具體描述
內容簡介
本書為普通高等教育“十一五”規劃教材，中國石油和化學工業優秀齣版物奬（教材奬）一等奬獲奬教材，北京市高等教育精品教材。本書主要描述材料中的物理現象及其本質機理和應用。本書分為10章，分彆是材料的晶態結構、晶體缺陷、材料的固態相變、材料的固態擴散、材料的電子理論、材料的電學性能、材料的磁學性能、材料的熱學性能、材料的力學性能、材料的光學性能。為便於學習使用，在每章後附有思考題和習題。本書可作為材料科學與工程等工科專業材料物理課程的教材，也可作為相近專業研究生和本科生的教材和參考書以及材料科學工作者和材料工程技術人員的參考書。
作者簡介
李誌林，北京化工大學材料科學與工程學院，教授，主要從事閤金的電子結構與成分設計、電化學誘導相變、電催化材料的閤成與製備等方麵的研究。承擔省部級以上科研項目和企業閤作研究項目20餘項，發錶研究論文70餘篇，其中30餘篇被SCI收錄，齣版專著1部，教材1部，申請國傢發明專利5項，獲省部級科技奬勵2項。主持和省部級特色專業建設項目各1項。主講研究生課程《固體與分子經驗電子理論》、《閤金價電子結構與成分設計》、《固體科學中的空間群》、《材料結構與性能》、《材料物理》等5門，本科生課程《材料物理》、《材料性能基礎》、《材料科學研究方法》、《金屬熱處理原理》、《金屬學》、《熱處理車間設計》、《專業英語》、《金屬學及熱處理》、《機械工程材料》等9門。主編的教材《材料物理》入選國傢“十一五”規劃教材，2010年獲中國石油和化學工業聯閤會頒發的中國石油和化學工業優秀齣版物奬（教材奬）一等奬，2011年被北京市教育委員會評為北京市高等教育精品教材。
目錄
第1章材料的晶態結構/ 11.1晶體學基礎1
1.1.1點陣和晶胞1
1.1.2晶嚮指數和晶麵指數6
1.1.3晶麵間距8
1.1.4非晶態材料的結構10
1.1.5準晶體的結構11
1.2金屬材料的結構12
1.2.1純金屬的典型晶體結構13
1.2.2閤金相結構17
1.3陶瓷材料的結構26
1.3.1特種陶瓷的結構27
1.3.2矽酸鹽的晶體結構29
1.3.3玻璃的結構32
1.4低維材料的結構34
1.4.1薄膜的形成過程34
1.4.2薄膜的結構37
思考題和習題40
第2章晶體缺陷/ 42
2.1晶體缺陷概述42
2.2點缺陷43
2.2.1肖特基缺陷和弗蘭剋爾缺陷43
2.2.2點缺陷的特點43
2.2.3點缺陷的平衡濃度44
2.2.4空位形成能45
2.2.5點缺陷對性能的影響45
2.2.6過飽和點缺陷46
2.3位錯46
2.3.1位錯的發現46
2.3.2位錯的概念和柏氏矢量48
2.3.3位錯的運動52
2.3.4位錯對晶體性能的影響55
2.4麵缺陷56
2.4.1晶界56
2.4.2堆垛層錯61
2.4.3孿晶界62
2.4.4外錶麵63
2.4.5相界麵64
思考題和習題65
第3章材料的固態相變/ 67
3.1固態相變的概念及分類67
3.1.1相變的基本概念67
3.1.2固態相變的一般特點68
3.1.3固態相變的分類70
3.2多晶型性轉變73
3.2.1多晶型性轉變的相變驅動力74
3.2.2多晶型性轉變的相變過程74
3.3共析轉變75
3.3.1共析轉變的熱力學75
3.3.2共析轉變的過程76
3.3.3共析轉變的動力學78
3.4馬氏體轉變79
3.4.1馬氏體的概念79
3.4.2馬氏體轉變的特點80
3.4.3馬氏體轉變的動力學81
3.4.4馬氏體轉變的熱力學84
3.4.5馬氏體的組織形態86
3.4.6馬氏體的轉變機製87
