功能材料及其应用手册PDF电子书下载

第一章 功能材料概述 1

第一节 材料发展的新阶段 1

第二节 功能材料的特点及其分类 1

一、功能材料 1

二、功能材料的特点 2

三、功能材料的分类 2

第三节 功能材料的应用与发展 3

一、功能材料的应用 3

二、新材料的开发和设计 4

第二章 材料的结构和组织 6

第一节 原子结构和化学键 6

一、原子结构 6

二、化学键 6

第二节 固体电子论 10

一、近自由电子法 10

二、紧束缚近似法 12

第三节 晶体结构 14

一、基本参量 14

二、离子键晶体 14

三、共价键晶体 16

四、金属键晶体 17

第四节 合金相及显微组织 20

一、平衡相 20

二、亚稳相 24

三、显微组织 26

第五节 晶体中的杂质和缺陷 27

一、晶体缺陷的分类 27

二、空位 28

三、位错 28

第六节 固体的表面和界面 33

一、界面的分类 33

二、表面 33

三、晶界 34

四、相界面 37

第七节 非晶态固体 39

一、概述 40

二、形成条件 40

三、结构特征 41

第八节 超点阵 43

一、概念 43

二、晶体结构 45

三、统计热力学分析 46

四、人造超晶格简介 47

参考文献 48

第三章 磁性材料 49

第一节 物质的磁性与磁性材料 49

一、物质磁性的同一性与普遍性 49

二、物质磁性的特殊性与多样性 49

三、物质的磁性与物质其它属性的广泛联系性 52

四、磁各向异性 54

五、静磁能 56

六、磁畴结构 57

七、磁化过程 58

八、磁性材料的分类 63

九、单位 64

第二节 软磁材料 64

一、特性参量与材料分类 64

二、高磁饱和材料 67

三、中磁饱和中导磁材料 76

四、高导磁材料 78

五、耐磨高导磁材料 79

六、矩磁材料 87

七、恒导磁材料 90

八、磁温度补偿材料 91

九、磁致伸缩材料 92

第三节 软磁材料应用中的若干问题 93

一、敏感性不同的两类磁性参量 93

二、影响因素与控制方法 94

三、软磁合金的热处理 98

第四节 永磁材料 102

一、特性与分类 102

二、铝镍钴系永磁合金 107

三、永磁铁氧体 110

四、稀土永磁材料 111

五、铁铬钴可加工永磁材料 114

六、粘结永磁材料 114

第五节 永磁材料的稳定性 116

一、影响稳定性的主要因素和它们的作用 116

二、稳定化处理 122

第六节 半硬磁材料 122

一、特性与分类 122

二、淬火硬化钢 123

三、ɑ-γ转变型合金 123

四、两相分解型合金 125

五、半硬磁材料的主要应用 126

第七节 非晶态磁性材料 129

一、分类 129

二、高磁饱和型合金 129

三、高导磁型合金 130

四、微晶永磁合金 130

第八节 磁泡材料与磁泡存储器 132

一、磁泡技术的基本知识 132

二、磁泡材料的制备和性能 133

三、磁泡存储器 137

四、展望 140

第九节 磁记录介质材料 140

一、概述 140

二、磁粉涂布型介质 140

三、连续薄膜型磁记录介质 145

四、磁记录的特点及其应用 150

第十节 磁性液体 152

一、磁液的基本知识 152

二、磁液的物理特性 153

三、应用 155

四、展望 160

参考文献 160

第四章 电阻及导电材料 162

第一节 概述 162

一、电阻材料及分类 162

二、导电材料及分类 162

第二节 金属与合金的电学性能 163

一、基本性能及测量方法 163

二、金属导电的基本概念 165

三、合金结构与电学性能 165

四、非晶态合金的电学性能 166

第三节 精密电阻器和调节器用电阻合金 166

一、精密电阻合金的性能要求及分类 166

二、Cu-Mn系电阻合金 167

三、Cu-Ni系电阻合金 172

四、Ni-Cr系改良型电阻合金 173

五、贵金属精密电阻合金 175

六、其它系列精密电阻合金 176

