材料结构与性能

第1章材料的结构与受力形变

1.1应力与应变

1.1.1应力

1.1.2应变

1.1.3应力—应变曲线

1.2材料的结构与弹性形变

1.2.1弹性形变的微观机制

1.2.2弹性形变的宏观规律

1.2.3弹性模量

1.2.4复合材料的弹性模量

1.2.5弹性比功

1.2.6滞弹性及弛豫性能

1.2.7弹性模量与某些物理参量关系

1.3材料的结构与塑性形变

1.3.1晶格滑移与孪晶

1.3.2滑移机制

1.3.3塑性形变的位错运动理论

1.3.4不同材料的塑性

1.3.5塑性性能的有关参量

1.3.6材料的超塑性

1.4材料的结构与高温蠕变

1.4.1高温蠕变曲线

1.4.2蠕变机理

1.4.3蠕变断裂

1.4.4陶瓷材料的高温蠕变

1.4.5耐火材料的结构与蠕变

习题与思考题

参考文献

第2章材料的脆性断裂与强度

2.1固体材料的理论强度

2.2材料的断裂强度

2.2.1材料的断口特征

2.2.2裂纹尖端应力集中问题

2.2.3材料的断裂强度

2.2.4奥罗万对断裂强度的修正

2.3裂纹的起源与扩展的能量判据

2.3.1裂纹的起源

2.3.2裂纹扩展的能量判据

2.4材料的断裂韧性

2.4.1裂纹的扩展方式

2.4.2裂纹尖端应力场分析

2.4.3应力场强度因子及几何形状因子

2.4.4临界应力场强度因子及断裂韧性

2.4.5裂纹扩展的动力与阻力

2.4.6线弹性计算公式对试件尺寸的要求

2.4.7断裂韧性的测试方法

2.5材料的结构与强化增韧

2.5.1陶瓷材料的结构与强化

2.5.2陶瓷材料的增韧

2.5.3高分子材料的复合强化

2.5.4金属材料的结构与强韧化

2.6无机材料强度的统计性质

2.6.1无机材料强度波动分析

2.6.2强度的统计分析

2.6.3求应力函数的方法及韦伯分布

2.6.4韦伯函数中的m及σ0的求法

2.6.5有效体积的计算

2.6.6韦伯统计的应用实例

2.6.7两参数韦伯分布及应用

2.7材料的硬度

2.7.1硬度的表示方法

2.7.2纳米材料的硬度

2.8复合材料

2.8.1纤维复合材料的原则

2.8.2连续纤维单向强化复合材料的强度

2.8.3短纤维单向强化复合材料

2.8.4单向纤维增强SiC基复合材料的结构与性能

习题与思考题

参考文献

第3章材料的结构与热学性能

3.1晶格热振动

3.1.1一维单原子晶格的线性振动

3.1.2一维双原子晶格的线性振动

3.2材料的结构与热膨胀

3.2.1材料的热膨胀与热膨胀系数

3.2.2固体材料热膨胀机理

3.2.3热膨胀和其他物理性能的关系

3.2.4复合材料的热膨胀

3.2.5低膨胀与零膨胀材料的结构特征

3.3材料的结构与热传导

3.3.1固体材料热传导的宏观规律

3.3.2固体材料热传导的微观机理

3.3.3材料结构与热导率的关系

3.3.4复相材料的热导率

3.4材料的结构与抗热冲击性能

3.4.1材料的抗热震性及其表示方法

3.4.2热应力

3.4.3抗热冲击断裂性

3.4.4抗热冲击损伤性

3.4.5材料结构与抗热震性的关系

习题与思考题

参考文献

第4章材料的结构与磁学性能

4.1固体物质的磁性来源

4.1.1磁矩

4.1.2原子的磁性

4.1.3基本磁学性能

4.2固体物质的磁性分类

4.2.1抗磁性

4.2.2顺磁性

4.2.3铁磁性

4.2.4亚铁磁性

4.2.5反铁磁性

4.3磁畴与磁化曲线

4.3.1铁磁体中的能量

4.3.2磁畴

4.3.3磁化曲线和磁滞回线

4.4铁氧体的结构与磁性

4.4.1尖晶石型铁氧体

4.4.2石榴石型铁氧体

4.4.3磁铅石型铁氧体

4.5磁性材料的结构与性能

4.5.1软磁材料

4.5.2永磁材料的结构与性能

4.6磁性材料的物理效应

4.6.1磁致伸缩效应

4.6.2磁各向异性

4.6.3磁声效应

4.6.4磁光效应

4.6.5磁电效应

4.6.6巨磁阻效应

4.6.7磁致温差效应

习题与思考题

参考文献

第5章材料结构与电导

5.1材料导电的本质

5.2金属材料的电导

5.3离子材料的电导

5.3.1离子电导率

5.3.2固体电解质的结构与基本性能

5.3.3典型的离子电导材料的结构与性能

5.4电子电导

