功能介质理论基础PDF电子书下载

第1章 功能介质的微观理论基础 1

1.1 电磁场中的电荷与极化 2

1.1.1 电荷和电荷组及其电磁作用 2

1.1.2 极化的微观机制 4

1.2 介电常数与有效场 9

1.2.1 介电常数的两个定义 9

1.2.2 微观与宏观的联系——有效场 10

1.2.3 复介电常数与介质损耗 13

1.3 瞬态电场与弛豫现象 16

1.3.1 德拜弛豫方程 17

1.3.2 德拜理论的修正 19

1.3.3 共振 21

1.4 离子电导与电荷注入 22

1.4.1 直流电场下介质的导电特性 23

1.4.2 离子电导与缺陷化学 24

1.4.3 电荷注入现象 27

1.5 介质破坏与击穿 30

参考文献 33

第2章 功能介质的热力学原理 34

2.1 统计热力学方法 35

2.1.1 基本假设 36

2.1.2 麦克斯韦-玻尔兹曼统计 36

2.1.3 量子统计 39

2.2 特性函数 40

2.3 相变 41

2.4 朗道的唯象相变理论 43

2.4.1 对称破缺和序参量 43

2.4.2 二级相变 45

2.4.3 存在外场时的朗道理论 47

参考文献 49

第3章 功能介质的晶格动力学 50

3.1 束缚系统的晶格振动 50

3.1.1 束缚原子体系的振动 50

3.1.2 简谐振动模 52

3.1.3 小振动能量的量子化 53

3.1.4 二次量子化 55

3.2 晶体中的声子 57

3.2.1 晶体的理想化近似 58

3.2.2 布里渊区 61

3.2.3 声学支和光学支振动 63

3.2.4 三维理想晶体 65

3.3 软模 67

3.3.1 铁电软模 67

3.3.2 非谐作用下的软模 67

3.4 赝自旋 70

3.4.1 伊辛模型 70

3.4.2 有相互作用的赝自旋系统 71

参考文献 72

第4章 功能介质的晶体结构与微介观设计 74

4.1 晶体构造的周期性和对称性 74

4.1.1 空间点阵理论 74

4.1.2 晶体的宏观对称性 78

4.1.3 晶体的微观对称性 86

4.2 晶体的物理性质与晶体的对称性 93

4.2.1 空间坐标变换和晶体的对称操作 93

4.2.2 张量的定义 95

4.2.3 一阶张量表示的晶体物理性质 97

4.2.4 二阶张量表示的晶体物理性质 97

4.2.5 三阶张量表示的晶体物理性质 101

4.2.6 四阶张量表示的晶体物理性质 104

4.3 典型晶体构造与构造原理 105

4.3.1 AX结构 106

4.3.2 AX2结构 109

4.3.3 AmXz结构 112

4.3.4 ABX3结构 113

4.3.5 AB2X4结构 116

4.4 类质同象和同质多象 118

4.4.1 类质同象概念 118

4.4.2 影响类质同象的因素 119

4.4.3 同质多象的概念 120

4.4.4 同质多象转变 121

4.5 微介观设计 122

参考文献 124

第5章 功能介质的性质及其耦合效应 125

5.1 力学性能 126

5.1.1 弹性模量 127

5.1.2 机械强度 127

5.1.3 断裂韧性 128

5.2 电学性质 129

5.2.1 电介质的极化 130

5.2.2 电介质的介电常数 131

5.2.3 电介质的耐电强度 133

5.2.4 电介质的介电损耗 133

5.2.5 电介质的电导 134

5.3 热学性能 135

5.3.1 比热容 136

5.3.2 膨胀系数 137

5.3.3 热导率 139

5.3.4 热稳定性 140

5.4 光学性能 140

5.4.1 光的反射和折射 141

5.4.2 材料对光的吸收和色散 148

5.5 磁学性质 153

5.5.1 原子的磁性 154

5.5.2 物质的抗磁性 155

5.5.3 物质的顺磁性 156

5.6 耦合性质（铁电、热电、压电、光电） 158

5.6.1 铁电性 159

5.6.2 热电性 162

5.6.3 热释电性 165

5.6.4 压电性 166

5.6.5 光电性 168

参考文献 176

第6章 功能介质的若干前沿问题 177

6.1 纳米材料 177

6.1.1 概述 177

6.1.2 基本概念 178

6.1.3 纳米材料特性上的奇异性 183

6.1.4 纳米材料的发展现状和趋势 189

6.2 生物材料 190

6.2.1 概述 190

6.2.2 天然生物材料特性 191

6.2.3 医用生物材料 193

6.2.4 生物材料的发展现状 198

6.3 环境材料 203

6.3.1 概述 203

6.3.2 材料的环境影响评价 206

6.3.3 国内外环境材料应用性研究进展 209

6.4 智能材料 213

6.4.1 概述 213

6.4.2 金属系智能材料 216

6.4.3 无机非金属系智能材料 217

6.4.4 智能材料的设计思路 220

6.5 超材料 222

6.5.1 超材料概述 222

6.5.2 超材料的分类 223

参考文献 225