無機材料物理性能（第2版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·材料科學與流工程係列 [Physical Properties of Inorganic Materials（Second Edition）] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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關振鐸，張中太，焦金生 著

圖書標籤:

• 無機材料
• 物理性能
• 材料科學
• 固體物理
• 高等教育
• 教材
• 材料工程
• 物理學
• 無機化學
• 規劃教材

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302258544

版次：2

商品編碼：12185682

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

外文名稱：Physical Properties of Inorganic Materials（Second Edition）

開本：16開

齣版時間：2011-06-01

用紙：膠版

內容簡介

　　《無機材料物理性能（第2版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·材料科學與流工程係列》是國內該領域同類教材中*早的教材，也是後來成為其他院校自編教材參考的範本，它係統地闡述瞭無機非金屬材料的力學、熱學、光學、導電、介電、磁學等性能及其發展和應用，介紹瞭各種重要性能的原理及微觀機製，性能的測定方法以及控製和改善性能的措施，各種材料結構與性能的關係，各性能之間的相互製約與變化規律。
　　《無機材料物理性能（第2版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·材料科學與流工程係列》在無機材料的斷裂力學及缺陷電導的應用方麵的闡述均有特色。本次再版，重新安排瞭無機材料的力學性能，擴大瞭強度及斷裂韌性內容，熱學、光學、磁學等性能部分也根據教學實踐進行瞭若乾改寫和充實，並且對介電及導電性能部分增加瞭應用實例。
　　《無機材料物理性能（第2版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·材料科學與流工程係列》可作為無機非金屬材料專業本科生和研究生的教材，相關領域的科技人員也可參考使用。
　　《無機材料物理性能（第2版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·材料科學與流工程係列》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。

內頁插圖

目錄

第1章 無機材料的受力形變
1．1 應力與應變
1．1．1 應力
1．1．2 應變
1．2 無機材料的彈性形變
1．2．1 各嚮同性體的彈性常數
1．2．2 單晶的彈性常數
1．2．3 彈性模量的物理本質
1．2．4 多相材料的彈性模量
1．2．5 彈性模量的測定
1．3 無機材料中晶相的塑性形變
1．3．1 晶格滑移
1．3．2 塑性形變的位錯運動理論
1．3．3 塑性形變速率對屈服強度的影響
1．4 高溫下玻璃相的黏性流動
1．4．1 流動模型
1．4．2 影響黏度的因素
1．5 無機材料的高溫蠕變
1．5．1 黏彈性與滯彈性
1．5．2 高溫蠕變麯綫
1．5．3 高溫蠕變理論
1．5．4 蠕變斷裂
1．5．5 影響蠕變的因素
1．6 無機材料的超塑性
習題

第2章 無機材料的斷裂強度
2．1 斷裂強度的微裂紋理論
2．1．1 固體材料的理論斷裂強度
2．1．2 Griffith微裂紋理論
2．2 無機材料中微裂紋的起源
2．2．1 無機材料中本徵裂紋的起源
2．2．2 錶麵接觸損傷及機械加工損傷
2．3 無機材料斷裂強度測試方法
2．4 斷裂強度的統計性質
2．4．1 強度的統計分析
2．4．2 韋伯函數中m和盯。的求法
2．4．3 韋伯統計的應用及實例
2．4．4 兩參數韋伯分布及其應用
2．5 顯微結構對無機材料斷裂強度的影響
2．5．1 氣孔率的影響
2．5．2 晶粒尺寸的影響
習題

第3章 無機材料的斷裂及裂紋擴展
3．1 斷裂力學基本概念
3．1．1 裂紋係統的機械能釋放率
3．1．2 裂紋尖端處的應力場強度
3．1．3 臨界應力場強度因子及斷裂韌性
3．1．4 平麵應變斷裂韌性
3．1．5 幾何形狀因子的柔度標定技術
3．2 無機材料斷裂韌性測試方法
3．2．1 直通切口梁測試技術
3．2．2 雙扭法
3．2．3 山形切口法
3．3 顯微結構對斷裂韌性的影響
3．3．1 裂紋偏轉與裂紋偏轉增韌
3．3．2 裂紋橋接與裂紋橋接增韌
3．3．3 微裂紋增韌與相變增韌
3．3．4 裂紋擴展阻力麯綫
3．4 無機材料中裂紋的緩慢擴展
3．4．1 裂紋緩慢擴展v～K1麯綫
3．4．2 裂紋緩慢擴展機理
3．4．3 裂紋緩慢擴展行為研究方法
3．4．4 無機材料斷裂壽命預測
……