第四节 膜电阻材料 177

一、厚膜电阻材料 177

二、薄膜电阻材料 179

第五节 电阻应变计用合金 181

一、应变电阻合金的性能要求及分类 181

二、Cu基应变电阻合金 182

三、Ni基应变电阻合金 182

四、Fe基应变电阻合金 184

五、贵金属应变电阻合金 187

第六节 电热器用电阻合金及热敏电阻合金 188

一、电热器用电阻合金的性能要求及分类 188

二、电热器用电阻合金 188

三、应用及设计 190

四、热敏电阻合金及应用 190

第七节 电阻材料的应用及发展动向 191

一、电阻材料的应用 191

二、电阻材料的发展动向 192

第八节 仪器仪表用导电引线和布线材料 193

一、导电引线 193

二、厚膜导体布线材料 194

三、薄膜导体布线材料 196

第九节 超导电材料和约瑟夫森效应器件在仪器仪表中的应用 199

一、超导电现象 199

二、用于强磁场的超导电材料 200

三、超导磁体的应用 202

四、超导隧道效应 205

五、约瑟夫森器件与材料 206

六、约瑟夫森器件的应用 208

参考文献 211

第五章 弱电接点材料 213

第一节 概述 213

第二节 电接触的一般原理 213

一、接触电阻 213

二、电侵蚀 217

三、滑动接点的机械磨损 219

第三节 接点材料及应用 220

一、接点材料的基本条件 220

二、接点材料的分类和用途 220

三、接点的选材依据 223

四、银系接点材料及应用 223

五、金系接点材料及应用 226

六、铂族金属接点材料及应用 227

第四节 复合接点材料及其应用 231

一、轧制包复接点带材 233

二、电镀复层接点带材 234

三、焊接复合接点材料 236

四、热敷锡带材 237

五、气相沉积接点带材 239

六、复合接点铆钉 239

参考文献 239

第六章 测温材料 241

第一节 概述 241

一、测温材料发展概况 241

二、对测温材料的要求 241

三、测温材料的分类 242

第二节 基础热电学 242

一、塞贝克效应和热电温度计 242

二、温差电热效应和汤姆逊关系式 244

第三节 材料的热电特性--绝对热电势率 244

一、绝对热电势率 244

二、绝对热电标 245

三、纯金属的绝对热电势特性 247

第四节 绝对热电势率的机理和金属合金的热电性理论 248

一、绝对热电势率的机理 248

二、金属与合金的热电性理论 250

第五节 热电极材料 254

一、对热电极材料的要求和选配 254

二、热电极材料的标准化 256

三、国际标准化热电偶电极材料品种 256

四、国际标准化热电偶电极材料性能表 259

五、其它标准化热电偶的电极材料 261

六、非标准化热电偶电极材料 271

第六节 热电偶的品种和性能 284

一、国际标准化热电偶 284

二、其它标准化热电偶 290

三、非标准化热电偶 294

第七节 绝缘材料和保护套管材料 302

一、绝缘材料 302

二、保护套管材料 303

第八节 铠装热电偶材料 303

一、概述 303

二、铠装热电偶材料的设计和组配 305

第九节 补偿导线合金线 306

一、标准化补偿导线合金线 306

二、非标准化补偿导线 306

第十节 热电偶材料的应用 306

一、热电偶材料的选用 306

二、热电动势特性的蜕变和材料寿命 312

三、磁场对热电偶的影响 314

四、压力对热电偶的影响 315

五、核辐照对热电偶的影响 316

第十一节 电阻温度计材料 318

一、对电阻温度计材料的要求 318

二、纯金属的电阻与温度的关系 319

三、不纯金属或稀合金的电阻率 322

四、稀磁性合金 324

第十二节 铂电阻温度计材料和特性 325

一、概述 325

二、标准铂电阻温度计用高纯铂丝 325

三、工业铂电阻温度计用铂丝 330

四、铠装铂电阻 331

五、薄膜和厚膜铂电阻 332

六、高温铂电阻 332

