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绪论 1

0.1仪表电器材料的界定和分类 1

0.2技术进步与仪表电器材料 3

0.3仪表电器材料的学习内容 3

第一篇 仪表电器材料基础 5

第一章 材料的晶体学基础 5

1.1原子结构与固体材料中原子结合键 5

1.1.1组成物质的原子结构 5

1.1.2原子和原子的结合 8

1.1.3结合键与性能 11

1.2固体材料中原子排列方式 13

1.2.1晶体与非晶体 13

1.2.2原子排列的研究方法 15

1.3固体材料中的晶体结构 16

1.3.1晶体学基础 16

1.3.2纯金属的晶体结构 21

1.3.3离子晶体的结构 25

1.3.4共价晶体的结构 29

小结 31

第二章 固体材料的结构与性能 32

2.1晶体缺陷形式与固体材料的力学性能 32

2.1.1晶体缺陷形式 32

2.1.2固体材料的力学性能 34

2.2固体材料中的电子结构与物理性能 41

2.2.1固体材料中的电子结构和能带理论 41

2.2.2超导电性 43

2.2.3介电性 44

2.2.4压电性和电致伸缩现象 47

2.2.5铁电性 48

2.2.6热电效应 49

2.2.7磁性能 49

2.2.8热性能 51

2.2.9光学性能 53

小结 54

第三章 材料的相结构与相图 55

3.1材料的相结构 55

3.1.1固溶体 55

3.1.2中间相 59

3.2二元相图及其类型 61

3.2.1相图的基本知识 61

3.2.2匀晶相图 63

3.2.3二元共晶相图 65

3.2.4二元包晶相图 69

3.3复杂相图及分析 71

3.3.1具有其他恒温转变的相图 71

3.3.2形成稳定中间相的相图 72

3.3.3铁碳相图 73

3.4相图与性能的关系 78

3.4.1根据相图判断材料的力学性能和物理性能 78

3.4.2根据相图判断合金的工艺性能 79

第四章 材料制备方法简介 80

4.1用凝固法材料的制备技术 80

4.1.1区域熔炼 80

4.1.2制备单晶 81

4.1.3用快速冷凝法制备金属玻璃 82

4.1.4定向凝固 83

4.2气相沉积法的材料制备技术 84

4.2.1硅芯片的外延生长 84

4.2.2用化学气相沉积制取B纤维和SiC纤维 85

4.2.3用惰性气体凝结法制取纳米材料 86

第二篇 仪表电器用金属材料 88

第五章 膨胀合金 88

5.1热膨胀的物理本质及影响因素 88

5.1.1金属与合金的热膨胀特性 88

5.1.2正常热膨胀的双原子模型 89

5.1.3反常热膨胀现象 90

5.2低膨胀合金 91

5.2.1 FeNi36因瓦合金 91

5.2.2 Fe-Ni-Co系超因瓦合金 93

5.2.3其他低膨胀合金 93

5.3定膨胀合金 94

5.3.1 Fe-Ni-Co系定膨胀合金 94

5.3.2其他定膨胀合金 95

5.4热双金属 95

5.4.1热双金属的主要特性参数 96

5.4.2热双金属材料的组成 97

5.4.3热双金属分类 98

5.4.4热双金属的生产工艺 98

第六章 弹性合金 100

6.1金属与合金的弹性 100

6.1.1弹性模量 100

6.1.2弹性模量温度系数 101

6.1.3频率温度系数 101

6.1.4铁磁材料的弹性反常 101

6.1.5金属与合金的滞弹性 102

6.2高弹性合金 103

6.2.1铁基高弹性合金 103

6.2.2其它高弹性合金 106

6.3恒弹性合金 108

6.3.1铁磁性恒弹性合金 108

6.3.2无磁恒弹性合金 113

6.3.3特殊性能的恒弹性合金 114

第七章 导电金属材料 115

7.1金属与合金的导电性 115

7.1.1金属导电的物理本质及影响因素 115

7.1.2导电金属材料的特性 116

7.2电阻用金属与合金 117

7.2.1精密电阻合金 117

7.2.2金属膜电阻材料 119

7.2.3特种金属电阻材料与合金 120

7.3电热合金 123

7.4导电金属材料 124

7.4.1导电金属及其合金 124

7.4.2金属膜导电材料 128

7.4.3金属超导材料 129

7.4.4电触头材料 130

第八章 非晶态精密合金 131

8.1非晶态合金的结构特性 131

8.1.1非晶态金属的结构 131

8.1.2非晶体金属的结构模型 133

8.2非晶态合金的制造工艺 133

8.2.1非晶态金属的形成 133

8.2.2非晶体金属制备方法 134

8.2.3影响非晶态合金形成的几个因素 135

8.3非晶态金属性能特点及应用 136

8.3.1非晶态金属的性能特点 136

8.3.2非晶态精密合金的应用前景 137

第九章 半导体材料 140

9.1半导体材料的结构与特性 140

9.1.1半导体材料的电子结构 140

9.1.2半导体材料的特性 148

9.2半导体材料的分类与应用 152

9.2.1半导体材料的分类 152

9.2.2半导体材料的应用与发展 153

9.3元素半导体材料 154

9.3.1硅材料 154

9.3.2其它元素半导体材料 157

9.4化合物半导体材料 159

9.4.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料 159