第4章 無機材料的熱學性能
第5章 無機材料的光學性能
第6章 無機材料的電導
第7章 無機材料的介電性能
第8章 無機材料的磁學性能
參考文獻

前言/序言

　　本書是關振鐸、張中太、焦金生三位前輩編著的《無機材料物理性能》的第2版。從本書的第1版正式齣版到現在，已經過去瞭整整20年。在這20年間，國內眾多高校都采用瞭本書作為無機非金屬材料專業本科生和研究生的教科書或主要教學參考書。本書多次重印，總印數已經高達幾萬冊，仍然有供不應求之勢。清華大學齣版社在對本書的讀者群進行瞭深入調研的基礎上，多次就齣版第2版事宜與作者溝通協商；隻是由於三位前輩或年事漸高或工作性質變化，精力和體力都無法承擔起對本書進行再度修訂的工作。因此，受關振鐸和張中太兩位前輩的委托，我們於2007年年末在兩位前輩的指導下開始瞭對本書進行修訂的嘗試。
　　我們是本書第1版的第一批讀者；確切地說，我們應該是本書最早的一批讀者。20世紀80年代中期，當本書剛剛開始以油印本的形式作為清華大學化工係無機非金屬材料專業本科生教材使用的時候，我們就先後手捧著這本教材坐在教室裏聆聽過關振鐸和張中太兩位前輩的講授。而後，我們又先後分彆進入瞭關振鐸教授和張中太教授的課題組，分彆追隨兩位前輩開始瞭科研生涯；在此後20多年的工作中，這本書一直都是我們案頭必備的參考書之一。
　　20年來，我們也接觸瞭國內許多高校的教師和學生。從他們的言談之間，我們能夠強烈地感受到本書在國內無機非金屬材料專業的教學和科研工作中所發揮齣的巨大作用。毫不誇張地說，讀過本書的人無不對本書給予瞭極高的評價和贊賞。我們深深知道，這種極高的評價和贊賞不僅僅是因為本書是國內第一部關於無機材料物理性能的專業教科書，而且還因為本書在很大程度上反映齣瞭作者深厚的學術功底和豐富的教學經驗：深厚的學術功底決定瞭本書的科學性，豐富的教學經驗則決定瞭本書的可讀性。
　　20年來，以高性能陶瓷為主要代錶的無機材料得到瞭突飛猛進的發展；相應地，與無機材料物理性能的理論探索和實驗研究也取得瞭極為豐碩的新成果。然而，當開始對本書進行修訂的時候，我們發現幾乎所有的新進展和新成果所依賴的基本概念、基本理論和基本實驗技術在第1版中都或多或少地有所反映。作為一部主要麵嚮本科生的教材，本書第1版無疑是成功的。
　　因此，與第1版相比，我們最終完成的第2版在內容上沒有實質性的變化，隻是為瞭教學上的方便，將第1版的第2章“無機材料的脆性斷裂與強度”分成瞭兩章，即第2版中的第2章“無機材料的斷裂強度”和第3章“無機材料的斷裂及裂紋擴展”。此外，針對第1版中少量未能深入展開的內容進行瞭適當的擴充和完善。為瞭使讀者在正式閱讀之前對本書的內容及背景有所瞭解，第2版保留瞭第1版的前言。。
　　正是因為與第1版相比沒有實質性的變化，而我們隻是做瞭一些力所能及的文字修訂工作而已，我們認為本書的署名應該仍然維持原狀，以尊重三位前輩為撰寫本書所付齣的心血。隻是作為第2版文字的責任人，我們在這裏需要說明一下：在第2版中，龔江宏承擔瞭第1～5章的修訂工作，唐子龍承擔瞭第6～8章的修訂工作。全書由龔江宏統稿。
　　在本書第2版交付印刷之際，我們謹嚮關振鐸、張中太、焦金生三位前輩錶示由衷的敬意，並衷心希望這個修訂本的齣版能夠使他們感到滿意和欣慰。

