材料性能 各向异性、对称性与结构PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 概要 1

1.2 结构-性能关系 3

1.3 物理性能的对称性 4

1.4 原子级的观点：密度 5

2 变换 9

2.1 为什么要变换 9

2.2 坐标变换 9

2.3 正交性 10

2.4 常规旋转（欧拉角） 12

3 对称性 14

3.1 对称操作 14

3.2 对称元素和极射赤面投影 15

3.3 点群及其极射赤面投影图 17

3.4 晶体学术语 20

3.5 全体点群 20

4 对称元素的变换操作 23

4.1 晶体学对称元素的变换操作 23

4.2 32个晶族的变换操作 25

4.3 标准设定 26

4.4 居里群对称性 26

5 张量和物理性能 30

5.1 物理性能 30

5.2 极张量和张量性能 31

5.3 轴张量性能 32

5.4 几何表示 33

5.5 诺依曼原理 34

5.6 诺依曼原理的解析形式 34

6 热力学关系 37

6.1 线性系统 37

6.2 耦合作用：麦克斯韦关系 38

6.3 测量条件 40

7 比热和熵 43

7.1 固体比热 43

7.2 晶格振动 46

7.3 熵和磁卡效应 48

8 热电性 50

8.1 热电和电卡张量 50

8.2 对称性限制 50

8.3 极轴 52

8.4 几何表示 53

8.5 热电测量 54

8.6 初级和二级热电效应 54

8.7 热电材料 55

8.8 温度依赖性 55

8.9 应用 57

9 介电常数 58

9.1 介电常数的起因 58

9.2 介电张量 60

9.3 对称性的影响 62

9.4 实验方法 63

9.5 几何表示 67

9.6 多晶电介质 69

9.7 结构-性能关系 69

10 应力和应变 72

10.1 机械应力 72

10.2 应力变换 74

10.3 应变张量 75

10.4 应变的矩阵变换 77

11 热膨胀 79

11.1 对称性的影响 79

11.2 热膨胀测量 81

11.3 结构-性能关系 82

11.4 温度依赖性 85

12 压电性 87

12.1 张量和矩阵形式 87

12.2 矩阵变换和诺依曼原理 89

12.3 压电对称群 91

12.4 实验技术 93

12.5 结构-性能关系 94

12.6 静水压电效应 97

12.7 压电陶瓷 99

12.8 实际压电体：石英晶体 100

13 弹性 103

13.1 张量和矩阵系数 103

13.2 张量和矩阵变换 105

13.3 刚度-柔顺度关系 106

13.4 对称性的影响 107

13.5 工程参数和测量方法 109

13.6 各向异性和结构-性能关系 110

13.7 压缩率 113

13.8 多晶平均 114

13.9 温度系数 116

13.10 石英晶体谐振器 118

14 磁现象 122

14.1 基本概念和单位 122

14.2 磁结构和时间反演 124

14.3 磁点群 125

14.4 磁轴矢量 130

14.5 饱和磁化和热磁性 131

14.6 磁化率和磁导率 134

14.7 抗磁和顺磁晶体 135

14.8 磁化率测量 137

14.9 磁电性 138

14.10 压磁性 142

14.11 小结 146

15 非线性现象 147

15.1 非线性介电现象 147

15.2 非线性弹性性能 148

15.3 电致伸缩 151

15.4 磁致伸缩 153

15.5 磁致伸缩建模 154

15.6 磁致伸缩致动器 159

15.7 电磁致伸缩和赝压电性 160

16 铁性晶体 162

16.1 自由能表达式 162

16.2 铁弹性 165

16.3 铁磁性 168

16.4 磁各向异性 170

16.5 铁电性 174

16.6 二阶铁性体：铁双电性和铁双磁性 177

16.7 二阶铁性体：铁双弹性和铁弹电性 179

16.8 二阶铁性体：铁磁电体和铁磁弹体 182

16.9 序参量 183

17 电阻率 188

17.1 张量和矩阵关系 188

17.2 电阻率测量 189

17.3 电极金属 191

17.4 各向异性导体 193

17.5 半导体和绝缘体 194

17.6 带隙和迁移率 196

17.7 非线性行为：压敏电阻和热敏电阻 199

17.8 准晶 202

18 热导率 203

18.1 张量本质和实验 203

18.2 结构-性能关系 206

18.3 温度依赖性 208

18.4 场依赖性 210

19 扩散和离子电导率 211

19.1 定义和张量表达式 211

19.2 结构-性能关系 212

19.3 离子电导率 217

19.4 快离子导体 219

19.5 交叉耦合扩散 220

20 电磁和热磁现象 223

20.1 电磁效应 224

20.2 霍尔效应和磁阻性 226

20.3 潜在的物理意义 227

20.4 磁材料中的电磁效应 229

20.5 热磁效应 232

21 热电性 234

21.1 塞贝克效应 234

21.2 帕尔帖效应 235

21.3 汤姆逊效应 235

21.4 开尔文关系和绝对热电势 236

21.5 实际热电材料 238

21.6 张量关系 239

21.7 磁场依赖性 240

22 压阻性 243

22.1 张量描述 243

22.2 矩阵形式 244

22.3 纵向和横向应变计 245

22.4 结构-性能关系 247

23 声波（一） 249

23.1 克里斯托弗方程 249

23.2 六方晶体中的声波 252

23.3 矩阵表示 255

23.4 各向同性固体和纯模式方向 256

23.5 相速度和群速度 258

24 声波（二） 261

24.1 声阻抗 261

24.2 超声衰减 262

24.3 衰减的物理起源 264

24.4 声表面波 265

24.5 压电介质中的弹性波 266

24.6 非线性声学 270

25 晶体光学 274

25.1 电磁波 274

25.2 光率体和折射率测量 276

25.3 波的法线和光线方向 278

25.4 结构-性能关系 280

25.5 双折射和晶体结构 282

26 色散和吸收 286

26.1 色散 286

26.2 吸收、颜色和二色性 288

26.3 反射率和光泽 291

26.4 热光效应 292

27 光弹性和声光学 294

27.1 基本概念 294

27.2 光弹性 295

27.3 静态光弹测量 296

27.4 声光学 298

27.5 各向异性介质 300

27.6 材料话题 300

28 电光现象 302

28.1 线性电光现象 303

28.2 磷酸二氢钾和磷酸二氢氨中的普克尔效应 304

28.3 线性电光系数 308

28.4 二次电光效应 309

29 非线性光学 313

29.1 结构-性能关系 313

29.2 张量表达和频率转换 315

29.3 二次谐波发生 316

29.4 相位匹配 318

29.5 三次谐波发生 322

30 旋光性和镜像异构性 325

30.1 分子起源 325

30.2 张量描述 327

30.3 对称性的影响 329

30.4 和镜像异构性的关系 331

30.5 液体和液晶 333

30.6 色散和圆二色性 337

30.7 电致旋光、压致旋光和热致旋光 340

31 磁光学 342

31.1 法拉第效应 342

31.2 张量本质 343

31.3 微波磁体中的法拉第效应 345

31.4 磁光记录介质 346

31.5 磁圆二色性 348

31.6 非线性磁光效应 350

31.7 磁电光学现象 351

32 化学各向异性 354

32.1 晶体形貌 354

32.2 生长速度 356

32.3 晶体生长和晶体结构 358

32.4 表面结构和表面相变 360

32.5 蚀刻图和对称关系 361

32.6 石英和硅的微加工 363

32.7 张量描述 366

深化阅读 369

索引 375