主要包括八章:第一章材料的結(jié)構(gòu)與受力形變、第二章材料的脆性斷裂與強度、第三章材料的結(jié)構(gòu)與熱學(xué)性能、第四章材料的結(jié)構(gòu)與磁學(xué)性能、第五章材料的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能、第六章材料的結(jié)構(gòu)與介電性能、第七章材料的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能、第八章材料的表面結(jié)構(gòu)與潤濕性能。
該教材可作為材料類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材。也可供科技人員參考。
陳玉清,山東輕工業(yè)學(xué)院,教授材料院長,作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)了如下科研項目:
1.山東省自然科學(xué)基金:納米抗菌薄膜,2005--2008
2.山東省科技廳近零膨脹NIP陶瓷材料,2001-2004
3.山東省教育廳生態(tài)抗菌陶瓷內(nèi)墻磚,2005-2007
在國內(nèi)外刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文50多篇。
教學(xué)方面:《材料性能》教學(xué)方法獲2011年山東輕工業(yè)學(xué)院教學(xué)成果一等獎,《材料結(jié)構(gòu)與性能》2011年成為山東輕工業(yè)學(xué)院首批創(chuàng)新課程,2012年在校級精品課程的基礎(chǔ)上,申報了省級精品課程。
第1章材料的結(jié)構(gòu)與受力形變
1.1應(yīng)力與應(yīng)變
1.1.1應(yīng)力
1.1.2應(yīng)變
1.1.3應(yīng)力-應(yīng)變曲線
1.2材料的結(jié)構(gòu)與彈性形變
1.2.1彈性形變的微觀機制
1.2.2彈性形變的宏觀規(guī)律
1.2.3彈性模量
1.2.4復(fù)合材料的彈性模量
1.2.5彈性比功
1.2.6滯彈性及弛豫性能
1.2.7彈性模量與某些物理參量關(guān)系
1.3材料的結(jié)構(gòu)與塑性形變
1.3.1晶格滑移與孿晶 第1章材料的結(jié)構(gòu)與受力形變
1.1應(yīng)力與應(yīng)變
1.1.1應(yīng)力
1.1.2應(yīng)變
1.1.3應(yīng)力-應(yīng)變曲線
1.2材料的結(jié)構(gòu)與彈性形變
1.2.1彈性形變的微觀機制
1.2.2彈性形變的宏觀規(guī)律
1.2.3彈性模量
1.2.4復(fù)合材料的彈性模量
1.2.5彈性比功
1.2.6滯彈性及弛豫性能
1.2.7彈性模量與某些物理參量關(guān)系
1.3材料的結(jié)構(gòu)與塑性形變
1.3.1晶格滑移與孿晶
1.3.2滑移機制
1.3.3塑性形變的位錯運動理論
1.3.4不同材料的塑性
1.3.5塑性性能的有關(guān)參量
1.3.6材料的超塑性
1.4材料的結(jié)構(gòu)與高溫蠕變
1.4.1高溫蠕變曲線
1.4.2蠕變機理
1.4.3蠕變斷裂
1.4.4陶瓷材料的高溫蠕變
1.4.5耐火材料的結(jié)構(gòu)與蠕變
習(xí)題與思考題
參考文獻
第2章材料的脆性斷裂與強度
2.1固體材料的理論強度
2.2材料的斷裂強度
2.2.1材料的斷口特征
2.2.2裂紋尖端應(yīng)力集中問題
2.2.3材料的斷裂強度
2.2.4奧羅萬對斷裂強度的修正
2.3裂紋的起源與擴展的能量判據(jù)
2.3.1裂紋的起源
2.3.2裂紋擴展的能量判據(jù)
2.4材料的斷裂韌性
2.4.1裂紋的擴展方式
2.4.2裂紋尖端應(yīng)力場分析
2.4.3應(yīng)力場強度因子及幾何形狀因子
2.4.4臨界應(yīng)力場強度因子及斷裂韌性
2.4.5裂紋擴展的動力與阻力
2.4.6線彈性計算公式對試件尺寸的要求
2.4.7斷裂韌性的測試方法
2.5材料的結(jié)構(gòu)與強化增韌