3.4.7熱彈性馬氏體與形狀記憶效應90
3.5貝氏體轉變94
3.5.1貝氏體的組織形態94
3.5.2貝氏體轉變的動力學96
3.5.3貝氏體轉變的特點96
3.5.4貝氏體轉變的機製97
3.5.5貝氏體的定義98
3.6玻璃態轉變和非晶態閤金98
3.6.1非晶態轉變和玻璃化溫度98
3.6.2非晶態閤金的形成99
思考題和習題101
第4章材料的固態擴散/ 103
4.1擴散動力學103
4.1.1擴散第一定律103
4.1.2擴散第二定律104
4.2擴散機製109
4.2.1間隙擴散109
4.2.2置換擴散111
4.2.3晶界擴散和位錯擴散113
4.3上坡擴散114
4.4影響擴散的因素115
4.4.1溫度116
4.4.2固溶體類型116
4.4.3晶體結構116
4.4.4溶質濃度117
4.4.5第三組元117
4.4.6晶體缺陷118
思考題和習題119
第5章材料的電子理論/ 120
5.1波函數和薛定格方程120
5.1.1微觀粒子的波粒二象性120
5.1.2波函數和薛定格方程121
5.2經典統計和量子統計124
5.3自由電子假設126
5.3.1經典自由電子理論126
5.3.2量子自由電子理論126
5.4能帶理論133
5.4.1近(準)自由電子近似和能帶134
5.4.2布裏淵區137
5.4.3近自由電子近似下的狀態密度140
5.4.4能帶理論對材料導電性的解釋140
思考題和習題142
第6章材料的電學性能/ 144
6.1金屬導體的導電性144
6.1.1自由電子近似下的導電性144
6.1.2能帶理論下的導電性145
6.1.3導電性與溫度的關係146
6.1.4電導功能材料148
6.2半導體的導電性150
6.2.1本徵半導體150
6.2.2雜質半導體152
6.2.3霍爾效應156
6.3離子晶體的導電性157
6.3.1離子導電的理論158
6.3.2離子導電的影響因素161
6.3.3快離子導體162
6.4超導電性163
6.4.1超導現象163
6.4.2超導理論166
6.4.3超導研究的進展及其應用169
6.5熱電效應1716.5.1熱電勢171
6.5.2塞貝剋效應172
6.5.3珀耳帖效應173
6.6材料的介電性能174
6.6.1電介質的極化174
6.6.2介電損耗178
6.6.3介電體擊穿181
思考題和習題183
第7章材料的磁學性能/ 186
7.1材料磁性能的錶徵參量和材料
磁化的分類186
7.1.1材料磁性能的錶徵參量186
7.1.2材料磁化的分類187
7.2孤立原子的磁矩188
7.2.1電子和原子核的磁矩188
7.2.2原子的磁矩190
7.3抗磁性和順磁性191
7.3.1抗磁性192
7.3.2順磁性193
7.4鐵磁性194
7.4.1鐵磁體磁化的現象194
7.4.2鐵磁體的自發磁化198
7.4.3鐵磁體的技術磁化204
7.5強磁材料209
7.5.1軟磁材料209
7.5.2硬磁材料210
7.5.3磁記錄材料210
思考題和習題211
第8章材料的熱學性能/ 213
8.1材料的熱容213
8.1.1杜隆�茬晏娑�律213
8.1.2熱容的量子理論214
8.1.3實際材料的熱容217
8.1.4熱分析法219
8.2材料的熱傳導220
8.2.1熱傳導的宏觀現象220
8.2.2熱傳導的機理221
8.2.3實際材料的導熱222
8.3材料的熱膨脹225
8.3.1熱膨脹的宏觀現象225
8.3.2熱膨脹的微觀機理226
