無機材料物理性能（簡體書）

《高等學校教材：無機材料物理性能》系統地闡述了無機非金屬材料的各種物理性能，包括無機材料的受力形變、脆性斷裂與強度、熱學、光學、電導、介電、壓電和磁學等性能。這些性能基本上都是各個領域在研製和應用無機非金屬材料中，對它們提出來的一系列技術要求，即所謂材料的本征參數。《高等學校教材：無機材料物理性能》主要介紹上述各類本征參數的物理意義、單位以及這些參數在實際問題中所處的地位或應用；各種重要性能的原理及微觀機制；這些性能參數的來源，即性能和材料的組成、結構和織構的關係；各性能之間的相互制約與變化規律。《高等學校教材：無機材料物理性能》論述了無機非金屬材料的各種物理性能的基本概念、基本理論及應用。主要涉及的內容有無機材料的物理基礎，材料的彈性形變、塑性形變，脆性斷裂的原因及改善脆性的措施，熱膨脹、熱導及電導等的基本物理量，各種載流子對電導的影響，介電材料的極化機制、介電損耗和電擊穿，鐵電性和壓電性，物質中磁現象的根源，磁學和電學基本物理量的區別與聯繫，磁性材料的物理效應及應用，光在材料中傳播的各種現象及機理以及在傳播時表現出的性能，材料的腐蝕機理、腐蝕引起性能的變化及腐蝕最小化的方法等。《高等學校教材：無機材料物理性能》內容廣泛，深入淺出，圖文並茂，可作為高等學校材料學科相關專業的本科生和研究生教材或教學參考書，也可供從事材料及相關領域的科研人員學習參考。

《無機材料物理性能》系統地闡述了無機非金屬材料的各種物理性能，包括無機材料的受力形變、脆性斷裂與強度、熱學、光學、電導、介電、壓電和磁學等性能。這些性能基本上都是各個領域在研製和應用無機非金屬材料中，對它們提出來的一系列技術要求，即所謂材料的本徵參數。本書主要介紹上述各類本徵參數的物理意義、單位以及這些參數在實際問題中所處的地位或應用；各種重要性能的原理及微觀機制；這些性能參數的來源，即性能和材料的組成、結構和織構的關係；各性能之間的相互制約與變化規律。對這些性能參數有關規律的掌握，可以為判斷材料優劣，正確選擇和使用材料，改變材料性能，探索新材料、新性能、新工藝打下理論基礎。
為了讓沒有學過《量子力學》和《固體物理》課程的讀者能夠容易理解材料物理性能的微觀機制，本書在第1章以盡可能淺顯的方式系統地介紹了晶體的結構、結合、晶格振動及電子在晶體中的狀態及分佈等內容。在解釋各種性能原理和機制時，盡量避免複雜的數學推導，以盡可能簡化的數學推導得出重要的關係式，並對其物理意義進行說明。對於重點、難點盡可能採用形象化的模型並提供一些必要的數據和實例給予說明。因此在內容上既突出了基礎，又重視了應用。
無機材料類專業的學生必須在一定程度上掌握大量物理性質所涉及到的基礎科學，包括脆性、韌性、電導性、半導性、介電性、磁性和壓電性以及廣泛的材料科學知識。本書將這些知識有條理地、系統地融入了各種材料性能的內容中，因此內容豐富，涵蓋了廣泛的知識點，並將它們有機地聯繫在一起。
本書共分為9章，陝西科技大學的許多同志都參與了本書的編寫工作，其中，第7章、第8章由王秀峰編寫；第1章及第6章由史永勝編寫；第2章由寧青菊編寫；第3章、第4章由談國強編寫；第7章由王秀峰編寫；第5章由於成尤編寫；第9章由高淑雅編寫。全書由陝西科技大學苗鴻雁教授審閱，並提出了許多寶貴意見，作者在此深表感謝。
由於學識和經驗所限，書中的疏漏與錯誤在所難免，敬請讀者批評指正。

緒論

第1章無機材料物理基礎
1．1晶體結構
1．1．1晶體的微觀結構
1．1．2晶面與晶向
1．1．3倒格子
1．2晶體的結合
1．2．1結合力的一般特點
1．2．2結合能
1．2．3結合能函數與晶體的物理性能
1．2．4晶體結合的類型
1．3晶格振動
1．3．1一維原子鏈的振動
1．3．2晶格振動的量子化——聲子
1．4晶體中電子的狀態和分佈
1．4．1電子的共有化運動
1．4．2微觀粒子的運動方程——薛定諤方程
1．4．3晶體中電子的狀態和能帶
1．4．4晶體中電子的運動和有效質量
1．4．5費米能級與玻耳茲曼分佈函數
習題

第2章無機材料的受力形變
2．1應力和應變
2．2彈性形變
2．2．1廣義虎克定律
2．2．2彈性形變的機理
2．2．3彈性模量的影響因素
2．3滯彈性
2．3 ．1流變模型
2．3．2滯彈性
2．4無機材料的塑性形變
2．4．1晶格滑移
2．4．2塑性形變的機理
2．5無機材料的高溫蠕變
2．5．1典型的蠕變曲線
2．5．2蠕變機理
2．5．3影響蠕變的因素
2．6黏滯流動
2．6．1流動模型
2．6．2影響黏度的因素
習題

第3章無機材料的脆性斷裂與強度
3，1理論斷裂強度
3．2格里菲斯微裂紋理論
3．3應力強度因子和平面應變斷裂韌性
3．3．1裂紋擴展方式
3．3． 2裂紋尖端應力場分析
3．3．3應力場強度因子及幾何形狀因子
3．3．4臨界應力場強度因子及斷裂韌性
3．3．5裂紋擴展的動力與阻力
3．4斷裂韌性常規測試方法
3．4．1單邊切口梁技術
3．4．2山形切口技術
3．4．3其他形狀切口試樣
3．4．4 Knoop壓痕三點彎曲梁法
3．5裂紋的起源與擴展
3．5．1裂紋的起源
3．5．2裂紋的快速擴展
3．5．3影響裂紋擴展的因素
3．6靜態疲勞
3．7蠕變斷裂
3．8顯微結構對材料脆性斷裂的影響
3．9斷裂統計學
3．9．1 Weibull方法
3．9．2試樣尺寸和承載模式的影響
3．10提高陶瓷材料強度及改善脆性的途徑
3．10．1微晶、高密度與高純度
3．10．2預加應力
3．10．3化學強化
3．10．4相變增韌
3．10．5彌散增韌
3．11複合材料
3．11．1連續纖維單向強化複合材料的強度
3．11．2短纖維單向強化複合材料
3．12陶瓷材料的硬度
習題

第4章無機材料的熱性能
4．1無機材料的熱容
4．1．1晶態固體熱容的經驗定律和經典理論
4．1．2晶態固體熱容的量子理論
4．2無機材料的熱膨脹
……
第5章無機材料的電導
第6章無機材料介電性能
第7章無機材料的磁學性能
第8章無機材料的光學性能
第9章材料在特殊環境中的性能