2.5.1陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與強化
2.5.2陶瓷材料的增韌
2.5.3高分子材料的復(fù)合強化
2.5.4金屬材料的結(jié)構(gòu)與強韌化
2.6無機材料強度的統(tǒng)計性質(zhì)
2.6.1無機材料強度波動分析
2.6.2強度的統(tǒng)計分析
2.6.3求應(yīng)力函數(shù)的方法及韋伯分布
2.6.4韋伯函數(shù)中的m及σ0的求法
2.6.5有效體積的計算
2.6.6韋伯統(tǒng)計的應(yīng)用實例
2.6.7兩參數(shù)韋伯分布及應(yīng)用
2.7材料的硬度
2.7.1硬度的表示方法
2.7.2納米材料的硬度
2.8復(fù)合材料
2.8.1纖維復(fù)合材料的原則
2.8.2連續(xù)纖維單向強化復(fù)合材料的強度
2.8.3短纖維單向強化復(fù)合材料
2.8.4單向纖維增強SiC基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
習(xí)題與思考題
參考文獻
第3章材料的結(jié)構(gòu)與熱學(xué)性能
3.1晶格熱振動
3.1.1一維單原子晶格的線性振動
3.1.2一維雙原子晶格的線性振動
3.2材料的結(jié)構(gòu)與熱膨脹
3.2.1材料的熱膨脹與熱膨脹系數(shù)
3.2.2固體材料熱膨脹機理
3.2.3熱膨脹和其他物理性能的關(guān)系
3.2.4復(fù)合材料的熱膨脹
3.2.5低膨脹與零膨脹材料的結(jié)構(gòu)特征
3.3材料的結(jié)構(gòu)與熱傳導(dǎo)
3.3.1固體材料熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律
3.3.2固體材料熱傳導(dǎo)的微觀機理
3.3.3材料結(jié)構(gòu)與熱導(dǎo)率的關(guān)系
3.3.4復(fù)相材料的熱導(dǎo)率
3.4材料的結(jié)構(gòu)與抗熱沖擊性能
3.4.1材料的抗熱震性及其表示方法
3.4.2熱應(yīng)力
3.4.3抗熱沖擊斷裂性
3.4.4抗熱沖擊損傷性
3.4.5材料結(jié)構(gòu)與抗熱震性的關(guān)系
習(xí)題與思考題
參考文獻
第4章材料的結(jié)構(gòu)與磁學(xué)性能
4.1固體物質(zhì)的磁性來源
4.1.1磁矩
4.1.2原子的磁性
4.1.3基本磁學(xué)性能
4.2固體物質(zhì)的磁性分類
4.2.1抗磁性
4.2.2順磁性
4.2.3鐵磁性
4.2.4亞鐵磁性
4.2.5反鐵磁性
4.3磁疇與磁化曲線
4.3.1鐵磁體中的能量
4.3.2磁疇
4.3.3磁化曲線和磁滯回線
4.4鐵氧體的結(jié)構(gòu)與磁性
4.4.1尖晶石型鐵氧體
4.4.2石榴石型鐵氧體
4.4.3磁鉛石型鐵氧體
4.5磁性材料的結(jié)構(gòu)與性能
4.5.1軟磁材料
4.5.2永磁材料的結(jié)構(gòu)與性能
4.6磁性材料的物理效應(yīng)
4.6.1磁致伸縮效應(yīng)
4.6.2磁各向異性
4.6.3磁聲效應(yīng)
4.6.4磁光效應(yīng)
4.6.5磁電效應(yīng)
4.6.6巨磁阻效應(yīng)
4.6.7磁致溫差效應(yīng)
習(xí)題與思考題
參考文獻
第5章材料結(jié)構(gòu)與電導(dǎo)
5.1材料導(dǎo)電的本質(zhì)
5.2金屬材料的電導(dǎo)
5.3離子材料的電導(dǎo)
5.3.1離子電導(dǎo)率
5.3.2固體電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)與基本性能
5.3.3典型的離子電導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)與性能
5.4電子電導(dǎo)
5.4.1電子電導(dǎo)基本理論
5.4.2典型的光電材料的結(jié)構(gòu)與
性能簡介
5.5材料的超導(dǎo)電性
5.5.1超導(dǎo)體的兩個基本特性
5.5.2超導(dǎo)材料的三個參數(shù)
5.5.3超導(dǎo)體的分類及類型
