材料物理性能分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何飞 著

图书标签:

• 材料物理
• 材料性能
• 物理性能分析
• 材料科学
• 工程材料
• 材料测试
• 材料表征
• 固态物理
• 材料力学
• 结构与性能

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560364650

版次：1

商品编码：12311869

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-02-01

用纸：胶版纸

编辑推荐

本书可作为材料科学与工程学科领域的专业基础教材，也可供相关高等院校师生和科研技术人员阅读参考。

内容简介

本书系统地介绍了材料的各种物理性能特点，内容包括：量子基础理论的相关知识、材料的导电性能、介电性能、热血性能、光学性能、磁学性能以及弹性和内耗。内容涵盖材料各种物理性能的物理学概念、物理学原理与机制、物理参量的影响规律分析、物理性能分析在材料的科研和生产中的应用，以及各种物理性能测试和分析方法等。本书涉及的内容知识面宽、信息量大、基础性强。

目录

目录

第1章 材料物理基础知识

第2章 材料的导电性能

第3章 材料的介电性能

第4章 材料的热学性能

第5章 材料的光学性能

第6章 材料的磁学性能

第7章 材料的弹性与内耗

参考文献

现代材料学前沿：性能表征与结构调控 书籍名称：《现代材料学前沿：性能表征与结构调控》 内容简介： 本书旨在系统梳理和深入探讨当代材料科学领域中最为关键的研究方向——材料的微观结构、宏观性能之间的内在联系，以及如何通过精妙的结构设计与调控手段，实现对材料特定性能的定向优化。全书内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广阔跨度，特别聚焦于先进功能材料的制备、表征技术的新进展，以及面向下一代技术需求的性能挖掘。 第一部分：材料性能的理论基础与计算模拟 本部分首先对凝聚态物理的基本原理进行了回顾，重点阐述了晶体结构缺陷、晶界、位错等微观结构特征对材料机械、电学和热学性能的影响机制。我们引入了密度泛函理论（DFT）在预测材料电子结构、能带结构及本征缺陷能量方面的应用，为理解材料的固有性能提供了坚实的理论框架。 随后，深入探讨了分子动力学（MD）模拟在研究材料动态行为，如扩散、相变、塑性变形过程中的独特优势。详细介绍了如何通过建立精确的原子间势函数，模拟高熵合金的短程有序结构、高分子链的热力学行为以及界面处的应力传递机制。这部分内容强调了计算材料学在加速新材料发现和性能预测中的核心作用。 第二部分：先进表征技术及其在微观结构解析中的应用 材料的性能与其微观结构息息相关，因此，精准、多尺度的表征技术是性能分析的基石。本部分详尽介绍了当前主流和新兴的材料表征手段。 在结构分析方面，重点讲解了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在原子尺度成像中的最新进展，特别是球差校正电镜技术如何揭示复杂氧化物界面、二维材料堆叠层错等亚纳米尺度的结构特征。同时，结合同步辐射X射线衍射（XRD）技术，探讨了如何通过原位（in-situ）实验监测材料在应力、温度或电场作用下的结构演化。 在成分与化学态分析方面，对X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）在表面化学态识别、价态分析上的精细操作进行了深入论述。特别关注了如何利用这些技术解析催化剂活性位点、电池电极/电解液界面的复杂固态电解质界面（SEI）膜的形成过程。 此外，针对功能材料，如磁性材料和光学材料，本书详细阐述了磁力显微镜（MFM）和扫描近场光学显微镜（SNOM）在探测局域磁畴结构和近场光场分布方面的应用，强调了功能成像技术对理解材料宏观响应机制的指导意义。 第三部分：性能调控：从原子层面到宏观集成 本部分是全书的核心，聚焦于如何通过对材料的结构、成分和工艺参数进行精确控制，实现对特定性能的定向优化。 1. 机械性能的梯度与复合调控： 探讨了如何利用表面工程技术（如离子注入、表面喷涂）在材料表面形成高硬度、高韧性的梯度结构，以提高耐磨性和抗疲劳性能。对于复合材料，本书深入分析了界面剪切强度对宏观力学性能的影响，并介绍了先进的纤维/基体界面设计策略，以优化能量耗散机制。 2. 电子与电学性能的拓扑控制： 重点讨论了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的层数、掺杂、应变工程对费米能级、载流子迁移率的影响。对于半导体材料，详细阐述了缺陷工程（如控制氧空位、金属间化合物的形成）如何精确调控材料的导电类型和载流子浓度。 3. 热电与热管理材料的性能耦合： 深入剖析了热电优值因子（ZT）的三个关键参数——电导率、塞贝克系数和热导率之间的内在矛盾。重点介绍了声子散射工程（如引入纳米析出物、构建复杂晶格结构）在有效降低晶格热导率，同时保持高电输运性能方面的最新突破。 4. 能源材料的界面动力学控制： 针对锂离子电池、固态电池等，本书将性能分析的视角聚焦于电化学界面。详细分析了电极材料在充放电过程中的体积膨胀与结构稳定性问题，以及如何通过表面包覆或电解液添加剂来钝化界面副反应，提高材料的循环寿命和倍率性能。 第四部分：跨尺度多物理场耦合下的材料行为 现代材料的应用场景日益复杂，需要同时满足多种物理场（如电、热、力、光）的耦合要求。本部分探讨了在多场耦合环境下，材料性能的非线性响应机制。例如，在压电材料中，研究了机械应变如何影响电极化强度（机电耦合），以及如何通过晶体取向设计来最大化能量转换效率。此外，还探讨了光热效应在光催化材料和柔性电子器件中的重要性，强调了从原子尺度的电子-声子相互作用到宏观器件性能的完整链条分析方法。 本书内容深度适宜，兼顾了材料科学、物理学和化学等多个学科背景的研究人员与高级工程技术人员的需求，旨在提供一个全面、深入、面向前沿的性能分析与结构调控的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