第十三节 铜电阻和镍电阻 332

一、铜电阻 332

二、镍电阻 333

第十四节 铂钴和铑铁电阻温度计 334

一、铂钴电阻温度计 334

二、铑铁电阻温度计 334

参考文献 335

第七章 膨胀合金与热双金属片 336

第一节 金属与合金的热膨胀特性 336

一、概述 336

二、金属与合金的热膨胀特性 336

三、反常热膨胀现象 337

第二节 低膨胀合金 338

一、概述 338

二、Fe-Ni系低膨胀合金 338

三、Fe-Ni-Co系低膨胀合金 342

四、其它低膨胀合金 343

第三节 定膨胀合金 346

一、概述 346

二、主要合金牌号及其特性 349

三、膨胀合金的品种规格及尺寸公差 359

四、膨胀合金国内外牌号对照表 359

五、仪器仪表用复合材料 361

第四节 热双金属片 363

一、概述 363

二、组成合金或金属的选择 366

三、热双金属片分类及主要牌号 369

四、热双金属片的生产方法 370

五、热双金属片的使用 371

六、热双金属带材尺寸及允许偏差 377

七、热双金属片国内外牌号对照表 377

参考文献 378

第八章 形状记忆合金 379

第一节 形状记忆效应 379

一、概述 379

二、马氏体相变和形状变化 379

三、形状记忆效应与相变伪弹性 381

四、双程形状记忆效应 381

第二节 形状记忆合金的成分、结构与性能 382

一、成分、结构和相变特征 382

二、状态图和相变温度 383

三、材料特性 387

四、循环工作的稳定性 387

第三节 形状记忆合金的制备方法 392

一、熔炼和铸造 393

二、冷、热加工 393

三、成形与热处理 393

四、焊接技术 395

五、改善合金性能的其它方法 395

六、元件特性的测定 395

第四节 形状记忆合金的应用 396

一、应用的分类和应考虑的问题 396

二、形状记忆弹簧元件的设计 396

三、应用举例 398

第九章 仪表用弹性合金和轴尖材料 403

第一节 弹性合金的基本特性 403

一、对弹性合金的一般技术要求 403

二、弹性合金的重要特性 403

第二节 合金弹簧钢 405

第三节 制造弹性元件用的不锈钢 406

一、变形强化奥氏体不锈钢 409

二、马氏体不锈钢 411

三、半奥氏体沉淀强化不锈钢 414

四、马氏体沉淀强化不锈钢 415

五、马氏体时效不锈钢 415

第四节 耐腐蚀、无磁奥氏体沉淀强化高弹性合金 417

一、Fe-Ni-Cr基奥氏体沉淀强化高弹性合金 417

二、Co基奥氏体沉淀强化高弹性合金 421

三、47Cr Ni Mo合金 423

第五节 恒弹性合金 424

一、铁磁性沉淀强化恒弹性合金 424

二、Nb基无磁恒弹性合金 427

三、高温恒弹性合金 432

第六节 高导电弹性合金 433

一、铍青铜 433

二、不含铍的高强度沉淀强化铜合金 438

三、变形强化型铜基弹性合金 439

第七节 弹性合金的应用 444

一、弹性元件的设计要求 444

二、弹性合金材料的质量控制 445

三、电解抛光提高弹性元件的性能 445

第八节 轴尖材料 446

一、仪表轴尖的精度与性能要求 446

二、轴尖合金的选择及生产工艺的特点 446

三、仪表轴尖用合金品种 448

四、轴尖合金的相关标准 452

参考文献 452

第十章 耐腐蚀金属材料 454

第一节 概述 454

一、金属腐蚀的基本知识 454

二、金属的腐蚀形态 455

三、耐蚀金属材料的特性和分类 456

四、选材原则 456

第二节 不锈钢和铁基耐腐蚀合金 457

一、概述 457

二、不锈钢和铁基合金的物理性能 457

三、不锈钢的耐蚀性 462

四、铁基合金的耐蚀性 467

第三节 镍及镍基耐蚀合金 469

一、概述 469

二、纯镍 472

三、镍-铜合金 475

四、镍-铬合金 477

五、镍-钼合金 481

六、镍-铬-钼合金 484

第四节 特种金属及合金 489