9.4.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料 161

9.4.3 Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体材料 161

9.4.4氧化物半导体材料 161

9.4.5化合物半导体材料的发展趋势 162

9.5非晶态半导体材料 163

9.5.1非晶态半导体的能带结构和导电性 163

9.5.2非晶态硅薄膜 165

9.5.3非晶态硫系半导体 166

9.6外延半导体材料 167

9.6.1硅外延材料 167

9.6.2砷化镓气相外延材料 167

9.6.3碳化硅薄膜材料 168

9.6.4金刚石薄膜 169

9.7半导体微结构材料 171

9.7.1“能带工程”与半导体微结构材料的设计 172

9.7.2半导体微结构材料的分类 175

9.7.3半导体微结构材料的生长方法 176

9.7.4半导体微结构材料的应用 178

第十章 电子陶瓷材料 180

10.1电子陶瓷的基本概念 180

10.2精密绝缘陶瓷和介电陶瓷材料 180

10.2.1介电常数和介质损耗 181

10.2.2精密绝缘陶瓷材料及其应用 182

10.2.3介电陶瓷材料及其应用 182

10.3铁电陶瓷 184

10.3.1铁电体的自发极化和电滞回线 184

10.3.2离介电常数电容器用铁电陶瓷材料 185

10.3.3电致伸缩铁电陶瓷材料 186

10.3.4反铁电陶瓷材料及其应用 186

10.4热释电陶瓷 187

10.4.1陶瓷的热释电效应 187

10.4.2热释电陶瓷材料及其应用 188

10.5压电陶瓷 188

10.5.1压电效应与压电陶瓷的性能参数 188

10.5.2压电陶瓷材料及其应用 190

10.6半导体陶瓷 191

10.6.1热敏半导体陶瓷 191

10.6.2气敏半导体陶瓷 192

10.6.3湿敏半导体陶瓷 193

10.6.4压敏半导体陶瓷 194

10.7快离子导体 196

10.7.1快离子导体的传导特性和晶体结构 196

10.7.2快离子导体材料 196

10.7.3快离子导体的应用 197

第十一章 光电子材料 199

11.1概述 199

11.1.1什么是光电子材料 199

11.1.2光电子材料的分类 200

11.2固体激光材料 202

11.2.1激光晶体 202

11.2.2激光玻璃 205

11.2.3半导体激光材料 206

11.3非线性光学材料 207

11.3.1非线性光学基础 207

11.3.2二阶非线性光学晶体材料 209

11.3.3三阶非线性光学材料 211

11.3.4有机和聚合物非线性光学材料 212

11.4光功能材料 215

11.4.1电光功能材料 215

11.4.2声光功能材料 219

11.4.3磁光材料 222

11.5红外光学材料 225

11.5.1红外透过材料 225

11.5.2红外探测器材料 227

11.6光纤材料 231

11.6.1光纤工作原理 231

11.6.2光纤材料的特征值 235

11.6.3光纤材料的种类 236

11.6.4光纤材料的应用 241

11.7液晶显示材料 241

11.7.1什么是液晶 241

11.7.2液晶显示原理 243

11.7.3显示用液晶材料的类型与特性 244

11.8光致变色材料 246

11.8.1光致变色 246

11.8.2光致变色物质 247

11.8.3光致变色材料 247

第十二章 压电材料 249

12.1概述 249

12.1.1介电材料及其特征值 249

12.1.2介电材料的种类 252

12.2压电晶体材料 253

12.2.1压电效应的机理 254

12.2.2压电材料的特征值 255

12.2.3压电晶体材料 259

12.2.4压电晶体材料的应用 259

12.3热释电晶体材料 262

12.3.1晶体的热释电效应 262

12.3.2热释电材料的特征值 264

12.3.3热释电晶体材料 264

12.3.4热释电晶体材料的应用 265

12.4铁电晶体材料 267

12.4.1铁电性与铁电体 267

12.4.2铁电晶体材料的特性 267

12.4.3铁电晶体材料分类 270

12.4.4反铁电晶体材料 272

12.4.5铁电晶体材料的应用 274

第十三章 磁性材料 275

12.1材料的磁性 276

13.1.1材料磁性的起因 276

13.1.2磁场及其特征参量 279

13.1.3磁性的分类与磁性材料的磁化特性 281

13.1.4磁性材料的分类 283

13.2软磁材料 285

13.2.1金属软磁材料 285

13.2.2铁氧体软磁材料 288

13.3永磁材料 291

13.3.1永磁材料概述 291

13.3.2永磁铁氧体材料 294

13.3.3金属永磁合金 295

13.3.4稀土永磁材料 295

13.4磁记录材料 297

13.4.1磁记录及其对材料的要求 298

13.4.2记录介质 300

13.4.3记录头 308

13.5压磁材料与旋磁材料 312

13.5.1压磁材料 312

13.5.2旋磁材料 313

13.6其它磁性材料 314

13.6.1有机高分子磁性材料 314

13.6.2磁性液体 314

13.6.3纳米磁性材料 315

13.6.4磁性微波吸收材料 316

13.6.5多功能磁性材料 317

13.6.6智能磁性材料 318