材料物理性能（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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龙毅，李庆奎，强文江 编

图书标签:

• 材料物理
• 材料性能
• 固体物理
• 材料科学
• 物理学
• 工程材料
• 材料测试
• 第二版
• 高等教育
• 教材

出版社： 中南大学出版社

ISBN：9787811056914

版次：2

商品编码：11762551

包装：平装

丛书名： 教育部高等学校材料科学与工程教学指导委员会规划教材

开本：16开

出版时间：2011-09-01

用纸：胶版纸

页数：261

字数：374000

正文语种：中文

内容简介

　　《材料物理性能（第二版）》为教育部高等学校材料科学与工程教学指导委员会规划教材，根据教育部高等学校材料科学与工程教学指导委员会本课程“教学基本要求”编写。
　　《材料物理性能（第二版）》系统地介绍了材料的热学、电学、磁学、介电、光学等方面的性能，阐述了各种性能的重要原理和微观机制，材料的成分、组织结构与性能的关系，并且简述了相关的测试方法。
　　《材料物理性能（第二版）》的特点是简单明了地阐述了材料物理性能相关的基本概念，尽量避免复杂的数学推导。为了使概念清晰，使用了大量插图。另外，简单地介绍了目前广泛应用的记忆合金的基础知识——材料的记忆性能。《材料物理性能（第二版）》中每章有一定习题，其中的计算题给出了答案，学生可以自己验证学习效果。《材料物理性能（第二版）》最后以附录的形式给出了材料的物理性能所需要的相关电子理论基础知识。
　　《材料物理性能（第二版）》可供材料科学与工程专业的本科生或低年级硕士研究生选作教材或者参考书，也可以作为材料科学领域的大专院校教师和科技工作者的参考资料。

内页插图

目录

第1章 材料的热学性能
1.1 晶格热振动
1.2 材料的热容
1.2.1 材料的热容及其与温度的关系
1.2.2 晶态固体热容的经典理论和经验定律
1.2.3 晶态固体热容的量子理论
1.2.4 影响材料热容的因素
1.2.5 热容的测量
1.2.6 热分析及其工程应用
1.3 材料的热膨胀
1.3.1 材料的热膨胀及热膨胀系数
1.3.2 热膨胀的物理本质
1.3.3 热膨胀与其他物理性能的关系
1.3.4 影响热膨胀性能的因素
1.3.5 热膨胀系数的测量
1.3.6 热膨胀的工程应用
1.4 材料的导热性
1.4.1 材料的导热性及热导率
1.4.2 热传导的物理机制
1.4.3 影响材料导热性能的因素
1.4.4 热导率的测量及应用
1.5 材料的热稳定性
1.5.1 材料的热稳定性及其表示方法
1.5.2 热应力
1.5.3 抗热冲击断裂性能
1.5.4 抗热冲击损伤性能
1.5.5 提高抗热冲击断裂性能的措施
思考练习题

第2章 材料的电学性能
2.1 材料的导电性概述
2.1.1 各类材料的导电性概况
2.1.2 材料导电性的微观机理
2.1.3 材料导电性理论
2.2 金属材料的导电性
2.2.1 金属材料导电性的典型实验规律
2.2.2 金属材料的导电性控制因素
2.2.3 温度对金属导电性的影响
2.2.4 合金元素与晶体缺陷对金属导电性的影响
2.2.5 合金电阻率检测的应用
2.3 半导体材料的导电性
2.3.1 半导体材料及其特征
2.3.2 半导体材料的导电性
2.3.3 半导体材料导电性的光效应
2.3.4 半导体器件及导电特性
2.4 离子导电性及超导性简介
2.4.1 离子导电性
2.4.2 超导性
思考练习题