一、概述 489

二、钴基合金 489

三、钛及钛合金 495

四、钽、铌及其合金 495

第五节 不锈钢及耐蚀合金的应用 501

一、概述 501

二、温度传感器用保护管材料的选择 501

三、调节阀结构件选材 503

四、流量计选材 506

第六节 耐蚀合金的新发展 506

一、概述 506

二、高纯铁素体不锈钢 509

三、新型高性能耐蚀合金 510

四、非晶态耐蚀合金 511

参考文献 513

第十一章 光学材料 514

第一节 概述 514

第二节 光学玻璃 515

一、光学玻璃的性质 515

二、光学玻璃的品种及化学成分 530

三、光学玻璃在光学仪器中的应用 539

第三节 光学晶体 541

一、光学晶体特性 541

二、光学晶体分类 541

三、光学晶体的性质和应用 544

四、光学晶体的发展 552

第四节 光学塑料 552

一、光学塑料的种类 552

二、光学塑料的光学性能 554

三、光学塑料的物理性能 556

四、成型方法 557

五、塑料光学元件的镀膜 558

六、光学模具 559

七、光学塑料的应用 559

参考文献 560

第十二章 固体激光器材料 561

第一节 概述 561

一、发展概况 561

二、激光器对激光材料的基本要求 561

三、激光玻璃和激光晶体的特色 562

第二节 激活离子 562

一、稀土金属激活离子 562

二、过渡族金属激活离子 563

三、锕系激活离子 564

四、敏化离子 564

第三节 基质材料 565

一、激光基质玻璃 565

二、激光基质晶体 568

三、化学计量材料 574

第四节 激光玻璃 574

一、激光玻璃 574

二、国外商品激光玻璃 578

三、激光玻璃的应用 578

第五节 激光晶体 579

一、激光晶体的性质 579

二、实用激光晶体的性质及其应用 579

参考文献 588

第十三章 信息显示材料 589

第一节 概述 589

一、显示技术的重要性 589

二、对显示屏的技术要求 589

第二节 发光材料 592

一、电子束激发发光 593

二、场致发光材料 601

三、发光二极管 603

四、X射线激发发光 607

五、核辐射的探测 608

六、等离子体发光 610

七、多光子上转换发光 611

第三节 着色材料 611

一、液晶 611

二、电致着色 613

三、电泳着色 615

第四节 显示手段的联合及特殊应用 615

一、光加强器 616

二、象加强器及变象管 616

三、平板电视 616

四、象存储器 616

五、液晶及场致发光的联合 616

第五节 显示技术的发展与材料 616

第十四章 光纤在仪器仪表中的应用 619

第一节 概述 619

第二节 光纤的基本原理 619

一、光在光纤中的传播 619

二、光纤的传输特性 622

三、光纤的制造 625

第三节 传感器用特殊光纤 627

一、传感器对光纤性能的要求 628

二、高双折射偏振保持光纤 629

三、低双折射光纤 630

四、偏振光纤 631

五、功能掺杂光纤 631

六、功能涂层光纤 632

七、红外光纤 632

八、发展趋势 632

第四节 光纤在光纤式测量仪表中的应用 633

一、光纤式测量仪表 633

二、光纤式测量仪表的光学探头--光纤传感器的分类 633

三、光纤传感器的优点 635

四、强度调制型光纤传感器 636

五、相位调制型光纤传感器 641

六、偏振调制型光纤传感器 644

七、频率调制型光纤传感器 646

八、发展趋势 647

参考文献 648

第十五章 仪器仪表用工程塑料 649

第一节 工程塑料的特点和结构 649

一、工程塑料的特点、组成和分类 649

二、工程塑料的结构 649

第二节 工程塑料的品种、特征和用途 651

一、通用工程塑料 651

二、特种工程塑料 653

三、其它工程塑料 655

四、工程塑料合金及共混物 656

五、增强工程塑料 656

