材料科学与工程手册PDF电子书下载

11.1　导论 6

11.2　光学功能材料 8

11.2.1 光学材料 8

11.2.1.1　光学玻璃 8

11.2.1.2 电介质玻璃 10

11.2.1.3　光学晶体 12

11.2.1.4　光学塑料 15

11.2.2　激光材料 16

11.2.2.1　材料的激光性能 16

11.2.2.2　激光玻璃材料 16

11.2.2.3　激光晶体 19

11.2.3　非线性光学材料 21

11.2.3.1　材料的非线性光学性质 21

11.2.3.2　激光频率转换晶体 24

11.2.3.3　几种重要的无机非线性光学晶体 25

11.2.3.4 有机非线性光学晶体 28

11.2.3.5 非线性光学材料的新成员——双光子吸收材料 29

11.2.3.6　直接三光子激光非线性光学材料 29

11.2.4 电光材料 30

11.2.4.1　材料的电光性能 30

11.2.4.2　电光晶体 30

11.2.4.3　新型电光材料 32

11.2.5　光折变材料 34

11.2.5.1　材料的光折变性质 34

11.2.5.2　铁电氧化物光折变晶体 35

11.2.5.3　非铁电氧化物光折变材料 36

11.2.5.4　半导体和量子阱光折变材料 36

11.2.5.5　有机光折变材料 37

11.2.6 光材料 37

11.2.6.1　材料的声光性能 37

11.2.6.2　声光玻璃 38

11.2.6.3　声光晶体 39

11.2.7　磁光材料 39

11.2.7.1　磁光效应 39

11.2.7.2　磁光玻璃 40

11.2.7.3　磁光晶体 40

11.2.7.4　其他磁光材料 41

参考文献 41

11.3　介电功能材料 42

11.3.1 电介质及其功能效应 42

11.3.1.1　电介质的极化 42

11.3.1.2　电介质的功能效应 43

11.3.2　电绝缘材料 43

11.3.2.1　电绝缘材料的主要特性 43

11.3.2.2　电绝缘陶瓷材料 43

11.3.3.1 电容器材料的特性和类型 45

11.3.3　电容器材料 45

11.3.2.3　电绝缘聚合物材料 45

11.3.3.2 高介电容器材料 46

11.3.3.3 高频电容器材料 47

11.3.3.4　介质谐振器陶瓷材料 48

11.3.3.5　多层陶瓷电容器材料 48

11.3.3.6　边界层陶瓷电容器材料 50

11.3.3.7　储能电容器陶瓷材料 51

11.3.3.8　有机薄膜电容器材料 51

11.3.4　铁电材料 51

11.3.4.1　铁电体及其主要特性 51

11.3.4.2　铁电单晶 52

11.3.4.3　铁电薄膜 54

11.3.4.4　铁电聚合物 57

11.3.5　压电材料 57

11.3.5.1　压电性及其表征 57

11.3.5.2　压电单晶 59

11.3.5.3　压电复合材料 61

11.3.6　电致伸缩材料 62

11.3.6.1 电致伸缩效应 62

11.3.6.2 电致伸缩陶瓷 63

11.3.6.3　电致伸缩聚合物 63

11.3.7　热释电材料 64

11.3.7.1　热释电效应及其表征 64

11.3.7.2　热释电探测器材料的优值 64

11.3.7.3　热释电晶体 65

11.3.7.4　热释电陶瓷 66

11.3.7.5　热释电薄膜和复合材料 66

参考文献 67

11.4　磁性材料 68

11.4.1　磁性起源 68

11.4.2.1　磁晶各向异性能 70

11.4.2　基本磁相互作用和磁结构 70

11.4.2.2　形状各向异性能 72

11.4.2.3　磁致伸缩、磁弹性能和应力能 72

11.4.2.4　感生各向异性和交换各向异性 73

11.4.2.5　磁畴 74

11.4.2.6　磁次格子 76

11.4.2.7　螺旋磁结构和其他磁结构 77

11.4.2.8　散磁性磁结构 78

11.4.3　磁化过程和基本磁性参数 78

