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1 概论1

2 材料结构理论4

2.1 概述4

2.2 原子结合与结合键5

2.2.1 离子键5

2.2.2 共价键6

2.2.3 金属键6

2.2.4 极化键6

2.3 晶体结构与晶体学9

2.4 准晶、非晶和液晶14

2.4.1 准晶14

2.4.2 非晶15

2.4.3 液晶16

2.5 材料结构的实验研究16

2.5.1 X射线衍射16

2.5.2 电子衍射18

2.5.3 中子衍射19

2.5.4 场离子显微镜19

2.5.5 扫描隧道显微镜20

3 缺陷物理22

3.1 概述22

3.2 点缺陷24

3.2.1 点缺陷的主要类型24

3.2.2 热缺陷数目的统计理论25

3.2.3 点缺陷对物理性能的影响26

3.3 原子扩散理论27

3.3.1 扩散方程和扩散系数27

3.3.2 自扩散的微观机制29

3.3.3 杂质原子的扩散31

3.4 离子晶体的点缺陷及其导电性32

3.4.1 离子晶体中的点缺陷32

3.4.2 离子晶体的导电性33

3.4.3 色心34

3.5 位错35

3.5.1 位错的主要类型35

3.5.2 位错的滑移与晶体的范性形变36

3.5.3 位错能38

3.5.4 位错的其他性质和影响39

3.6 面缺陷41

3.6.1 小角晶界的位错模型41

3.6.2 孪晶界和堆垛层错43

3.6.3 晶界能44

4 材料强化46

4.1 概述46

4.2 力学试验与材料性能47

4.2.1 拉伸试验47

4.2.2 弯曲试验49

4.2.3 硬度试验50

4.2.4 冲击试验52

4.2.5 断裂韧性53

4.2.6 蠕变54

4.2.7 疲劳55

4.3 加工硬化57

4.4 固溶强化60

4.5 弥散强化61

4.6 固态相变强化65

4.7 复合强化70

4.7.1 颗粒增强复合材料70

4.7.2 纤维型复合材料71

4.7.3 层状增强复合材料72

5 导电物理73

5.1 概述73

5.2 材料的导电性能75

5.2.1 能带结构75

5.2.2 超导现象79

5.2.3 导电材料与电阻材料81

5.2.4 其他材料的导电性能81

5.3 半导体与p-n结81

5.3.1 本征半导体与非本征半导体81

5.3.2 n型半导体与p型半导体82

5.3.3 p-n结84

5.4 半导体的物理效应86

5.4.1 余辉效应86

5.4.2 发光二极管88

5.4.3 激光二极管89

5.4.4 光伏特效应90

5.5 半导体陶瓷的缺陷化学理论基础92

5.5.1 克鲁格维克符号系统92

5.5.2 准化学反应92

5.5.3 质量作用定律93

5.5.4 半导体陶瓷的能带结构95

5.5.5 BaTiO3半导瓷的缺陷化学研究98

5.6 能带理论的应用101

5.6.1 半导体的表面能级101

5.6.2 半导体与半导体的接触102

5.6.3 半导体与金属的接触104

6 电介质物理107

6.1 概述107

6.1.1 电介质的概念及特点107

6.1.2 电介质的分类107

6.1.3 电介质的四大基本常数108

6.1.4 电介质的理论108

6.1.5 电介质的实验研究109

6.2 静电场中的电介质行为109

6.2.1 静电介电系数和电极化109

6.2.2 洛伦兹有效场113

6.3 变动电场中电介质的行为及介质损耗116

6.4 极化弛豫118

6.5 动态介电系数119

6.6 固体电介质的电导与击穿121

6.6.1 固体电介质的电导121

6.6.2 固体电介质的击穿132

6.7 电介质的唯象理论136

6.7.1 热力学唯象理论方法136

6.7.2 固态电介质的特征函数138

6.7.3 电介质宏观性质的统一描述方法141

6.8 复介电常数和介电谱的实验研究142

6.8.1 复介电常数的测量143

6.8.2 介电谱144

6.8.3 介电常数对温度的函数关系（温度谱）147

6.8.4 热激励去极化电流的测量（TSDC谱）149

7 铁电物理152

7.1 铁电物理的一般性质152

7.2 铁电体的电畴与电滞回线153

7.2.1 铁电体的电畴153

7.2.2 铁电体的电滞回线158

7.3 铁电相变与晶体的结构变化160

7.3.1 无序-有序型相变铁电体160

7.3.2 位移型相变铁电体163

7.3.3 晶格振动与相变169

7.4 铁电体物理效应172

7.4.1 压电效应172

7.4.2 热释电效应177

7.4.3 电致伸缩178

7.4.4 光学效应181

7.5 铁电物理效应的实验研究189

7.5.1 电介质的铁电性与热电性的实验研究189

7.5.2 压电效应和电致伸缩效应的实验研究193

8 磁性物理200

8.1 概述200

8.2 原子和离子的固有磁矩201

8.2.1 自由原子的磁矩201

8.2.2 物质中的原子磁矩203

8.3 物质的抗磁性和顺磁性205

8.3.1 抗磁性206

8.3.2 顺磁性206

8.4 铁磁性的“分子场”理论206

8.4.1 铁磁性206

8.4.2 外斯分子场理论206

8.4.3 直接交换作用207

8.4.4 稀土金属化合物中的间接交换作用208

8.5 亚铁磁性“分子场”理论208

8.5.1 亚铁磁体、亚铁磁性209