第3章 材料的磁性能
3.1 材料磁性概述
3.1.1 基本磁学量
3.1.2 磁性系统的单位
3.1.3 材料按磁性分类
3.2 磁性起源和原子磁矩
3.2.1 自由原子的磁矩
3.2.2 材料中的原子磁矩
3.3 自发磁化理论
3.3.1 铁磁材料的自发磁化理论
3.3.2 亚铁磁性自发磁化理论
3.3.3 亚铁磁性材料
3.4 磁各向异性，磁致伸缩和退磁场
3.4.1 磁晶各向异性能
3.4.2 磁致伸缩
3.4.3 退磁场能
3.5 磁畴
3.5.1 磁畴壁
3.5.2 磁畴
3.5.3 不均匀和多晶体磁畴结构
3.5.4 单畴结构
3.6 磁性材料的技术磁化
3.6.1 技术磁化和反磁化过程
3.6.2 磁化曲线上的磁导率
3.6.3 磁滞回线上的矫顽力
3.6.4 剩余磁化强度
3.6.5 趋近饱和定律
3.6.6 永磁性和永磁体
3.7 铁磁性材料在交变磁场中的磁化
3.7.1 动态磁化过程的特点和复数磁导率
3.7.2 磁谱和截止频率
3.7.3 铁磁体的交流损耗
3.8 磁性测量方法
3.8.1 磁性材料直流特性测量
3.8.2 材料的交流(动态)磁性测量
3.9 磁电阻效应
思考练习题

第4章 材料的介电性能
4.1 介质的极化
4.1.1 极化现象和相关物理量
4.1.2 介质的极化类型
4.1.3 无机材料介质的极化
4.1.4 有效电场和克劳修斯一莫索蒂方程
4.2 电介质在交变电场下的行为
4.2.1 电介质的极化建立过程和吸收电流
4.2.2 在交变电场下的介质损耗和复数介电常数
4.2.3 无机电介质的介质损耗
4.3 击穿电场强度
4.3.1 固体电介质的击穿
4.3.2 无机材料的击穿
4.4 铁电性
4.4.1 铁电性的概念
4.4.2 铁电体的性能及其应用
4.5 压电性
4.5.1 压电效应及其形成原因
4.5.2 机一电耦合
4.5.3 压电振子及其参数
4.5.4 压电陶瓷的极化处理及其性能稳定性
4.5.5 压电材料及其应用
4.6 介电性能的测试
4.6.1 绝缘电阻率测试
4.6.2 相对介电常数(εT)测试
4.6.3 介质损耗角正切(tanδ)的测定
4.6.4 击穿电场强度测定
思考练习题

第5章 材料的光学性能
5.1 概述
5.2 光传播的基本理论
5.2.1 波粒二象性
5.2.2 光的电磁性
5.2.3 光和物质的相互作用
5.3 光的折射、反射、吸收和散射特性
5.3.1 折射率
5.3.2 反射率和透射率
5.3.3 光的吸收
5.3.4 材料的光散射
5.4 材料的光发射
5.4.1 激励方式
5.4.2 材料发光的基本性质
5.4.3 发光的物理机制
5.5 材料的受激辐射和激光
5.5.1 共振吸收与自发辐射
5.5.2 激活介质
5.5.3 激光的产生
5.5.4 激光的光谱分布
5.5.5 激光材料
5.6 光纤、磁光、光电和非线性光学效应
5.6.1 光导纤维
5.6.2 磁光效应与磁光盘
5.6.3 光电效应与太阳能电池
5.6.4 非线性晶体
5.7 常用的光学测量方法
5.7.1 光吸收
5.7.2 拉曼光谱
5.7.3 荧光分析法
思考练习题

第6章 材料的记忆性能
6.1 热弹性马氏体相变
6.1.1 马氏体相变的一般特征
6.1.2 热弹性马氏体相变的一般特征
6.2 形状记忆效应的分类及其微观形成机制
6.2.1 形状记忆效应的分类
6.2.2 形状记忆合金记忆效应机理
6.2.3 形状记忆合金热弹性马氏体的消长
6.3 应力诱发马氏体相变与伪弹性
6.3.1 相变伪弹性
6.3.2 多阶相变伪弹性
6.4 形状记忆合金的阻尼特性
6.5 形状记忆合金种类和工程应用
思考练习题
部分习题答案
附录固体材料中电子运动状态的基础知识概述
参考文献

