无机非金属材料性能

本书从材料学和材料物理角度出发，以无机非金属材料各种性质或特性的基本规律及机理、影响因素和典型材料及其应用为主线，系统介绍了无机非金属材料的力学性能、热学性质与抗热震性、电学性能、磁学性能、光学性能、功能耦合与转换特性以及敏感特性等，内容覆盖了传统陶瓷与优选陶瓷材料、玻璃、半导体、晶体、炭素材料(碳纤维、石墨和金刚石)、耐火材料以及建筑材料等，并且吸纳了相关领域尤其是纳米无机非金属材料方面的新近科研成果。

前言
第1章 力学性能 1
1.1 弹性性能 2
1.1.1 弹性模量的概念、物理意义及特性 3
1.1.2 弹性模量与熔点和原子体积的关系 6
1.1.3 弹性模量与温度的关系 6
1.1.4 弹性模量与气孔率的关系 8
1.1.5 复合材料的弹性模量 9
1.1.6 滞弹性 11
1.2 硬度 13
1.2.1 硬度的种类及其测试方法 13
1.2.2 硬度的影响因素及其与其他性能的关系 17
1.3 断裂强度 18
1.3.1 陶瓷材料的理论断裂强度 19
1.3.2 Griffith脆性断裂理论 21
1.3.3 强度的影响因素 24
1.3.4 强度的统计性质 31
1.3.5 联合强度理论和脆性材料的优化使用 35
1.3.6 复合材料的强度 37
1.4 断裂韧性和断裂功 45
1.4.1 应力强度因子和断裂韧性 45
1.4.2 断裂韧性的影响因素 52
1.4.3 断裂功 61
1.4.4 裂纹的起源与扩展 64
1.5 塑性和超塑性 65
1.5.1 塑性变形行为的一般规律 66
1.5.2 塑性变形的位错理论 70
1.5.3 塑性变形的影响因素 73
1.5.4 超塑性的分类与机制 75
1.5.5 超塑性的影响因素 78
1.6 蠕变 80
1.6.1 陶瓷材料蠕变的一般规律 80
1.6.2 蠕变机理 81
1.6.3 蠕变的影响因素 83
1.7 疲劳性能 85
1.7.1 静态疲劳(亚临界裂纹扩展) 86
1.7.2 循环疲劳 90
1.8 冲击性能 95
1.8.1 冲击性能的一般特征 95
1.8.2 表征材料冲击性能的特征参数 96
1.8.3 冲击性能的影响因素 98
1.8.4 冲击损伤机理 100
1.8.5 冲击性能的研究方法 102
思考题和习题 106
参考文献 107
第2章 热学性能和抗热震性 110
2.1 热学性能 111
2.1.1 熔点 111
2.1.2 比热容 113
2.1.3 热膨胀系数 115
2.1.4 热导率 124
2.2 热应力 139
2.2.1 热应力的分类 139
2.2.2 第二类热应力的计算 140
2.3 抗热震性 143
2.3.1 抗热震性评价理论 143
2.3.2 热震剩余强度的预测 150
2.3.3 抗热震性的影响因素及其改善途径 151
思考题和习题 163
参考文献 164
第3章 电学性能 166
3.1 基本概念和基本规律 167
3.1.1 电偶极矩 167
3.1.2 宏观介质中的电磁运动规律 168
3.1.3 复介电常数 171
3.1.4 欧姆定律 172
3.2 介电性能 172
3.2.1 电介质的极化 172
3.2.2 介质弛豫和德拜方程 180
3.2.3 介质损耗的影响因素 182
3.2.4 介电强度 183
3.2.5 典型介电材料的介电特性及其应用 184
3.3 铁电与反铁电特性 188
3.3.1 铁电体的基本特性 188
3.3.2 铁电体自发极化的微观机理 192
3.3.3 铁电体的电畴和极化反向 195
3.3.4 铁电体分类 198
3.3.5 铁电体的应用 200
3.3.6 反铁电体的基本特性和微观结构 202
3.4 离子电导 206
3.4.1 载流子浓度 206
3.4.2 离子迁移率 207
3.4.3 离子电导率 209
3.4.4 扩散与离子电导 210
3.4.5 影响离子电导率的因素 212
3.5 半导体的电学性能 216
3.5.1 半导体的能带解释 216
3.5.2 半导体中的电子电导 217
3.5.3 典型半导体材料及其应用 229
3.6 超导电性和超导材料 231
3.6.1 超导体的电磁学基本特征 231
3.6.2 超导电性的宏观电磁学规律 234
3.6.3 超导材料的分类及典型材料 237
3.6.4 超导材料的应用 241
思考题和习题 243
参考文献 244
第4章 磁学性能 245
4.1 磁性本质与磁性分类 247
4.1.1 磁性的表征参数 247
4.1.2 磁性的本质 248
4.1.3 磁性的分类 249