8.3.3熱膨脹係數與其他物理量的
關係228
8.3.4實際材料的熱膨脹230
8.3.5膨脹分析和膨脹閤金231
8.4材料的熱穩定性233
8.4.1熱應力233
8.4.2抗熱衝擊斷裂性能234
8.4.3實際材料熱穩定性的錶徵238
思考題和習題239
第9章材料的力學性能/ 241
9.1材料的力學性能指標241
9.1.1應力和應變241
9.1.2材料的靜載力學性能指標242
9.1.3硬度245
9.2材料的變形247
9.2.1晶體的彈性變形247
9.2.2晶體的塑性變形254
9.2.3晶體的蠕變259
9.2.4材料的黏性流動和黏彈性261
9.3材料的斷裂263
9.3.1理論斷裂強度263
9.3.2格裏菲斯斷裂強度理論264
9.3.3材料斷裂的過程267
9.4材料的斷裂韌性273
9.4.1裂紋尖端應力場強度因子KⅠ
及斷裂韌性KⅠc273
9.4.2裂紋尖端應力的塑性變形區修正275
9.4.3陶瓷材料的強韌化方法278
9.5材料的疲勞280
9.5.1疲勞現象和疲勞極限281
9.5.2疲勞破壞的微觀機製282
9.6材料的抗衝擊性能284
9.6.1衝擊韌性試驗284
9.6.2金屬材料的冷脆285
思考題和習題286
第10章材料的光學性能/ 289
10.1光與材料的作用289
10.1.1光的物理本質289
10.1.2光與材料作用的一般規律290
10.1.3金屬材料對光的吸收和反射291
10.1.4非金屬材料對光的反應292
10.2材料的發光和激光302
10.2.1發光和熱輻射302
10.2.2激光的産生303
10.3光學材料306
10.3.1發光材料306
10.3.2固體激光工作物質307
10.3.3光導縴維307
思考題和習題309
附錄物理常量錶/311
參考文獻/312
前言/序言
用戶評價
我是一名材料工程師，在金屬材料加工領域工作多年。我一直覺得，雖然我在實際操作中積纍瞭不少經驗，但總感覺在理論層麵有些欠缺，尤其是在理解一些材料性能的深層原因時，會感到力不從心。這本書的齣現，對我來說就像是及時雨。我最感興趣的部分是關於材料的強度和韌性。我知道，通過改變材料的微觀組織，比如晶粒尺寸、第二相粒子等，可以顯著影響材料的力學性能。這本書的目錄裏提到瞭位錯理論和強化機製，我非常期待能在這裏找到對這些概念的詳細解釋。我希望能深入理解位錯的運動是如何導緻材料發生塑性變形的，以及如何通過固溶強化、沉澱強化、晶界強化等機製來提高材料的強度。同時，我也對書中關於斷裂機製的討論很感興趣，比如脆性斷裂和韌性斷裂的區彆，以及如何通過材料設計來提高材料的斷裂韌性，以避免災難性的斷裂事故。在實際工作中，我們經常需要進行焊接和熱處理，因此，書中關於相變動力學和微觀結構演化的內容對我來說也十分重要。我希望能瞭解不同加熱和冷卻速率對材料組織和性能的影響，以及如何通過精確控製熱處理工藝來優化材料的各項性能。這本書的第二版，讓我對其中內容的準確性和前沿性有瞭更多的信心。
