材料性能學(2022年中國石油大學出版的圖書)

《材料性能學——物理性能》作者是於濂清

基本介紹

• 中文名：材料性能學-物理性能
• 作者：於濂清
• 類別：教材
• 出版社：中國石油大學出版社
• 出版時間：2022年1月1日
• 頁數：242 頁
• 定價：39 元
• 開本：16 開
• ISBN：9787563672523

內容簡介

材料性能學課程是材料科學與工程、材料化學、材料物理專業一門重要的專業基礎課,兼顧材料工程學科中金屬材料、無機非金屬材料、複合材料的共性與個性,充分融合了當代科學技術的新概念、新知識、新技術、新工藝。

本教材比較系統地介紹了材料的熱、導電、光電、介電、磁、光等物理性能的本質機理,分析了材料的這些物理性能與其成分、組織結構、工藝過程的關係,並介紹了各種重要物理性能的基本理論及微觀機制、測定方法、控制和改善措施,以及材料各物理性能之間的相互制約與變化規律。

本書作者是於濂清，本教材依據“新工科”人才培養理念與要求,系統梳理了“新工科”專業知識邏輯體系,構建了通專融合的模組化知識體系,融入了當前最新的科學研究成果,如納米發電機、鋰電池、超級電容器、太陽能電池等,同時增加了與日常生活關聯緊密的材料的工作原理,如複印機、超音波、液晶顯示器(LED)、發光二極體、雷射等的工作原理,其目的是把學科中重要的科研成果與教學、生活有機地結合起來,提高教材的科技含量,增強學生實踐套用能力,使課堂教學和科研實現協調發展、良性互動,實現創新型人才培養目標。

圖書目錄

第1章　材料的熱學性質

　　1.1　熱力學發展回顧

1.1.1　熱力學發展史

1.1.2　熱力學定律

1.1.3　熱力學的局限性

1.1.4　熱力學的發展方向

　　1.2　材料的熱容

1.2.1　一維晶格熱振動

1.2.2　熱容的概念

1.2.3　熱容經驗定律與經典理論

1.2.4　熱容量子理論

1.2.5　材料熱容的影響因素

1.2.6　比熱容的測量

　　1.3　材料熱分析技術

1.3.1　熱重法(TG)

1.3.2　差熱分析法(DTA)

1.3.3　差示掃描量熱法(DSC)