第三节 工程塑料的性能 657

一、一般物理性能 657

二、机械性能 657

三、热性能 664

四、电性能 665

五、光学性能 666

六、耐化学腐蚀性 666

七、耐候性 666

第四节 工程塑料的成型加工 668

一、流变特性和成型加工 668

二、机械加工 669

第五节 发展中的工程塑料 669

一、工程塑料新品种 669

二、亚(准)工程塑料 670

参考文献 670

第十六章 胶粘剂 671

第一节 胶接概述 671

一、胶接原理 671

二、胶接技术的作用及优缺点 672

第二节 胶接工艺 672

一、胶粘剂的选用和接头设计 672

二、表面处理技术 678

三、胶粘剂的配制和涂敷 680

四、胶粘剂的晾置与固化 680

五、安全和防护 684

六、常见胶接缺陷、产生原因及解决办法 685

第三节 仪器仪表常用胶粘剂 685

一、仪器仪表用胶粘剂的品种和性能 685

二、结构胶粘剂 688

三、耐高温胶粘剂 689

四、绝缘胶粘剂 689

五、导电胶粘剂 689

六、导磁胶粘剂 691

七、导热胶粘剂 691

八、光学(透明)胶粘剂 692

九、压敏胶粘剂及胶带 692

十、密封胶粘剂 694

十一、新型仪器仪表用胶粘剂发展动向 694

第四节 应用 695

一、应用实例 695

二、胶粘剂在仪器仪表工业中应用 697

参考文献 698

第十七章 钎料 699

第一节 概述 699

一、钎焊及钎焊接头的形成 699

二、钎焊工艺及方法 700

三、钎焊接头的性能 700

第二节 钎料及其分类 701

一、对钎料的基本要求 701

二、钎料的分类和编号 701

第三节 软钎料 702

一、锡铅合金钎料 702

二、其它软钎料 703

第四节 硬钎料 704

一、铜合金钎料 704

二、银合金钎料 705

三、金合金钎料和钯合金钎料 705

四、其它硬钎料 706

五、钎料的发展 707

第五节 钎料的选择 707

一、根据钎焊接头使用要求 707

二、根据钎焊金属种类 708

三、根据钎焊方法 708

第六节 典型钎焊应用 708

一、贵金属镀层上的软钎焊 709

二、电子管及真空器件的钎焊 709

参考文献 709

第十八章 半导体材料及其应用 710

第一节 半导体材料及其物理基础 710

一、载流子导电 710

二、能带 711

三、光电导 711

四、半导体中的杂质和杂质能级 711

五、散射与迁移率 712

六、载流子浓度与霍尔系数 713

七、非平衡载流子寿命 714

第二节 元素半导体材料 715

一、锗、硅的富集和提纯 715

二、熔体中生长锗、硅单晶 715

三、锗、硅单晶的均匀性 715

四、硅单晶中的缺陷 717

五、硅单晶中氧、碳、氮等非金属杂质的影响 718

第三节 二元化合物半导体材料 719

一、Ⅱ-Ⅴ族化合物半导体材料 719

二、Ⅰ-Ⅵ族化合物半导体材料 730

三、宽禁带化合物半导体中的自补偿效应 731

四、Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体材料 733

第四节 多元化合物半导体材料 735

一、三元化合物半导体材料 736

二、四元化合物半导体材料 738

三、超晶格半导体材料 740

第五节 非晶态半导体材料 741

一、什么是非晶态半导体 741

二、非晶态半导体的特性、制备和应用 741

第六节 半导体材料在集成电路上的应用 747

一、场效应晶体管材料 747

二、集成电路对硅材料的要求 747

三、集成电路对砷化镓材料的要求 752

第七节 半导体材料在光电子器件、微波器件及其它方面的应用 753

一、半导体材料在光电子器件上的应用 753

二、半导体材料在微波器件上的应用 760

三、砷化镓电声耦合器 763

第八节 半导体材料在传感器中的应用 763

一、半导体力敏传感器及其材料 764

二、半导体磁敏传感器及其材料 767

