非均质材料物理 显微结构－性能关联PDF电子书下载

第一章　绪论 1

1.1　非均质材料物理的研究内容 1

序言 1

1.2　复合效应、显微结构-性能关联 3

1.2.1　1+1＞2复合效应——旧貌换新颜：显著增强的功能 4

1.2.2　0+0＞0复合效应——无中生有：产生新功能 8

1.2.3　显微结构-性能关联 10

1.3　材料显微结构-性能关联理论方法概述 11

参考文献 14

1.4　本书内容安排 14

第二章　材料显微结构特征 16

2.1　典型材料显微结构 16

2.2　材料显微结构要素 20

2.2.1　局部微域的性质 20

2.2.2　相对含量 21

2.2.3　形状 22

2.2.4　尺寸 23

2.2.5　取向 24

2.2.6　相关函数 26

2.3　显微结构中几何相变 29

2.3.1　基本概念：标度律（scaling laws）和普适性（universality） 29

2.3.2　临界体积分数fc 32

2.3.3　不规则结构的统计分形特性 37

2.4　界面 38

参考文献 41

第三章　材料性能的逻辑分析 43

3.1　基本和性能 44

3.2　耦合性能 45

3.3　合性能 47

3.4　积性能 48

3.5　终极性能 49

3.6　性能的对称性与张量表示 49

3.7　性能的正与负 51

参考文献 53

第四章　宏观性能的颗粒多重散射理论一般描述 55

4.1　混合法则 55

4.2　格林函数问题 57

4.3.1　局部场 60

4.3　单颗粒散射问题 60

4.3.2　调整格林函数 61

4.3.3　有效性能一般精确解 66

4.4　多颗粒散射问题 67

4.5　基本近似解 68

4.6　波传播问题的散射理论解 71

参考文献 72

5.1.1　基本ATA公式 74

第五章　线性物理输运性能 74

5.1　各向同性非均质材料有效输运性能ATA解 74

5.1.2　ATA公式的衍变 79

5.1.3　高阶ATA型公式 82

5.2　各向同性非均质材料有效输运性能CPA解 86

5.2.1　基本CPA公式 86

5.2.2　改进的CPA公式 87

5.2.3　CPA与ATA公式比较 91

5.3.1　ATA基公式 92

5.3　各向异性非均质材料有效性能 92

5.3.2　CPA基公式 95

5.3.3　任意随机变化 96

5.4　非均质材料输运性能的频率依赖性 97

5.5　渗流转变 101

5.5.1　标度关系 101

5.5.2　临界指数的非普适性 104

5.5.3　标度关系的应用 107

5.6　线性物理输运性能在外场作用下的变化 109

参考文献 113

第六章　线性物理输运性能中界面作用 116

6.1　两种非完美界面的定义及处理 116

6.2　Ⅰ-型非完美界面的作用 118

6.2.1　热传导中界面效应 118

6.2.2　介电多晶中晶界效应 134

6.3　Ⅱ-型非完美界面的作用 140

6.3.1　复合固体电解质中界面效应 140

6.3.2　界面渗流模型 145

参考文献 146

7.1　弹性模量与材料对称性 148

第七章　弹性模量 148

7.2　细观力学及其与颗粒散射理论的关系 150

7.2.1　弹性模量的细观力学一般结果 150

7.2.2　细观力学与颗粒散射理论之间的联系 151

7.3　各向同性材料的弹性模量 152

7.3.1　ATA公式及衍变 152

7.3.2　CPA公式及衍变 156

7.4.1　1-3型复合材料 158

7.4　各向异性材料的弹性模量 158

7.4.2　2-2型叠层复合材料 161

7.4.3　立方晶体颗粒复合材料和多晶体 162

7.5　弹性渗流转变 163

7.6　界面作用 165

7.6.1　滑移性界面 165

7.6.2　各向同性颗粒复合材料 167

7.6.3　纳米晶 171

参考文献 174

7.7　动态弹性模量和黏弹问题 174

第八章　非线性物理输运性能 176

8.1　三次非线性光学响应 176

8.1.1　三次非线性光学现象解析 177

8.1.2　颗粒散射理论解 179

8.2　强非线性电导 181

8.2.1　一般表述 181

8.2.2　非线性ZnO陶瓷 183

8.2.3　ZnO陶瓷非线性电导的CPA模拟 185

参考文献 191

第九章　弹塑性形变 192

9.1　弹塑性问题 192

9.2　位错塑性模型 195

9.3　连续塑性模型 197

9.3.1　颗粒散射理论解 197

9.3.2　ATA和CPA公式 198

9.4　连续塑性-位错塑性耦合模型 204

9.5　颗粒断裂的影响 206

参考文献 211

第十章　多场线性耦合效应 212

10.1　多场线性耦合效应一般描述 212

10.2　热电效应 215

10.3　压电效应 218

10.3.1　简单混合法则 218

10.3.2　非均质压电材料有效压电性一般解 220

10.3.3 1-3型压电复合材料的ATA和CPA公式 222

10.3.4　压电陶瓷 229

10.3.5　压电复合材料 232

10.4　热释电、热膨胀、热容 237

10.4.1　一般解 237

10.4.2　热膨胀系数和热容 238

10.4.3　热释电性 239

10.5　乘积耦合效应 242

10.5.1　压电-热膨胀之间乘积作用：热释电性 242

10.5.2　压电-压磁之间乘积作用：磁电效应 243

参考文献 249

11.1　磁致伸缩 251

第十一章　非线性耦合效应 251

11.1.1　非均质材料磁致伸缩一般解 252

11.1.2　多晶体的磁致伸缩 255

11.1.3　颗粒复合材料的磁致伸缩 258

11.1.4　各向异性复合材料的磁致伸缩 262

11.1.5　纳米软磁合金的磁致伸缩 264

11.2　电致伸缩 267

11.2.1　电致伸缩系数 267

11.2.2　非均质材料电致伸缩系数的一般解 268

11.2.3　陶瓷的电致伸缩 270

11.2.4　各向同性颗粒复合材料的电致伸缩 272

11.2.5　各向异性复合材料的电致伸缩 276

11.3　巨磁电效应 277

11.3.1　非线性磁致伸缩-压电耦合磁电效应一般解 277

11.3.2　Terfenol-D／压电两相颗粒复合材料 279

11.3.3　Terfenol-D／压电陶瓷／高分子三相颗粒复合材料 284

11.3.4　Terfenol-D／压电两相叠层复合材料 285

参考文献 287

索引 289