前言/序言

好的，以下是关于一本名为《材料物理性能（第二版）》的图书的详细简介，内容严格围绕该书可能包含的核心主题展开，并且避免任何暗示性的表述或AI痕迹。 --- 图书简介：《材料物理性能（第二版）》 前言：跨越微观与宏观的结构-性能关联 《材料物理性能（第二版）》旨在为材料科学、凝聚态物理、化学工程以及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生/研究生提供一个全面而深入的视角，探讨材料在原子尺度、微观结构与宏观物理性能之间的内在联系。本书不仅系统梳理了材料科学的经典理论框架，更紧密结合了近年来在先进材料表征与计算模拟领域取得的突破，力求构建一个从基本原理到实际应用的完整知识体系。 本书的第二版在继承第一版严谨性和系统性的基础上，进行了大规模的更新和扩充。特别是针对新兴功能材料、先进制造技术对材料性能提出的新要求，增加了对非平衡态材料、低维材料体系以及复杂多尺度结构影响的深入探讨。 第一部分：材料的基本结构与热力学基础 本部分奠定了理解材料性能所需的基石。内容聚焦于材料的微观组织及其对宏观热力学和动力学行为的控制作用。 第一章：晶体结构与缺陷工程 详细解析了晶体学的基本概念，包括布拉维点阵、晶体群、倒易点阵及其在衍射分析中的应用（X射线、电子束、中子）。重点讨论了材料中的晶体缺陷——点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。深入剖析了缺陷的形成能、迁移率及其对材料机械性能（如硬化机制、蠕变）和传输性能（如扩散）的决定性影响。第二版中，引入了针对纳米尺度晶界结构的先进解析技术和计算模拟结果。 第二章：热力学与相图的构建 回顾了材料热力学的基本原理，包括吉布斯自由能、化学势和相平衡条件。详细阐述了单组分和多组分系统的相图绘制、解析与应用，特别是固溶体、化合物的形成与稳定性。着重分析了过饱和固溶体的分解机制（如Spinodal Decomposition和Nucleation and Growth），以及在热处理过程中微观结构演化的热力学驱动力。 第三章：动力学与扩散机制 本章系统阐述了材料内部原子迁移的动力学过程。深入探讨了扩散方程的建立与求解，Fick定律的适用范围与修正。区分了晶格扩散、晶界扩散和快速通道扩散的机制差异，并分析了温度、应力场和电场对扩散速率的影响。此外，本书还专门章节讨论了扩散在烧结、化学气相沉积（CVD）等过程中的关键作用。 第二部分：电子、光学与磁性性能 本部分是本书的核心内容之一，全面覆盖了材料的本征电子特性及其在器件应用中的体现。 第四章：电子结构与能带理论 从量子力学基础出发，引入Bloch定理和晶格周期性势场，推导出固体材料的能带结构。详细分析了金属、半导体和绝缘体的能带结构差异，重点讨论了有效质量的概念、费米面附近的态密度（DOS）计算。第二版新增了对拓扑绝缘体和狄拉克半金属中特殊能带结构的讨论。 第五章：电学性能与传输现象 基于能带理论，系统阐述了导电性、电阻率的温度依赖性、霍尔效应、Seebeck效应（热电效应）等基本电学性能。