本书对于热力学和相变的部分，可以说是将材料的“内在生命”展现得淋漓尽致。作者没有拘泥于简单的相图解读，而是深入剖析了不同温度、压力下，材料原子排列方式的改变，以及这些改变如何导致宏观性质的剧烈变化。我尤其喜欢作者对金属在熔化和凝固过程的描述，以及玻璃的“假晶体”状态的解释，这让我对材料的“固态”、“液态”和“气态”有了更深刻的理解，并且认识到相变并非总是 abrupt 的。书中还探讨了合金的固溶强化、相变强化等重要的强化机制，这些理论对于理解金属材料的力学性能至关重要。我之前对退火、淬火等热处理工艺一直感到好奇，这本书详细解释了这些工艺背后的热力学原理，以及它们如何改变材料的微观结构和性能。这让我对金属材料的加工和应用有了更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇就让我眼前一亮。作者并没有直接陷入枯燥的公式推导，而是从一个非常贴近我们日常生活的案例切入，比如为什么夏天穿浅色衣服会感觉凉快，而冬天穿深色衣服则更暖和。这种“由表及里”的讲解方式，让我立刻对材料的物理性能产生了浓厚的兴趣。书中详细阐述了不同材料在吸收和反射光线方面的差异，以及这些差异是如何影响温度的。我特别喜欢作者用生动形象的比喻来解释抽象的概念，比如将热量传递比作“能量在人群中的传递”，将热辐射比作“看不见的温度之手”。这种方式让我在轻松愉快的阅读过程中，不知不觉地掌握了基础的传热学原理。而且，作者在介绍光学性能时，不仅仅局限于可见光，还延伸到了红外线和紫外线，这让我对材料在不同光谱下的表现有了更全面的认识。我之前从未想过，一件简单的T恤，背后竟然蕴含着如此丰富的材料物理学知识。这本书真的让我对周围的世界有了全新的看法，也激发了我进一步探索材料科学的欲望。

评分☆☆☆☆☆

这本书在介绍电学和磁学性能时，展现出了作者深厚的功底和严谨的逻辑。我之前一直以为电导体和绝缘体之间的界限非常明确，但书中却详细阐述了半导体材料的神奇之处，以及它是如何通过掺杂等方式来精确控制导电性的。这让我联想到了我们生活中无处不在的电子设备，从智能手机到电脑，都离不开这些精密的半导体元件。作者还对超导体和磁性材料的特性进行了深入的探讨，特别是关于永磁体和电磁体的应用，比如电机、发电机以及现代的磁悬浮列车，都让我大开眼界。我特别欣赏书中对于材料在不同温度和磁场下的行为变化的描述，这让我对材料的动态特性有了更直观的感受。作者还穿插了一些历史性的研究发现，例如发现铜在低温下表现出超导性，这使得我在学习理论知识的同时，也能了解到科学探索的曲折和魅力。

评分☆☆☆☆☆

在关于材料的声学和光学性能的探讨中，这本书更是展现了其独到的视角。作者并没有将声学和光学性能割裂开来，而是巧妙地将它们联系起来，例如在介绍超声波在材料中的传播时，详细阐述了声波的频率、波长与材料密度、弹性模量之间的关系，这对于无损检测技术有着重要的指导意义。在光学性能方面，我惊喜地发现书中不仅仅讨论了可见光的反射和透射，还深入探讨了材料在紫外、红外以及X射线等其他波段的表现，例如抗紫外线的涂料，以及用于红外探测的材料。作者还通过对晶体光学和非晶体光学特性的对比，让我明白了材料的结构对光学行为的影响。此外，书中还提到了一些有趣的应用，比如压电材料和光学传感器的原理，这些都让我对材料的多元化应用有了更深的体会。

评分☆☆☆☆☆

读到关于材料力学性能的部分，我感觉自己像是踏入了一个全新的领域。作者没有仅仅罗列各种强度、硬度、韧性等参数，而是通过大量的图表和实际应用案例，生动地展示了这些性能是如何影响材料在工程中的选择和应用的。例如，在介绍金属的屈服强度时，作者引用了桥梁建造的例子，详细讲解了为什么需要选择具有高屈服强度的钢材来承受巨大的压力，以及一旦超过屈服极限，材料会发生怎样的塑性变形。我尤其对其中关于疲劳和断裂的内容印象深刻。作者通过对飞机机翼和高压管道等部件在反复应力下的失效过程的分析，让我深刻理解了材料在长期使用过程中可能面临的挑战，以及如何通过设计和材料选择来提高其耐久性。书中对于不同合金在抗疲劳性能上的差异分析也十分细致，让我对材料的微观结构如何影响宏观性能有了更深入的理解。虽然有些章节涉及到一些数学模型，但作者的解释清晰易懂，即使是初学者也能逐步掌握。