11.4.3.1　静态磁化和反磁化过程 78

11.4.3.2　基本磁性参数 79

11.4.3.3　交变磁化过程 79

11.4.4　软磁材料 80

11.4.4.1　金属软磁材料 80

11.4.4.2　铁氧体软磁材料 81

11.4.4.3　非晶软磁材料 82

11.4.5　永（硬）磁材料 83

11.4.4.4　纳米晶软磁材料 83

11.4.5.1 金属永磁材料 84

11.4.5.2　铁氧体永磁材料 84

11.4.5.3　稀土永磁材料 85

11.4.6　磁记录材料 87

11.4.6.1　磁头材料 87

11.4.6.2　磁记录介质 89

11.4.6.3　新型磁记录 90

11.4.6.4　光磁记录材料 91

11.4.7　微波磁性材料 91

11.4.7.1　旋磁性和铁磁共振 91

11.4.7.2　微波铁氧体多晶材料 93

11.4.7.3　微波铁氧体单晶材料 96

11.4.7.4　微波铁氧体吸收材料 96

11.4.8.1　巨磁电阻材料 97

11.4.8　磁电子材料 97

11.4.8.2　庞磁电阻材料 100

11.4.8.3　巨磁阻抗材料 102

11.4.9　磁性材料的基本检验和测量 103

参考文献 105

11.5　超导材料 107

11.5.1　超导电性和超导体 107

11.5.1.1　金属元素超导体 109

11.5.1.2　化合物超导体 109

11.5.1.3　合金超导体 109

11.5.1.4　B1化合物超导体 111

11.5.1.5 A15型化合物超导体 113

11.5.1.6　拉夫斯相超导体 114

11.5.1.7　谢弗尔相超导体 114

11.5.1.8　重电子系统超导体 114

11.5.1.9　其他超导体 115

11.5.1.10　高温氧化物超导体 116

11.5.2 实用NbTi合金超导材料 117

11.5.2.1　实用NbTi合金 117

11.5.2.2　实用NbTi导体的制造 118

11.5.2.3　NbTi超导线的显微结构控制 120

11.5.2.4　NbTi超导材料的性能优化 120

11.5.2.5　交流用超细多芯NbTi超导线 121

11.5.3　实用A15材料 122

11.5.3.1 实用A15导体制造工艺 122

11.5.3.2　实用Nb3Sn材料 124

11.5.4 RE123氧化物超导材料和制备 125

11.5.4.1 RE123氧化物超导体的基本特性 126

11.5.4.2　RE123氧化物超导材料的制备 126

11.5.5　铋系氧化物超导材料和制备 127

11.5.5.1　铋系氧化物超导体的主要特性 127

11.5.5.2　Bi-2212线带材 129

11.5.5.3　Bi-2223带材 130

11.5.6　铊系氧化物超导材料 133

11.5.7 YBCO涂层超导体 134

11.5.7.1　典型制备工艺 134

11.5.7.2　性能和发展方向 135

11.5.8　MgB2超导材料 135

11.5.8.1　MgB2的超导机理和性能 135

11.5.8.2　MgB2的制备和成材 136

11.5.8.3　MgB2薄膜制备 136

11.5.8.4　MgB2应用前景 137

11.5.9　超导电性应用 137

11.5.9.1　超导体的磁化强度和稳定化 138

11.5.9.2　导体设计判据和选择 138

11.5.10.2　超导薄膜制备技术 140

11.5.10.1　超导薄膜特性参数 140

11.5.10　超导电子学 140

11.5.9.3　超导装置对材料的要求 140

11.5.10.3　高温超导薄膜 142

11.5.10.4　约瑟夫森效应和器件 142

11.5.10.5　超导量子干涉仪 143

11.5.10.6　高温超导器件应用 143

参考文献 144

11.6　核能材料 145

11.6.1 概述 145

11.6.1.1　裂变反应堆材料 145

11.6.1.2　聚变堆材料 146