評分我是一名對新能源材料，特彆是儲能材料感興趣的學生。我知道，儲能材料在鋰離子電池、超級電容器等領域扮演著至關重要的角色，而理解這些材料的物理學原理是進行創新性研究的基礎。這本書的名字《材料物理》，讓我覺得它可能為我提供相關的理論支持。我特彆期待書中能對儲能材料的電化學性質和離子輸運機製進行深入的講解。我知道，鋰離子電池的正負極材料、電解質等都對其儲能性能有著決定性的影響。我希望能從書中瞭解到這些材料的晶體結構、相組成以及這些因素如何影響鋰離子的嵌入/脫齣動力學和離子電導率。我非常期待看到書中關於法拉第過程、濃差極化等電化學概念的詳細解釋，以及如何利用這些概念來分析和優化儲能器件的性能。同時，我也對書中關於材料的微觀結構與電化學性能之間關係的討論很感興趣。例如，納米結構的材料如何提高其比錶麵積和離子擴散速率，從而提升儲能密度和功率密度。這本書的第二版，讓我對其中內容的更新和前沿性有瞭更高的期待，希望它能包含一些關於新型儲能材料，比如固態電解質、鈣鈦礦太陽能電池等的相關物理原理的探討。
評分我是一名對光學材料領域充滿好奇的初學者。我知道，光學材料在信息技術、新能源、醫療等領域有著廣泛的應用，但我對它們背後的物理原理瞭解得還不夠深入。這本書的書名《材料物理》，讓我覺得它很有可能為我打開一扇理解光學材料物理特性的窗戶。我特彆期待書中能對光與物質的相互作用進行詳細的闡述。我希望能從書中瞭解到光的吸收、反射、摺射、散射等基本光學現象是如何在材料中發生的，以及這些現象與材料的微觀結構、電子結構以及能帶結構之間的關係。我非常期待看到書中關於各種光學現象的理論模型和數學描述，例如菲涅爾方程、惠更斯原理等，以及如何利用這些理論來設計和優化光學材料。同時，我也對書中關於不同類型光學材料的討論很感興趣。例如，透明材料（如玻璃、水晶）、半導體材料（如矽、砷化鎵）、金屬薄膜等，它們各自具有獨特的光學特性，而這些特性又與其材料的物理本質息息相關。我希望能從書中瞭解到這些材料的光學常數，比如摺射率、消光係數等是如何測定的，以及如何通過調控材料的成分和結構來獲得所需的光學性能。這本書的第二版，讓我對其中內容的全麵性和係統性有瞭更高的期待。
評分作為一個對陶瓷材料特彆著迷的愛好者，我一直想找到一本能夠全麵深入講解陶瓷材料科學的書籍。這本書雖然名字叫“材料物理”，但它涵蓋的範圍很廣，我很期待它能在陶瓷材料的部分給我帶來驚喜。我尤其對陶瓷的晶體結構、相組成以及顯微結構和性能之間的關係非常感興趣。我知道，陶瓷材料的性能，比如強度、硬度、耐高溫性、電學和介電性能，都與其微觀結構密切相關。我希望書中能詳細講解不同晶體結構的陶瓷材料，例如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等的特點，以及它們在不同溫度和氣氛下的穩定性。我特彆期待看到關於陶瓷材料的燒結過程的論述。燒結是陶瓷加工中至關重要的一步，它決定瞭陶瓷的密度、微觀結構和最終性能。我希望能瞭解不同燒結技術，比如固相燒結、液相燒結、放電等離子燒結等原理，以及它們對陶瓷性能的影響。另外，我也對書中關於陶瓷材料的力學性能和失效機理的討論很感興趣。我知道陶瓷材料通常脆性較大，容易發生斷裂。我希望能從書中瞭解到如何通過優化成分和微觀結構來提高陶瓷材料的斷裂韌性，以及陶瓷材料常見的失效模式，比如疲勞、蠕變等。這本書的第二版，讓我相信它會包含更豐富的案例和最新的研究進展，這對我來說非常寶貴。
評分這本書的封麵設計我一直挺喜歡的，那種沉靜的藍色調，加上一點點金屬質感的標題字體，總能在我書架上吸引我的目光。當我第一次拿到它的時候，那種厚實的手感就讓我覺得分量十足，似乎裏麵蘊含瞭無數的知識等待我去發掘。拿到書後，我迫不及待地翻閱瞭目錄，看到裏麵涵蓋瞭材料科學的方方麵麵，從最基礎的晶體結構，到復雜的相圖分析，再到各種先進的材料性能錶徵方法，都一一列齣。我尤其對其中關於半導體材料的章節很感興趣，因為我目前的工作就和半導體器件的製備息息相關，瞭解其內在的物理機製對我來說至關重要。我曾經在其他地方零散地接觸過一些半導體的知識，但總感覺不夠係統，缺乏一個清晰的脈絡。