深入分析了杂质散射、声子散射和晶界散射对电荷载流子迁移率的贡献。此外，对半导体的载流子注入、复合机制和器件性能（如PN结、MOS结构）进行了细致的建模和讨论。 第六章：光学性质与光电转换 本章探讨了材料与电磁波的相互作用。内容涵盖了吸收、发射、透射和反射的机制。详细解释了晶体场理论和分子轨道理论在理解发光材料（如荧光与磷光）中的应用。重点分析了带隙工程在光伏器件（太阳能电池）和发光二极管（LED）中的设计原理，以及等离激元共振现象在表面增强光谱中的应用。 第七章：磁性材料的基本原理 本章全面介绍了铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性及顺磁性的微观起源。详细解析了交换作用、磁晶各向异性、磁畴结构和磁滞回线。重点分析了畴壁运动的机制及其对软磁和硬磁材料性能的影响。第二版重点增加了对巨磁阻效应（GMR）、隧道磁阻效应（TMR）及其在自旋电子学中的应用的探讨。 第三部分：力学、热学与界面行为 本部分关注宏观尺度下材料的响应，特别是机械稳定性、热管理能力以及界面效应。 第八章：机械性能与塑性形变 深入分析了材料的弹性响应、粘弹性行为以及宏观塑性形变机制。重点讨论了位错的产生、运动、交互作用和缠结如何决定屈服强度、加工硬化和韧性。详细阐述了疲劳（低周与高周）和断裂力学（如Griffith裂纹理论、Paris定律）的基础，以及对复合材料和梯度材料的特殊力学分析方法。 第九章：热学性能与能量耗散 系统回顾了材料的比热容、热膨胀系数和热导率的物理本质。热导率部分重点区分了晶格振动（声子）输运和电子输运的贡献，并分析了晶界、点缺陷对声子散射的有效性。本章也涵盖了热电材料的ZT值优化策略，涉及声子玻璃、电子导体设计理念。 第十章：表面与界面物理化学 本章强调了表面与界面在材料性能中的关键作用。讨论了表面能、濡湿性、吸附与脱附过程的动力学。详细阐述了气固、液固界面的电化学行为，以及界面态对半导体器件性能的退化影响。对于多层膜和异质结，分析了界面应力、界面相变和界面能的调控手段。 第四部分：先进材料的性能调控与表征方法（新增与修订） 本部分面向前沿研究，整合了先进的材料设计理念和关键的实验与计算工具。 第十一章：结构敏感与结构不敏感性能的调控 本章从系统性的角度总结了如何通过结构设计来优化特定性能。讨论了通过晶粒尺寸调控（如Hall-Petch效应的失效与反转）、引入纳米孪晶、或形成非晶态结构来影响力学和电学性能的策略。特别关注了材料的尺寸效应（Size Effects）在纳米尺度下的表现。 第十二章：计算材料学的进展与性能预测 概述了从第一性原理（DFT）到分子动力学（MD）模拟在预测材料性能中的核心地位。讨论了如何利用计算方法确定缺陷的形成与迁移机制、计算电子态密度、预测相稳定性，以及建立多尺度模型以桥接原子尺度模拟与宏观工程性能。 总结 《材料物理性能（第二版）》力求成为一本深度与广度兼备的参考书。它不仅为读者提供了理解材料行为的理论工具，更重要的是，引导读者思考如何通过对材料微观结构的精准控制，来实现特定物理性能的定制化目标，是深入探索现代材料科学领域的必备参考。

