基础

111波粒二象性

112波函数

113薛定谔方程

12电子排布规律及金属电子理论

121核外电子排布规律

122经典自由电子理论

123量子自由电子理论

13能带理论

131准自由电子近似

132准自由电子近似电子能级密度

133紧束缚电子近似和能带

134导体、绝缘体、半导体

复习题

第2章材料的磁学性能

21材料磁性概述

211磁学基本量

212物质磁性分类

22物质的磁性及其物理本质

221原子磁性

222抗磁性和顺磁性

23自发磁化理论

231铁磁质的自发磁化

232反铁磁性和亚铁磁性

24技术磁化

241铁磁体中的磁自由能

242磁畴

243技术磁化与反磁化

25磁性材料的动态特性

251交流磁化过程与交流回线

252复数磁导率

253交变磁场作用下的能量损耗

26磁性材料及其应用

261软磁材料

262硬磁材料

263磁记录材料

264磁性纳米材料

27铁磁特性磁特性测量

271冲击法测量磁性能

272振动样品磁强计（VSM）

273材料动态磁性测量

复习题

第3章材料的电学性能

31材料的导电性

311电导

312金属材料的导电性

313半导体材料的导电性

314超导电性

315导电性能测量

32材料的介电性

321介质的极化

322电介质在交变电场下的行为

323固体电介质的击穿

324电介质特性参数的测量

33材料的铁电性

331铁电体

332铁电性的起源

333铁电体的性能及其应用

334反铁电体

335铁电体基本参数的测定

34材料的压电性

341压电效应

342压电材料的主要参数

343压电陶瓷的驻极处理

344压电性测量

复习题

第4章材料的热学性能

41材料的比热容

411比热容的基本概念

412比热容相关定律

413影响材料比热容的因素

42材料的热膨胀

421热膨胀的概念及其表示方法

422固体材料的热膨胀机理

423热膨胀和其它性能的关系

424多晶体和复合材料的热膨胀

425陶瓷制品表面釉层的热膨胀系数

43材料的热传导

431固体材料热传导的宏观规律

432固体材料热传导的微观机理

433影响热导率的因素

434某些无机材料的实测热导率

44材料的热稳定性

441热稳定性的表示方法

442热应力（thermal stress）

443抗热冲击断裂性能

444抗热冲击损伤性能

445提高抗热震性的措施

45材料热学性能的测试表征

451材料比热容的测量

452材料热膨胀系数的测量

453材料热导率的测量

复习题

第5章材料的光学性能

51光与介质的相互作用

511光的反射与折射

512材料对光的吸收

513材料对光的散射

514弹性散射

515非弹性散射

516色散现象

52材料的受辐激射和激光

521共振吸收与自发辐射

522激活介质

523激光的产生

524激光的光谱分布

525激光材料

53非线性光学性能

531非线性光学概念

532电光效应及电光晶体

533光折变效应

54材料光学性能的测试表征

541光吸收

542拉曼光谱

543荧光分析法

复习题

参考文献

^[1]