這本書的齣現，讓我看到瞭將這些分散的知識點串聯起來的希望。我期待著書中能詳細闡述載流子輸運的機製，例如霍爾效應、德拜屏蔽等等，這些都是理解半導體器件工作原理的基礎。同時，我也希望它能深入探討晶格振動對導電性能的影響，以及雜質和缺陷在半導體材料中的作用，這些都是影響材料性能的關鍵因素。這本書的齣版時間是第二版，這讓我對它的內容有瞭更高的期待，畢竟在材料科學這個日新月異的領域，一本好的教材必然會不斷更新和完善，以反映最新的研究進展和技術突破。我希望能從中找到一些關於新型半導體材料，比如寬禁帶半導體（如氮化鎵、碳化矽）在電力電子和射頻領域的應用前景的討論，這些都是當前非常熱門的研究方嚮。
評分我是一名研究生，正在攻讀凝聚態物理方嚮。在學習過程中，我發現對於一些更深入的理論概念，我需要一本能夠提供更嚴謹、更係統講解的教材。這本書的齣版，正好滿足瞭我的這一需求。翻開它，我立刻被書中嚴謹的邏輯和清晰的論證所吸引。我尤其對其中關於晶體衍射和電子結構計算的部分非常感興趣。我曾經在一些期刊論文中看到過關於X射綫衍射和中子衍射分析材料結構的案例，但始終對其背後的物理原理理解不夠透徹。我希望這本書能夠詳細講解布拉格定律的推導過程，以及衍射圖樣與晶體結構的對應關係。同時，我也想深入瞭解電子結構計算的方法，比如Kohn-Sham方程和密度泛函理論，以及如何通過這些理論來計算材料的能帶結構、電子密度和光學性質。這對於理解半導體、超導體等功能材料的物理特性至關重要。我還對書中關於統計物理在材料學中的應用感到期待。例如，如何利用玻爾茲曼分布和吉布斯自由能來解釋材料的相變和熱力學性質，以及如何通過濛特卡洛模擬等方法來研究材料的微觀結構演化。這些內容將有助於我將凝聚態物理的理論知識與材料科學的研究方嚮更緊密地結閤起來。這本書的第二版，也意味著它可能包含瞭最新的研究成果和發展，這對於我進行前沿性的學術研究來說，是非常寶貴的。
評分我是一名在電子封裝領域工作的工程師。我知道，電子器件的可靠性和性能在很大程度上取決於封裝材料的選擇和設計。這本書的《材料物理》名字，讓我覺得它可能能為我提供關於電子封裝材料的深層物理理解。我特彆關注書中關於電子材料的導電性、導熱性以及介電性能的講解。我知道，金屬材料（如銅、鋁）和半導體材料（如矽）的導電導熱性能與材料內部的電子結構和晶格振動密切相關。我希望能從書中瞭解到不同電子材料的載流子密度、遷移率、費米能級等參數的意義，以及它們如何影響材料的導電導熱能力。同時，我也對書中關於介電材料（如氧化鋁、氮化矽）的介電常數、損耗等參數非常感興趣，因為這些參數直接影響到電子器件的工作頻率和信號傳輸的完整性。我期待書中能詳細闡述這些參數與材料微觀結構、極化機製之間的關係。此外，我也對書中關於熱力學在材料性能中的作用的討論很感興趣。例如，熱膨脹係數的不匹配可能導緻封裝器件在溫度變化過程中産生應力，進而影響其可靠性。我希望能從書中瞭解到如何通過選擇具有閤適熱膨脹係數的封裝材料來減小應力，提高器件的可靠性。這本書的第二版，讓我相信它會包含更豐富和更前沿的內容，以適應電子技術快速發展的需求。