11.6.1.3　核能材料的辐照效应 147

11.6.2　水冷动力堆材料 148

11.6.2.1　核燃料 148

11.6.2.2　锆及锆合金包壳材料 150

11.6.2.3　控制材料 154

11.6.3　高温气冷堆材料 156

11.6.3.1　高温气冷堆包覆颗粒燃料 156

11.6.3.2　高温气冷堆冷却剂He 158

11.6.4　快中子增殖堆材料 159

11.6.4.1　液态金属冷却快堆燃料 159

11.6.4.2　燃料包壳用奥氏体不锈钢 161

11.6.5　聚变堆材料 162

11.6.5.1　第一壁材料 162

11.6.5.2　面向等离子体材料 165

11.6.6　热离子燃料元件材料 166

参考文献 168

11.7　太阳电池材料 169

11.7.1 概述 169

11.7.2.1　单晶硅太阳电池材料 170

11.7.2.2　多晶硅太阳电池材料 170

11.7.2　晶体硅太阳电池材料 170

11.7.3　非晶硅太阳电池材料 171

11.7.3.1　非晶硅材料 171

11.7.3.2　非晶硅太阳电池 172

11.7.4　化合物太阳电池材料 173

11.7.4.1　砷化镓系太阳电池 173

11.7.4.2　InP系太阳电池 175

11.7.5　多晶薄膜太阳电池材料 175

11.7.5.1　CdTe材料 175

11.7.5.2　CdS材料 176

11.7.5.3　CuInSe2材料 176

参考文献 177

11.8　储氢材料 178

11.8.1　金属氢化物储氢原理 178

11.8.2　AB5型稀土系合金储氢材料 180

11.8.3　AB2型Laves相储氢合金 181

11.8.4　镁系储氢合金 182

11.8.5　钛-铁系储氢合金 182

11.8.6　钒基固溶体型储氢合金 182

11.8.7　储氢材料的应用 183

参考文献 184

11.9　锂离子电池材料 185

11.9.1　锂离子电池简介 185

11.9.2　锂离子电池负极材料 185

11.9.2.1　金属锂负极 186

11.9.2.2　合金类负极材料 186

11.9.2.3　碳负极材料 186

11.9.2.4　氧化物负极材料 188

11.9.2.5　纳米合金和纳米合金炭球复合负极材料 188

11.9.2.6　其他负极材料 188

11.9.3　锂离子电池正极材料 188

11.9.3.3　尖晶石LiMn2O4正极材料 189

11.9.3.1　LiCoO2正极材料 189

11.9.3.2　LiNiO2正极材料 189

11.9.3.4　其他氧化物正极材料 190

11.9.3.5　导电聚合物和有机硫化物正极材料 190

11.9.4　电解质材料 191

11.9.4.1　非水有机溶剂电解质 191

11.9.4.2　聚合物电解质 191

11.9.4.3　无机固体电解质 193

参考文献 193

11.10　燃料电池材料 195

11.10.1 概述 195

11.10.2　质子交换膜燃料电池材料 197

11.10.2.1 质子交换膜燃料电池工作原理 197

11.10.2.2　电催化剂 197

11.10.2.3　电极 199

11.10.2.4　质子交换膜 200

11.10.2.5　双极板 203

11.10.3　固体氧化物燃料电池材料 204

11.10.3.1 电解质材料 205

11.10.3.2　电极材料 209

11.10.3.3 电池双极板和密封材料 212

11.10.4　熔融碳酸盐燃料电池材料 213

11.10.4.1　偏铝酸锂隔膜 213

11.10.4.2　电极 215

11.10.4.3　双极板 216

参考文献 217

11.11　磁流体发电材料 218

11.11.1 磁流体发电概述 218

11.11.2 磁流体发电通道工况及其对材料的要求 219

11.11.3　通道电极材料 219

11.11.4　通道绝缘材料 222

参考文献 223