材料物理基础教程

本书是较为简明的材料 物理教材，着重叙述关键的 物理基础知识和主要的材料 物理理论，同时注意介绍一 些重要的材料物理现象和新 理论。主要内容有晶体结构 与缺陷及其特征、量子理论 基础及其处理材料中与性能 相关的粒子或准粒子（声子 、电子和光子）集体行为的 数理方法，包括晶格振动与 热容、导体和半导体中的电 子运动及其界面行为，叙述 了材料的热、电、磁、光等 主要特性及其物理本质。本 书的特点是理论内容叙述简 洁明了，立足于材料视角叙 述物理基础知识、阐述材料 物理现象。通过对本书的学 习，既能掌握材料物理基础 理论，又能了解材料物理的 新发展，从而提高对材料特 性的理解和本质认知。 本书适合作为材料类专 业高年级本科生或研究生的 教材，也可作为材料领域专 业技术人员的参考书。

胡正飞，博士，同济大学材料学院教授，博士生导师。先后在苏州大学物理专业、华东理工大学物理化学专业、北京科技大学材料物理专业完成本科到博士阶段学业。曾是复旦大学博士后、佐治亚理工学院（Georgia Tech）高级访问学者。专业上一直从事材料物理领域的科研和教学工作。主要从事金属材料领域应用基础理论和工程实际问题研究，关注与工程实际紧密结合的新材料开发与应用，长期跟踪重大工程领域的材料失效分析与评价方面研究，包括包括材料的使役行为、腐蚀失效和设备关键部件寿命评估等。注重实验物理手段的运用，注重利用微观结构观察分析手段和数值模拟相结合的方法，认识微观结构演变行为及其动力学规律，深入理解材料组织结构与性能关系，并结合到材料工程应用评价中去。承担或参与了国家“十一五”和“十二五”支撑课题、国家自然基金、973子课题、上海市重点课题等项目研究工作。已发表学术论文两百余篇，主编和参与编写专著3部，主编教材2本。

第1章 固体晶体结构 1.1 晶体结构及其特性 1.1.1 晶体的概念 1.1.2 晶体的特性 1.2 晶体结构的周期性 1.2.1 空间点阵 1.2.2 晶胞和原胞 1.3 晶体结构的对称性 1.3.1 基本对称操作 1.3.2 晶系 1.3.3 晶列和晶向指数 1.3.4 晶面指数 1.3.5 六方晶系的晶向指数和晶面指数 1.4 倒易点阵 1.4.1 倒格子基矢定义 1.4.2 倒格子的性质 1.4.3 晶面间距、晶面和晶向夹角 1.4.4 倒易点阵的物理意义 1.5 常见晶体结构 1.5.1 常见晶体结构 1.5.2 实际晶体的结构特征 第2章 晶体结构缺陷与运动 2.1 点缺陷及其组态 2.1.1 点缺陷结构 2.1.2 点缺陷的能量和运动 2.1.3 热平衡点缺陷 2.1.4 非平衡点缺陷 2.1.5 点缺陷的运动 2.2 位借结构及其运动 2.2.1 位错结构 2.2.2 位错密度 2.2.3 位错的结构特征 2.2.4 位错应力场 2.2.5 位错运动 2.3 位错和缺陷相互作用 2.3.1 位错和点缺陷间的相互作用 2.3.2 位错间的相互作用 2.4 位错的产生及观察 2.4.1 位错的产生和消失 2.4.2 位错增殖 2.5 常见晶体中的特殊位错结构 2.5.1 面心立方晶体中的位错 2.5.2 体心立方体晶体中的位错 2.5.3 密排六方结构晶体中的位错 2.6 晶界和相界 2.6.1 晶界 2.6.2 相界 第3章 固体量子理论基础 3.1 材料特性与微观粒子行为 3.2 量子观点的形成