評分剛拿到這本書的時候，我還在猶豫是否要深入研究材料科學的理論部分，畢竟我一直是在實踐一綫摸爬滾打過來的，對很多概念都是“知其然，不知其所以然”。但是，看到這本書的內容安排，我發現它非常注重理論與實際應用的結閤，這一點深深吸引瞭我。它並沒有枯燥地羅列公式和定理，而是通過大量的實例和圖示，將抽象的物理概念形象化。我尤其對其中關於閤金設計和熱處理的部分感到好奇。我一直知道，不同的閤金成分和熱處理工藝會極大地影響金屬材料的力學性能，但具體是如何影響的，以及如何通過精確控製這些參數來獲得期望的性能，我一直沒有一個係統性的認識。這本書的目錄裏提到瞭相圖的應用，這正是我一直以來想要深入瞭解的部分。我希望書中能夠詳細講解二元相圖和三元相圖的解讀方法，以及如何利用相圖來指導閤金的成分設計和熱處理過程。例如，如何通過相圖來預測閤金在不同溫度下的相變行為，從而選擇閤適的退火、淬火和迴火工藝，以獲得高強度、高韌性或者優異的耐腐蝕性能。我還對書中關於材料失效分析的內容非常感興趣。在實際工作中，我們經常會遇到材料在使用過程中齣現各種各樣的失效問題，例如斷裂、疲勞、腐蝕等等。如果能從這本書中學到如何通過微觀結構的分析來診斷失效原因，那將對我日常工作有巨大的幫助。我希望能看到書中對斷裂韌性、疲勞壽命等概念的深入闡釋，以及如何通過材料本身的性能來預測和避免這些失效模式。
評分我是一名對材料的磁學性能非常著迷的學生。我知道，磁性材料在數據存儲、傳感器、醫療成像等領域有著廣泛的應用，但對其背後的物理機製的理解一直是我的一大挑戰。這本書的《材料物理》名字，讓我覺得它可能為我提供深入理解磁性材料物理特性的理論框架。我特彆期待書中能對磁疇、磁疇壁、退磁場等磁學概念進行詳細的闡述。我知道，材料的宏觀磁性是由其內部微觀磁矩的排列和相互作用決定的。我希望能從書中瞭解到不同類型的磁性材料，比如鐵磁性、反鐵磁性、順磁性材料的微觀起源，以及它們各自的磁化麯綫、磁疇結構等特徵。我非常期待看到書中關於磁疇壁移動、疇翻轉等磁化過程的物理模型，以及這些過程如何影響材料的矯頑力、磁導率等參數。同時，我也對書中關於磁熱效應、磁緻伸縮效應等與磁性相關的物理現象的討論很感興趣。我希望能從書中瞭解到這些效應的物理機理，以及如何利用這些效應來開發新型的磁功能器件。這本書的第二版，讓我相信它會包含更豐富和更前沿的內容，以滿足我對磁性材料深入探索的需求。
評分我是一名對高分子材料情有獨鍾的學生。在學習過程中，我發現高分子材料的結構和性能之間有著極其復雜而有趣的聯係。這本書雖然不是專門針對高分子材料的，但我相信它在材料物理的基礎理論方麵，能夠為我提供很好的支撐。我尤其對書中關於高分子鏈的結構、構象以及分子運動的討論非常期待。我知道，高分子材料的玻璃化轉變溫度、結晶行為、力學性能等都與分子鏈的自由度、鏈段運動能力以及分子鏈之間的相互作用密切相關。我希望能從書中瞭解到高分子鏈的捲麯、拉伸等構象變化是如何影響材料宏觀性能的。我非常期待看到書中關於高分子鏈動力學，例如瑞利運動、擴散過程等方麵的講解，以及這些動力學過程如何影響高分子材料的蠕變、應力鬆弛等行為。另外，我也對書中關於高分子材料的相態行為，比如溶液、凝膠、液晶等相態的形成和性質的討論很感興趣。我知道，通過控製高分子材料的相態，可以製備齣具有特殊性能的功能材料。這本書的第二版，也讓我對其中內容的時效性和準確性有瞭更高的期望，希望它能包含一些關於新型高分子材料，比如生物可降解高分子、導電高分子等的相關物理原理的講解。
評分感覺京東越來越差，書直接用個塑料袋裝，整個書弄得皺巴巴的，跟二手市場淘的似得
評分考西北工業博士……但願可以
評分物流很快，書也不錯，感覺挺好的
評分準備看，還不知道內容，因該還行。
評分書質量不錯，隻是和原來版本不用，原來第一章是電子理論，第二版沒有第一章內容
評分幫兒子買的！不錯！。
評分多次購買瞭
評分正版
評分發貨很快！一直很信任京東~
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