1.3.4　熱分析法的套用

　　1.4　材料的熱膨脹

1.4.1　熱膨脹的定義

1.4.2　固體材料熱膨脹機理

1.4.3　熱膨脹的影響因素

1.4.4　熱膨脹係數的測量

1.4.5　熱膨脹的套用

1.4.6　陶瓷表面釉層的熱膨脹

1.4.7　熱棒技術在我國青藏鐵路中的套用

　　1.5　材料的熱傳導

1.5.1　熱傳導的基本定律

1.5.2　熱傳導的微觀機理

1.5.3　影響熱導率的因素

1.5.4　無機材料的熱導率

1.5.5　熱導率的測量

　　1.6　材料的熱穩定性

1.6.1　熱穩定性的表示方法

1.6.2　熱應力的產生和計算

1.6.3　抗熱衝擊斷裂性

1.6.4　抗熱衝擊損傷性

1.6.5　提高熱穩定性的措施

　　習　題

第2章　材料的導電性質

　　2.1　電學發展回顧

2.1.1　對電的認識過程

2.1.2　靜電學的發展

2.1.3　電池與電磁學發展

　　2.2　導電基礎理論

2.2.1　金屬導電經典理論

2.2.2　量子自由電子理論

2.2.3　金屬費米-索末菲自由電子理論

2.2.4　晶體能帶理論

　　2.3　純金屬的導電性

2.3.1　金屬的導電機制與馬基申定律

2.3.2　影響金屬材料導電性的因素

　　2.4　固溶體材料的導電性

2.4.1　固溶體電阻率與組元濃度關係

2.4.2　固溶體電阻率與溫度關係

2.4.3　有序固溶體(超結構)電阻率

2.4.4　不均勻固溶體(K狀態)電阻率

　　2.5　導電性的測量

2.5.1　直流電橋測量法

2.5.2　直流電位差計法

2.5.3　直流四探針法

2.5.4　衝擊檢流計法

　　2.6　導電性的套用研究

2.6.1　合金時效研究

2.6.2　合金有序—無序轉變研究

2.6.3　材料疲勞過程研究

　　2.7　超導電性

2.7.1　超導體的特徵值

2.7.2　Meissner(邁斯納)效應

2.7.3　Josephson(約瑟夫遜)效應

2.7.4　超導機理

2.7.5　超導材料的種類

2.7.6　超導材料的套用

　　習　題

第3章　半導體材料及其光電性質

　　3.1　半導體材料回顧

3.1.1　半導體材料分類

3.1.2　半導體中電子能帶

3.1.3　本徵半導體的電學性能

3.1.4　雜質半導體的電學性能

3.1.5　PN結的特性

3.1.6　三極體的放大特性

　　3.2　材料的光電性質

3.2.1　外光電效應

3.2.2　光電導效應

3.2.3　光生伏特效應

3.2.4　光電池的特徵值

　　3.3　單晶矽太陽能電池

3.3.1　太陽能電池分類

3.3.2　單晶矽太陽能電池的結構

3.3.3　單晶矽太陽能電池的製作過程

　　3.4　接觸電效應

3.4.1　金屬-金屬接觸電效應

3.4.2　金屬-半導體接觸電效應

3.4.3　金屬-電解液接觸電效應

　　3.5　場效應電晶體

3.5.1　類　型

3.5.2　工作原理

3.5.3　特　點

　　3.6　半導體材料的前景

3.6.1　半導體材料的地位

3.6.2　發展現狀與趨勢

3.6.3　光學微腔和光子晶體

　　3.7　複印機

3.7.1　複印機分類

3.7.2　靜電複印機的工作原理

3.7.3　卡爾遜靜電複印法

　　3.8　發光二極體

3.8.1　發展歷程

3.8.2　發光原理及發光本質

3.8.3　製備工藝

3.8.4　優　點

　　3.9　液晶顯示器

3.9.1　液晶材料

3.9.2　液晶顯示器

　　習　題

第4章　材料的發電和儲電性質

　　4.1　熱電性

4.1.1　塞貝克效應

4.1.2　珀爾帖效應

4.1.3　湯姆遜效應

4.1.4　熱電子效應

　　4.2　納米發電機

4.2.1　納米發電機的結構

4.2.2　納米發電機的意義

　　4.3　鋰電池

4.3.1　鋰電池的特點

4.3.2　鋰電池的工作原理

4.3.3　鋰電池正極材料

4.3.4　鋰電池負極材料

　　4.4　直接甲醇燃料電池

4.4.1　直接甲醇燃料電池的工作原理

4.4.2　直接甲醇燃料電池的特點及性能影響因素

4.4.3　直接甲醇燃料電池面臨的問題

　　4.5　電介質極化

4.5.1　極化相關的基本概念

4.5.2　極化的基本形式

4.5.3　介電損耗的表示方法

　　4.6　超級電容器

4.6.1　超級電容器的儲能機理

4.6.2　超級電容器的特性

4.6.3　超級電容器的電極材料和電解液

　　4.7　壓電性

4.7.1　壓電效應

4.7.2　壓電效應與晶體結構

4.7.3　壓電陶瓷——鈦酸鉛

　　4.8　超音波

4.8.1　超音波的基本原理

4.8.2　超音波傳播的特點

4.8.3　超音波的套用

　　4.9　熱釋電及鐵電性

4.9.1　熱電性和極性

4.9.2　鐵電性產生的原因——自發極化

4.9.3　鐵電性

　　習　題

第5章　材料的磁學性質

　　5.1　磁性概述

5.1.1　材料的磁化特徵

5.1.2　基本參數

5.1.3　磁化率和材料磁性的分類

　　5.2　磁性的起源

5.2.1　原子的磁性

5.2.2　電子軌道磁矩

5.2.3　電子自旋磁矩

5.2.4　原子磁矩

5.2.5　材料中的原子磁矩

　　5.3　鐵磁性及其物理本質

5.3.1　鐵磁性物質的自發磁化

5.3.2　反鐵磁性和亞鐵磁性

　　5.4　磁晶各向異性、磁致伸縮和退磁場

5.4.1　磁晶各向異性

5.4.2　磁致伸縮

5.4.3　退磁場

　　5.5　磁疇的形成與結構

5.5.1　磁疇與磁疇壁

5.5.2　磁疇的起因與結構

5.5.3　不均勻和多晶體磁疇結構

5.5.4　單疇結構與磁泡疇

　　5.6　磁性材料的技術磁化

5.6.1　磁化曲線與磁滯回線

5.6.2　技術磁化和反磁化過程

　　5.7　軟磁性材料

5.7.1　磁滯和渦流損耗

5.7.2　磁後效應及複數磁導率

5.7.3　磁導率減落及磁共振損耗

　　5.8　鐵磁性的測量

5.8.1　磁化曲線和磁滯回線的測量

5.8.2　磁　秤

　　5.9　磁記錄

5.9.1　磁記錄材料的發展

5.9.2　磁介質的記錄磁化過程

5.9.3　磁記錄的工作原理

5.9.4　讀/寫磁頭

　　5.10　磁　卡

5.10.1　磁卡的材質和分類

5.10.2　磁　軌

5.10.3　磁卡的讀/寫原理

　　5.11　超磁致伸縮材料

5.11.1　磁致伸縮效應的套用

5.11.2　超磁致伸縮材料的製備

5.11.3　超磁致伸縮材料的發展前景

　　習　題

第6章　材料的光學性質

　　6.1　光與介質的作用關係

6.1.1　介質對光的吸收

6.1.2　介質對光的散射

6.1.3　材料的透光性

6.1.4　提高材料透光性的措施

　　6.2　光學玻璃

6.2.1　玻璃的生產過程

6.2.2　玻璃的發展

　　6.3　光與顏色

6.3.1　著色的原因

6.3.2　著色劑

　　6.4　光纖材料

6.4.1　光纖傳輸的基本原理

6.4.2　光纖材料特徵值

6.4.3　微結構光纖的製備

　　6.5　激　光

6.5.1　雷射的特點

6.5.2　雷射產生原理

6.5.3　光學諧振腔

6.5.4　雷射材料

6.5.5　展　望

　　習　題

參考文獻

視頻資源

　　視頻1　材料與航空航天技術

　　視頻2　材料的熱膨脹

　　視頻3　梯度功能材料設計套用

　　視頻4　材料與交通

　　視頻5　材料促進計算機飛速發展

　　視頻6　信息材料時代來臨

　　視頻7　如何實現太陽能發電

　　視頻8　組建太陽能發電系統

　　視頻9　神奇的發光二極體(LED)

　　視頻10　磁性材料與人類文明進步

　　視頻11　磁致伸縮效應

　　視頻12　軟磁性材料

　　視頻13　永磁性材料——磁王釹鐵硼

　　視頻14　磁記錄材料——磁帶

　　視頻15　磁致電阻材料——磁頭　　視頻16　動感科技——雷射