材料的性能PDF电子书下载

第1章　材料的热学性能 1

1.1 热与固体原子的相互作用——晶格振动 1

1.1.1　一维单式格子 2

1.1.2　一维复式格子 5

1.2　材料的热容 6

1.2.1 固体热容理论 7

1.2.2　金属材料的热容 10

1.2.3　无机材料的热容 11

1.3　材料的热膨胀 12

1.3.1 固体的热膨胀机理 13

1.3.2　影响固体材料热膨胀系数的一些因素 15

1.3.3　工程材料的热膨胀特性 17

1.4　材料的热传导 18

1.4.1 固体材料热传导的宏观规律 18

1.4.2　固体材料热传导的微观机理 18

1.4.3　影响热导率的因素 21

习题与思考题 25

第2章 材料的电学性能 27

2.1 固体电子理论 28

2.1.1　概述 28

2.1.2 量子自由电子理论 29

2.1.3　能带理论 30

2.2.1 导电的物理现象 34

2.2　材料的导电性能 34

2.2.2　电子导电 35

2.2.3　离子导电 40

2.2.4　玻璃态导电 43

2.2.5　金属导电 44

2.2.6　超导电性 44

2.3　材料的介电性能 46

2.3.1 电介质极化 46

2.3.2　电介质的导电性 51

2.3.3　电介质损耗 52

2.3.4　介电强度 53

2.4.1　铁电材料的特征 54

2.4　铁电性能 54

2.4.2　铁电体的应用 58

2.5　热电性能 59

2.5.1 热电现象与历史 59

2.5.2　热电现象的物理基础 61

2.5.3　热电材料的应用 63

习题与思考题 65

第3章　材料的磁学性能 67

3.1　磁性概论 69

3.1.1　磁学基本量 69

3.1.2　磁性的本质 72

3.1.3　物质的磁性分类 73

3.1.4　温度对物质磁性的影响 76

3.2　铁磁性 77

3.2.1　铁磁性理论 77

3.2.2　铁磁性材料的特性 83

3.3　铁氧体的结构与磁性能 89

3.3.1 尖晶石型铁氧体 90

3.3.2　石榴石型铁氧体 93

3.3.3　磁铅石型铁氧体 93

3.4　磁性材料及其应用 94

3.4.1　软磁材料 94

3.4.2　硬磁材料 98

3.4.3　磁致伸缩材料 101

3.4.4　磁记录材料 102

3.4.5　高密度磁光存储材料 104

3.4.6　磁致冷材料 107

习题与思考题 108

第4章 材料的光学性能 110

4.1　基本概念 111

4.1.1 电磁辐射 111

4.1.2　光和固体的相互作用 113

4.1.3　光和原子、电子的相互作用 113

4.1.4　材料光学性能概述 114

4.2.1　光的折射 115

4.2　折射和色散 115

4.2.2　光的色散 118

4.2.3 材料组成和结构对折射率的影响 119

4.3　光的反射和散射 121

4.3.1　光的反射 121

4.3.2　光的散射 124

4.3.3　光的散射与材料的透明性 125

4.4　吸收与颜色 127

4.4.1 光的吸收 127

4.4.2　光的吸收与材料的透明性 128

4.4.3　透射比和透明材料的颜色 130

4.5.1 固体发光 132

4.5　其他光学现象 132

4.5.2　光电效应 135

4.5.3　光致变色 139

4.5.4　光致弹性 141

4.5.5　声光效应 142

4.5.6　电光效应 142

4.6　光学材料及其应用 143

4.6.1　光纤材料 143

4.6.2　激光材料 148

4.6.3　非线性光学材料 152

习题与思考题 156

5.1　材料的拉伸试验 157

5.1.1　单向静拉伸试验 157

第5章　材料的变形 157

5.1.2　拉伸曲线 158

5.1.3　拉伸性能 160

5.1.4 高分子的拉伸曲线 161

5.2　材料的其他力学试验 162

5.2.1 弯曲试验 162

5.2.2　压缩试验 163

5.2.3　扭转试验 164

5.3　弹性变形 165

5.3.1 弹性变形 165

5.3.3 高分子的高弹态 166

5.3.2　弹性变形本质 166

5.3.4　弹性指标 167

5.3.5　弹性不完整性 168

5.4　材料的塑性 169

5.4.1 塑性变形方程 169

5.4.2　塑性指标 170

5.4.3　塑性变形机理 170

5.4.4　屈服强度 172

5.4.5　形变强化 173

5.4.6　材料的强化 173

5.5　材料的蠕变 175

5.5.1　蠕变现象 175

5.5.3　高温变形指标 176

5.5.2　蠕变变形机理 176

5.5.4　高分子的蠕变 177

5.5.5　材料的超塑性 178

5.6　材料的硬度 180

5.6.1　摩氏硬度 180

5.6.2　布氏硬度 180

5.6.3　洛氏硬度 182

5.6.4　维氏硬度 183

5.6.5　显微硬度 184

5.6.6　肖氏与里氏硬度 185

5.6.7　邵氏硬度 186

习题与思考题 186

第6章　材料的断裂与磨损 188

6.1　材料的断裂 189

6.1.1　脆性断裂 189

6.1.2　韧性断裂 190

6.1.3　断裂强度 192

6.1.4　断裂韧度 194

6.2　材料的脆性与韧性 197

6.2.1　材料的脆性 197

6.2.2　材料的韧性 197

6.2.3　脆性-韧性转变 198

6.2.4　缺口冲击试验 199

6.2.5　陶瓷材料增韧 200

6.3.1　疲劳现象 201

6.3　材料的疲劳 201

6.3.2　疲劳断裂机理 202

6.3.3　疲劳性能指标 204

6.3.4　疲劳裂纹扩展速率 204

6.3.5　影响疲劳的因素 205

6.3.6　不同材料的疲劳性能 206

6.4　材料的环境脆性 207

6.4.1 高温蠕变断裂 207

6.4.2　应力腐蚀开裂 208

6.4.3　氢脆 211

6.4.4　腐蚀疲劳 212

6.5.1　磨损现象 213

6.5　材料的磨损 213

6.4.5　其他环境脆性 213

6.5.2　磨损机理 214

6.5.3　磨损试验及性能指标 217

6.5.4　高分子材料的磨损 219

习题与思考题 219

第7章 先进材料的力学性能 221

7.1　复合材料的力学性能 222

7.1.1　复合材料概述 222

7.1.2　复合材料的强度 223

7.1.3　复合材料的其他力学性能 227

7.1.4　各种复合材料的力学性能 228

7.2.1　多孔材料概述 231

7.2　多孔材料的力学性能 231

7.2.2 多孔材料的压缩曲线 232

7.2.3 多孔材料的力学性能指标 232

7.3　生物材料的力学性能 235

7.3.1　生物材料概述 235

7.3.2　生物材料的力学性能要求 236

7.3.3 生物医用材料及其力学性能 238

7.3.4　天然生物材料的力学性能 240

7.4　非晶态合金的力学性能 242

7.4.1　非晶态材料概述 242

7.4.2　非晶态合金的弹性 242

7.4.3　非晶态合金的塑性与强度 243

7.4.4　非晶态合金的断裂 244

7.5　纳米结构材料的力学性能 244

7.5.1　纳米材料概述 244

7.5.2　纳米结构材料的弹性模量 244

7.5.3 纳米结构材料的变形和超塑性 245

7.5.4　纳米结构材料的强度与变形机理 245

7.5.5　纳米颗粒增韧陶瓷材料 246

习题与思考题 246

参考文献 248

附录1 主要物理量一览表 251

附录2 主要物理常数表 253