4.2 磁畴和交换作用 253
4.2.1 磁畴 253
4.2.2 交换作用 256
4.3 磁滞回线、磁导率和磁致损耗 262
4.3.1 磁滞回线 262
4.3.2 磁导率 263
4.3.3 *大磁能积 263
4.3.4 损耗系数和品质因数 263
4.4 铁氧体的磁性与结构 264
4.4.1 尖晶石型铁氧体 264
4.4.2 石榴石型铁氧体 266
4.4.3 磁铅石型铁氧体 266
4.5 磁性陶瓷及其应用 267
4.5.1 软磁铁氧体 267
4.5.2 硬磁铁氧体 268
4.5.3 旋磁铁氧体 269
4.5.4 矩磁铁氧体 270
4.5.5 压磁铁氧体 272
4.5.6 磁泡铁氧体 273
4.5.7 磁记录材料 273
4.5.8 磁性复合材料 274
思考题和习题 276
参考文献 276
第5章 光学性能 277
5.1 光的折射、反射、吸收、散射和透射特性 278
5.1.1 光折射特性——折射率和色散 278
5.1.2 光反射特性与光导纤维 282
5.1.3 光吸收与散射特性——吸收系数和散射系数 287
5.1.4 无机材料的透光性 292
5.2 漫反射和表面光泽 296
5.3 不透明性和半透明性 298
5.3.1 不透明性和乳浊化 298
5.3.2 半透明性 302
5.4 无机材料的显色机理与陶瓷颜料 303
5.5 荧光与荧光物质 305
5.5.1 荧光及其产生机理 305
5.5.2 荧光物质的主要类别 306
5.6 激光和激光器基质材料 310
5.6.1 激光及其产生条件 310
5.6.2 对固体激光器基质材料的性能要求 310
5.6.3 固体激光器基质材料的种类及特性 311
5.7 红外透过材料及其特性 318
5.7.1 红外技术的起源和应用 318
5.7.2 红外系统对红外透过材料的性能要求 319
5.7.3 红外透过材料的种类及特性 320
5.8 非线性光学效应 325
5.8.1 线性光学与非线性光学 325
5.8.2 非线性光学材料 326
思考题和习题 327
参考文献 327
第6章 功能的耦合与转换特性 329
6.1 力-热-电功能转换图——Heckmann图 330
6.2 压电效应 332
6.2.1 压电效应及其产生机理 332
6.2.2 表征压电效应的特性参数 333
6.2.3 压电材料的应用 339
6.3 压磁效应与压磁材料 344
6.3.1 压磁效应的概念 344
6.3.2 描述压磁效应的特性参数 344
6.3.3 压磁材料的种类、性质及其应用 345
6.4 热释电效应与逆热释电效应 348
6.4.1 热释电效应 348
6.4.2 热释电效应产生的条件和机理 349
6.4.3 热释电材料的特性参数和优值 349
6.4.4 热释电材料及其应用 350
6.4.5 逆热释电效应 352
6.5 热电效应与热电材料 354
6.5.1 热电效应 354
6.5.2 热电材料性能的优值参数及实现高优值的途径 355
6.5.3 热电材料的应用 357
6.6 电光和光弹功能转换特性 361
6.6.1 电光效应和电光材料 361
6.6.2 光弹效应 364
6.7 磁光效应与磁光材料 364
6.7.1 磁光效应 364
6.7.2 磁光材料及其应用 366
6.8 声光效应和声光材料 368
6.8.1 声光效应 368
6.8.2 声光材料及其应用 369
思考题和习题 370
参考文献 371
第7章 敏感特性 372
7.1 力敏特性 373
7.1.1 力敏特性参数及影响因素 373
7.1.2 力敏材料及其特性 374
7.2 热敏特性 376
7.2.1 热敏特性机理 377
7.2.2 热敏特性的影响因素 379
7.2.3 热敏材料及其应用 381
7.3 光敏特性 392
7.3.1 光敏特性机理 392
7.3.2 光敏材料及其性质 393
7.4 压敏特性 395
7.4.1 压敏特性机理 396
7.4.2 压敏材料及其应用 398
7.5 气敏特性 400
7.5.1 气敏特性机理 401
7.5.2 气敏材料及其应用 402
7.6 湿敏特性 409
7.6.1 湿敏特性的表征参数 409
7.6.2 湿敏特性机理 410
7.6.3 湿敏材料特性及其应用 410
7.7 磁阻效应 414
7.7.1 磁阻效应 415
7.7.2 磁阻材料及其性质 415
思考题和习题 418
参考文献 418
附录1 本书常用单位 420
附录2 符号表 421
附录3 英文专业词汇索引 425