5.5.4約瑟夫遜效應(yīng)
5.5.5超導(dǎo)材料應(yīng)用
5.6能帶理論初步
5.6.1無限深勢阱或自由電子論
5.6.2布洛赫定理
5.6.3簡并微擾法與禁帶寬度
習(xí)題與思考題
第6章材料的結(jié)構(gòu)與介電性能
6.1材料的結(jié)構(gòu)與介質(zhì)的極化
6.1.1材料在電場中的極化現(xiàn)象與介電常數(shù)
6.1.2電極化的微觀機構(gòu)
6.2高介晶體的結(jié)構(gòu)與極化
6.2.1特殊晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)電場
6.2.2金紅石晶體介電常數(shù)的計算
6.3無機材料的極化
6.3.1混合物法則
6.3.2陶瓷介質(zhì)的極化
6.3.3介電常數(shù)的溫度系數(shù)
6.4電介質(zhì)的介質(zhì)損耗
6.4.1介質(zhì)損耗
6.4.2無機介質(zhì)的結(jié)構(gòu)與損耗
6.5材料的介電強度
6.5.1熱擊穿
6.5.2電擊穿
6.5.3無機材料的擊穿
6.6鐵電性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
6.6.1晶體的鐵電性
6.6.2鐵電體的結(jié)構(gòu)與自發(fā)極化的微觀機理
6.6.3鐵電體的相變
6.6.4電疇結(jié)構(gòu)
6.6.5鐵電材料應(yīng)用案例
6.7壓電性與材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系
6.7.1壓電效應(yīng)
6.7.2壓電振子及其參數(shù)
6.7.3壓電性與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系
6.7.4壓電材料的應(yīng)用
習(xí)題與思考題
參考文獻
第7章材料的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能
7.1材料的非線性光學(xué)性能
7.1.1非線性光學(xué)的概述
7.1.2非線性光學(xué)材料的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系
7.1.3非線性光學(xué)材料分類及性能
7.2材料的線性光學(xué)性能
7.2.1材料的結(jié)構(gòu)與折射率
7.2.2材料的折射率與入射光頻率的關(guān)系
7.3材料的表面特征與光澤
7.3.1表面反射率與折射率的關(guān)系
7.3.2鏡面反射與漫反射
7.3.3釉表面結(jié)構(gòu)與光澤
7.4材料的結(jié)構(gòu)與透光性能
7.4.1材料對光的吸收
7.4.2材料的散射與折射率
7.4.3材料的結(jié)構(gòu)與透光性
7.4.4材料的不透明性與乳濁
7.4.5半透明陶瓷的結(jié)構(gòu)特征
7.5材料的顏色與呈色機理
7.5.1三原色和材料的顏色
7.5.2材料的著色與呈色機理
7.6新型光功能材料簡介
7.6.1熒光材料
7.6.2激光材料
7.6.3光導(dǎo)纖維
7.6.4電光及聲光材料
7.7材料的負(fù)折射和光子晶體
7.7.1材料的負(fù)折射
7.7.2光子晶體
習(xí)題與思考題
參考文獻
第8章材料表面結(jié)構(gòu)與潤濕性能
8.1疏水理論基礎(chǔ)
8.1.1靜態(tài)接觸角理論
8.1.2滾動角理論
8.1.3表面粗糙度對潤濕的影響
8.2C/SiO2復(fù)合薄膜的微觀結(jié)構(gòu)與接觸角
8.2.1C/SiO2復(fù)合薄膜的顯微結(jié)構(gòu)
8.2.2C/SiO2復(fù)合膜產(chǎn)生高接觸角的機理
8.2.3“納米針”結(jié)構(gòu)
8.3浸潤性轉(zhuǎn)變(親-疏水調(diào)控)
8.3.1溶劑控制浸潤性轉(zhuǎn)變
8.3.2熱響應(yīng)浸潤性轉(zhuǎn)變
8.3.3光響應(yīng)浸潤性轉(zhuǎn)變
8.3.4自修復(fù)超疏水表面
習(xí)題與思考題
參考文獻