8.5.2 尖晶石型铁氧体的晶体结构209

8.5.3 奈尔亚铁磁性分子场理论211

8.6 铁磁体中的磁晶各向异性、磁致伸缩213

8.6.1 磁晶各向异性能213

8.6.2 退磁场能215

8.6.3 磁致伸缩215

8.7 畴壁与磁畴结构216

8.7.1 磁畴壁216

8.7.2 磁畴218

8.7.3 单畴结构219

9 材料的相变222

9.1 概述222

9.2 相变的基本类型224

9.2.1 相变按热力学分类224

9.2.2 相变按动力学分类225

9.2.3 相变按机制分类227

9.3 马氏体相变228

9.3.1 马氏体相变热力学229

9.3.2 马氏体相变动力学229

9.3.3 马氏体相变的晶体学唯象理论231

9.4 铁电相变、铁性相变233

9.4.1 铁电相变类型233

9.4.2 电介质的特征函数236

9.4.3 铁性相变238

9.5 有序-无序相变238

9.5.1 有序度参数239

9.5.2 长程有序的统计理论239

9.6 朗道相变理论概要242

9.6.1 序参量与对称破缺242

9.6.2 朗道相变理论243

9.7 相变动力学245

9.7.1 形核245

9.7.2 长大247

9.7.3 转变速率249

9.8 界面稳定性与形态演变250

9.8.1 组分过冷250

9.8.2 典型界面形态及其形成机理253

9.8.3 枝晶生长255

9.9 相变微观理论简介257

9.9.1 伊辛模型257

9.9.2 临界指数与标度律258

9.9.3 重正化群理论大意259

9.10 相变的实验研究260

9.10.1 相变点的测定260

9.10.2 相变动力学测量261

9.10.3 相变机制的实验研究262

10 非晶态物理基础264

10.1 绪论264

10.2 非晶态固体的结构265

10.2.1 非晶态固体的结构特点265

10.2.2 非晶态固体结构的描述268

10.2.3 非晶态固体结构的实验研究270

10.3 非晶态固体结构模型274

10.3.1 微晶模型275

10.3.2 无序密堆积硬球模型275

10.3.3 无规则网络结构模型277

10.4 非晶态固体的形成279

10.4.1 结晶与非晶态形成279

10.4.2 非晶态形成能力281

10.4.3 玻璃化转变282

10.5 非晶态半导体283

10.5.1 非晶态半导体的电子态283

10.5.2 非晶态半导体的能带模型287

10.5.3 非晶态半导体的电导288

11 高分子物理291

11.1 概述291

11.2 高分子的分子结构292

11.2.1 高分子链的组成293

11.2.2 高分子链的构型299

11.2.3 高分子链的构象303

11.3 高分子的聚集态结构307

11.3.1 晶态与非晶态聚合物的结构307

11.3.2 液晶态聚合物的结构320

11.3.3 高分子“合金”的结构形态322

11.3.4 聚合物的取向结构323

11.4 高分子的力学性能325

11.4.1 橡胶弹性325

11.4.2 聚合物的黏弹性333

11.5 高分子的电、光和热学性能338

11.5.1 高分子的电学性能338

11.5.2 高分子的光学性能349

11.5.3 高分子的热学性能355

12 低维材料结构363

12.1 薄膜的形成363

12.1.1 薄膜的形成过程363

12.1.2 薄膜形成的理论基础365

12.2 薄膜的结构与缺陷369

12.2.1 薄膜的组织结构369

12.2.2 薄膜的晶体结构370

12.2.3 薄膜的表面结构371

12.2.4 薄膜的缺陷372

12.2.5 薄膜的异常结构和非理想化学计量比373

12.3 薄膜的表面和界面373

12.3.1 表面态和表面空间电荷层374

12.3.2 表面势垒375

12.3.3 界面结构和界面特性、电接触376

12.4 薄膜的尺寸效应378

12.4.1 尺寸效应378

12.4.2 金属薄膜的尺寸效应379

12.4.3 薄膜中铁电相变的尺寸效应381

12.5 薄膜和基片的附着和附着力、内应力382

12.5.1 附着382

12.5.2 附着机理与附着力383

12.5.3 内应力384

12.6 磁电阻效应385

13 超导材料物理389

13.1 超导材料的基本性质389

13.1.1 完全导电性389

13.1.2 完全抗磁性390

13.1.3 临界条件391

13.1.4 新的凝聚态391

13.1.5 超导电性的普适性393

13.2 超导电性的唯象理论394

13.2.1 二流体模型394

13.2.2 伦敦方程395

13.2.3 金兹堡-朗道理论396

13.3 超导电性的微观机制396

13.3.1 同位素效应397

13.3.2 超导能隙397

13.3.3 BCS理论397

13.4 第Ⅰ类超导体和第Ⅱ类超导体401

13.5 超导电子的隧道效应403

13.5.1 单粒子隧道结404

13.5.2 直流约瑟夫森效应405

13.5.3 交流约瑟夫森效应407

13.6 高温超导体409

13.6.1 高温超导体的结构411

13.6.2 高温超导机制的理论研究415

13.7 其他类型的超导体415

13.7.1 有机高分子超导体415

13.7.2 重费米子超导体416

13.7.3 铁基系列超导体416

参考文献418