三、半导体光敏器件及其材料 768

四、半导体热电转换器及其材料 771

参考文献 774

第十九章 功能陶瓷材料及其应用 775

第一节 概述 775

一、功能陶瓷的定义、范围和分类 775

二、功能陶瓷的性能和工艺特征 775

三、功能陶瓷的应用和展望 776

第二节 绝缘陶瓷材料 778

一、绝缘陶瓷的性能和特征 778

二、常用绝缘陶瓷材料 778

第三节 介电铁电陶瓷材料 781

一、陶瓷的介电和铁电特性及极化 781

二、介电陶瓷材料和应用 783

三、铁电陶瓷材料和应用 786

第四节 压电陶瓷材料 789

一、陶瓷的压电特性 789

二、钙钛矿结构压电陶瓷 792

三、钨青铜型压电陶瓷 803

四、含铋层状结构型压电陶瓷 805

五、压电陶瓷的应用 806

第五节 热释电陶瓷材料 809

一、陶瓷的热释电效应 809

二、热释电探测器 810

三、热释电陶瓷材料 811

第六节 快离子导体(固体电解质)陶瓷材料 813

一、陶瓷的离子导电特征 813

二、氢离子导体(质子导体) 815

三、锂离子导体 815

四、钠离子导体 817

五、银离子导体 817

六、铜离子导体 818

七、氧离子导体 818

八、氟离子导体 825

九、快离子导体陶瓷的应用 828

第七节 半导体陶瓷材料 832

一、PTC半导体陶瓷及应用 832

二、晶界层电容器陶瓷 835

三、NTC半导体陶瓷及应用 837

四、CTR半导体陶瓷及应用 839

五、压敏半导体陶瓷及应用 840

六、湿敏陶瓷及应用 842

七、气敏陶瓷及其应用 843

参考文献 844

第二十章 功能高分子材料 846

第一节 概述 846

第二节 导电高分子材料 847

一、导电高分子材料的发展概况 847

二、复合型导电高分子材料 848

三、结构型导电高分子材料 850

四、导电高分子材料的应用 851

第三节 高分子电绝缘材料 860

一、高分子电绝缘材料的概况 860

二、高分子材料的电性能 860

三、高分子电绝缘材料的种类 863

四、高分子电绝缘材料的应用 870

第四节 压电和热电高分子材料 873

一、发展概况 873

二、种类与性能 874

三、应用 877

第五节 感光高分子材料 880

一、发展概况 880

二、种类与性能 886

三、应用 887

参考文献 900

第二十一章 记录纸和特种纸 901

第一节 记录纸和特种纸概述 901

第二节 压敏记录及复写纸 901

一、划线记录纸(Tachographic) 902

二、无碳复写纸 902

第三节 热敏记录和热敏复印 906

一、利用物理发色的热敏记录纸 906

二、利用化学发色的热敏记录纸 906

三、通电感热记录纸和通电感热发色转印纸 910

四、热敏记录复印纸的应用 911

第四节 感光记录纸和复印纸 911

一、扩散转印纸 911

二、稳定化处理印相纸 912

三、热显象记录纸 912

四、重氮复印纸 912

五、重氮微泡法(Kaivar Paper) 913

六、感光记录纸和复印纸的应用 914

第五节 静电记录纸 914

一、静电记录原理 914

二、静电记录纸的结构 914

三、静电记录纸的性能 914

四、静电记录纸的特点 915

五、新静电记录纸 915

六、静电记录纸的用途 916

第六节 氧化锌静电复印纸 916

一、静电复印原理 916

二、氧化锌静电复印纸的结构 916

三、氧化锌静电复印纸的特点 917

四、氧化锌静电复印纸的应用 918

第七节 放电记录纸 918

一、放电记录纸的结构和记录原理 918

二、放电记录纸的组成 919

三、真空镀铝式放电记录纸 919

四、放电记录纸的特点 920

五、放电记录纸的用途 920

六、誊影纸 920

第八节 磁性记录纸和特种纸 921

一、磁记录纸的特性 921

二、磁记录纸的用途 921

三、特种纸 921

参考文献 921

附录 有关工厂产品简介 922