5.4.1电子电导基本理论

5.4.2典型的光电材料的结构与

性能简介

5.5材料的超导电性

5.5.1超导体的两个基本特性

5.5.2超导材料的三个参数

5.5.3超导体的分类及类型

5.5.4约瑟夫逊效应

5.5.5超导材料应用

5.6能带理论初步

5.6.1无限深势阱或自由电子论

5.6.2布洛赫定理

5.6.3简并微扰法与禁带宽度

习题与思考题

第6章材料的结构与介电性能

6.1材料的结构与介质的极化

6.1.1材料在电场中的极化现象与介电常数

6.1.2电极化的微观机构

6.2高介晶体的结构与极化

6.2.1特殊晶体结构的内电场

6.2.2金红石晶体介电常数的计算

6.3无机材料的极化

6.3.1混合物法则

6.3.2陶瓷介质的极化

6.3.3介电常数的温度系数

6.4电介质的介质损耗

6.4.1介质损耗

6.4.2无机介质的结构与损耗

6.5材料的介电强度

6.5.1热击穿

6.5.2电击穿

6.5.3无机材料的击穿

6.6铁电性与结构的关系

6.6.1晶体的铁电性

6.6.2铁电体的结构与自发极化的微观机理

6.6.3铁电体的相变

6.6.4电畴结构

6.6.5铁电材料应用案例

6.7压电性与材料结构的关系

6.7.1压电效应

6.7.2压电振子及其参数

6.7.3压电性与晶体结构的关系

6.7.4压电材料的应用

习题与思考题

参考文献

第7章材料的结构与光学性能

7.1材料的非线性光学性能

7.1.1非线性光学的概述

7.1.2非线性光学材料的结构和性能的关系

7.1.3非线性光学材料分类及性能

7.2材料的线性光学性能

7.2.1材料的结构与折射率

7.2.2材料的折射率与入射光频率的关系

7.3材料的表面特征与光泽

7.3.1表面反射率与折射率的关系

7.3.2镜面反射与漫反射

7.3.3釉表面结构与光泽

7.4材料的结构与透光性能

7.4.1材料对光的吸收

7.4.2材料的散射与折射率

7.4.3材料的结构与透光性

7.4.4材料的不透明性与乳浊

7.4.5半透明陶瓷的结构特征

7.5材料的颜色与呈色机理

7.5.1三原色和材料的颜色

7.5.2材料的着色与呈色机理

7.6新型光功能材料简介

7.6.1荧光材料

7.6.2激光材料

7.6.3光导纤维

7.6.4电光及声光材料

7.7材料的负折射和光子晶体

7.7.1材料的负折射

7.7.2光子晶体

习题与思考题

参考文献

第8章材料表面结构与润湿性能

8.1疏水理论基础

8.1.1静态接触角理论

8.1.2滚动角理论

8.1.3表面粗糙度对润湿的影响

8.2C/SiO2复合薄膜的微观结构与接触角

8.2.1C/SiO2复合薄膜的显微结构

8.2.2C/SiO2复合膜产生高接触角的机理

8.2.3“纳米针”结构

8.3浸润性转变（亲—疏水调控）

8.3.1溶剂控制浸润性转变

8.3.2热响应浸润性转变

8.3.3光响应浸润性转变

8.3.4自修复超疏水表面

习题与思考题

参考文献

《"十二五"普通高等教育本科规划教材材料结构与性能》主要包括八章：第一章材料的结构与受力形变、第二章材料的脆性断裂与强度、第三章材料的结构与热学性能、第四章材料的结构与磁学性能、第五章材料的结构与导电性能、第六章材料的结构与介电性能、第七章材料的结构与光学性能、第八章材料的表面结构与润湿性能。该教材可作为材料类专业的专业基础课教材。也可供科技人员参考。主要包括八章：第一章材料的结构与受力形变、第二章材料的脆性断裂与强度、第三章材料的结构与热学性能、第四章材料的结构与磁学性能、第五章材料的结构与导电性能、第六章材料的结构与介电性能、第七章材料的结构与光学性能、第八章材料的表面结构与润湿性能。 该教材可作为材料类专业的专业基础课教材。也可供科技人员参考。【作者简介】陈玉清，山东轻工业学院，教授材料院长，作为负责人承担了如下科研项目： 1.山东省自然科学基金纳米抗菌薄膜，2005--2008 2.山东省科技厅近零膨胀NIP陶瓷材料，2001-2004 3.山东省教育厅生态抗菌陶瓷内墙砖，2005-2007 在国内外刊物上发表学术论文50多篇。 教学方面：《材料性能》教学方法获2011年山东轻工业学院教学成果一等奖，《材料结构与性能》2011年成为山东轻工业学院首批创新课程，2012年在校级精品课程的基础上，申报了省级精品课程。