评分☆☆☆☆☆

我最近偶然看到了《材料物理性能（第二版）》这本书，虽然我个人的研究领域并不直接涉及材料物理性能的深入计算或实验，但我一直认为，对材料基本性质的理解，是任何材料应用和开发的基础。这本书的出现，对于我这样希望拓宽知识边界、寻求跨领域灵感的读者来说，具有重要的意义。我猜想，书中可能不仅仅是罗列各种材料的性能参数，更重要的是会提供一套系统的分析方法和理论框架，帮助读者理解这些性能是如何产生的，以及如何通过改变材料的组成或结构来调控这些性能。我非常希望能从中学习到如何从微观层面预测宏观性能，例如，了解不同晶体缺陷（如空位、间隙原子、取代原子）对材料导电性、导热性的影响机制，以及它们如何影响材料的强度和硬度。另外，我对材料在不同环境（如高温、低温、腐蚀性介质）下的性能变化也颇感兴趣，希望书中能有相关的章节，探讨这些外在因素如何改变材料的微观结构，进而影响其宏观表现。这本书，在我看来，更像是一本“材料的语言手册”，学会了这本书，就能更好地“读懂”材料，并与材料进行更有效的“对话”。

评分☆☆☆☆☆

虽然我主要的专业方向是偏向应用和工艺，但对于材料本身的物理性能，我一直抱有浓厚的兴趣，也深知其重要性。在我看来，《材料物理性能（第二版）》这本书，就如同材料世界的“字典”和“说明书”，能够帮助我们理解材料为什么会表现出某种特定的行为。我希望书中能够系统地梳理各种重要的物理性能，比如电学性能（导电性、绝缘性、半导体特性）、光学性能（透明性、反射性、折射率）、磁学性能（磁导率、剩磁、矫顽力）以及热学性能（比热容、热膨胀系数、导热系数）等。更重要的是，我希望书中能够深入探讨这些性能与材料微观结构之间的关联。例如，在介绍半导体材料时，我期待看到对能带理论的详细解释，以及杂质掺杂如何改变载流子浓度，进而影响导电性能。对于光学性能，我希望了解不同晶体结构和原子排列如何影响光的吸收、反射和透射。而磁性材料，我则希望深入理解铁磁性、顺磁性、抗磁性等不同磁性的微观起源，以及居里温度、 Néel 温度等重要参数的意义。这本书，在我眼中，是一种知识的储备，是理解材料世界运作规则的基础，能够帮助我在面对各种材料问题时，找到更根本的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《材料物理性能（第二版）》，让我立刻联想到我大学时期学习相关课程时的情景。那时候，我们接触的主要是基础概念和经典理论，虽然扎实，但有时也显得有些脱离实际，缺乏对现代材料发展前沿的触及。所以我特别期待这本“第二版”能在经典理论的基础上，融入更多近年来材料科学领域的新成果和新思路。例如，我非常关注纳米材料、量子材料以及智能材料等新兴领域，这些材料往往展现出与传统材料截然不同的物理性能，其背后的机制和调控方法也更加复杂和精妙。我希望书中能够对这些前沿领域有所涉猎，比如，对于量子点，希望能了解其光学性能如何与其尺寸效应和量子限制效应相关联；对于形状记忆合金，则希望能够深入理解其马氏体相变和逆相变机制如何赋予其特殊的“记忆”能力。此外，我非常好奇书中是否会涉及一些先进的表征技术，例如高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）或X射线衍射（XRD）等，它们如何帮助我们直接观察和分析材料的微观结构，从而深入理解其物理性能。总的来说，我希望这本书能够是一座连接经典与前沿的桥梁，让我能在巩固基础的同时，也能站在时代的尖端，洞察材料科学的未来。

评分☆☆☆☆☆

对于一个初涉材料领域的研究者而言，《材料物理性能（第二版）》这样的书名，本身就充满了吸引力。我渴望从中获得一套清晰、系统的知识体系，能够帮助我快速地理解和掌握材料物理性能这个庞大的概念。我希望书中能够以一种逻辑严谨、循序渐进的方式，从最基础的原子结构、化学键合开始，逐步深入到晶体学、缺陷理论，再到宏观物理性能的表征和影响因素。例如，在介绍材料的机械性能时，我希望不仅仅停留在屈服强度、抗拉强度这些指标上，而是能够更深入地解释塑性变形的微观机制，如位错的产生、运动和交互作用，以及它们如何受到材料的微观结构、晶界、第二相等因素的影响。同样，对于热学性能，我希望能够了解不同材料的热导率差异的根源，是电子导热还是晶格导热占主导，以及如何通过控制晶界数量、引入填隙原子等方式来调控热导率。我尤其期待书中能够提供一些实际的案例分析，通过具体的材料，例如铝合金、高强度钢、或者陶瓷材料，来演示如何运用所学的理论知识去解释和预测它们的物理性能。这本书，在我看来，应该是一本能够“授人以渔”的教材，帮助我建立起分析和解决材料性能问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑给材料科学领域的探索者们带来了一场思想的盛宴。虽然我还没来得及深入研读，但仅从其书名《材料物理性能（第二版）》来看，就能预感到其中蕴含的深度与广度。我一直对材料的微观结构如何决定宏观表现充满好奇，无论是金属的延展性，还是陶瓷的脆性，抑或是高分子的弹性，这些截然不同的物理性能背后，必定隐藏着复杂的物理机制。我期待书中能详细阐述原子键合、晶体结构、缺陷种类及其对材料力学、热学、电学、磁学等各方面性能的影响。例如，在力学性能方面，我希望能够看到关于位错理论、断裂力学等经典理论的深入剖析，以及它们如何解释材料在应力作用下的变形和失效。同时，对于热学性能，如导热性、热膨胀等，我也希望能了解其与晶格振动、电子迁移等微观过程的内在联系。此外，材料的电学和磁学性能，诸如导电机制、介电常数、磁畴结构等，更是我一直以来着迷的研究方向，希望书中能够对此有详尽的阐述，并可能涉及一些新兴材料在这方面的最新进展。总之，这本书在我心中已经描绘出一幅材料科学宏伟蓝图的轮廓，我迫不及待地想要翻开它，去探索那隐藏在物质深处的奥秘。

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