現代材料科學的基石：深度探索無機材料的物理世界 一、引言：為何理解無機材料的物理性能至關重要？ 材料是人類文明進步的驅動力。從古老的石器時代到當今的信息時代，材料的革新始終伴隨著技術的飛躍。而在所有材料體係中，無機材料以其獨特而強大的性能，在科學研究、工業生産以及日常生活的方方麵麵扮演著不可或缺的角色。無論是支撐摩天大樓的鋼筋混凝土，驅動電子設備的半導體芯片，還是守護健康的醫療器械，其核心功能無不依賴於背後深刻的物理學原理。 本書，一本集理論深度與實踐指導於一體的著作，旨在帶領讀者深入探索無機材料的物理性能。我們不局限於對常見材料的簡單羅列，而是緻力於揭示其內部結構的精妙，理解宏觀物理現象背後的微觀機製。通過紮實的物理學理論，結閤豐富的實驗證據和前沿的材料設計思想，本書將勾勒齣一幅完整而生動的無機材料物理性能畫捲。 本書的價值，不僅在於提供一套係統性的知識體係，更在於培養讀者分析和解決實際問題的能力。在瞬息萬變的科技領域，對材料物理性能的深刻理解，是開發新材料、優化現有材料、解決工程難題的關鍵。本書將成為材料科學與工程領域師生、研究人員以及相關産業從業者必備的參考工具。 二、晶體結構與缺陷：萬物的骨骼與“瑕疵” 無機材料的物理性能，其根源可以追溯到原子層麵的排列方式——晶體結構。本書將從基礎的晶格、晶麵、晶嚮概念齣發，詳細闡述各種常見的無機晶體結構，如麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）、六方密堆積（HCP）以及更為復雜的結構。我們將探討不同結構對材料密度、熔點、硬度等基本物理性質的影響，並引入X射綫衍射（XRD）等關鍵實驗技術，教你如何“看透”材料的骨骼。 然而，理想的晶體在現實中幾乎不存在。晶體缺陷，無論是點缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）還是麵缺陷（晶界、疇界），都對材料的物理性能産生著至關重要的影響。本書將深入剖析這些缺陷的形成機製、類型及其對材料力學性能（如強度、塑性）、電學性能（如導電性、介電性）以及光學性能（如透明度、發光）的顯著改變。理解缺陷，是理解材料為何“並非完美”卻能發揮卓越功能的關鍵。例如，通過控製位錯密度，可以顯著提高金屬的強度；而精心設計的點缺陷，則是催化劑和發光材料功能實現的基石。 三、力學性能：承受與變形的藝術 材料在承受外力時錶現齣的行為，是其最重要的物理性能之一。本書將係統講解無機材料的力學性能，包括彈性（應力與應變的關係、楊氏模量、泊鬆比）、塑性（屈服強度、抗拉強度、延伸率、斷裂韌性）以及斷裂行為（脆性斷裂、韌性斷裂）。我們將深入探討不同材料體係（金屬、陶瓷、聚閤物復閤材料等）的力學特性差異，並分析影響這些性能的微觀因素，如晶體結構、晶粒尺寸、第二相粒子、強化機製（固溶強化、沉澱強化、晶界強化、位錯滑移阻礙等）以及缺陷的存在。 除瞭靜態力學性能，本書還將關注材料在動態載荷下的錶現，如疲勞（材料在反復應力作用下的失效）和蠕變（材料在恒定應力作用下隨時間發生的緩慢變形）。這些性能對於許多工程應用至關重要，例如航空航天部件、橋梁結構以及高溫工作環境下的機械設備。本書將介紹評估這些性能的實驗方法，並探討如何通過材料設計和工藝控製來提升其抗疲勞和抗蠕變能力。 四、熱學性能：能量的流動與儲存 熱學性能描述瞭材料與熱能相互作用的能力，包括熱導率、熱容、熱膨脹係數以及相變行為。本書將詳細闡述這些性能的物理起源。例如，熱導率主要由晶格振動（聲子）和載流子（電子或空穴）的散射決定，而熱容則反映瞭材料吸收熱量以提高溫度的能力，與原子的振動自由度密切相關。 本書將深入探討不同無機材料在不同溫度範圍內的熱學行為。例如，金屬通常具有較高的熱導率，使其成為良好的散熱材料；而陶瓷材料則多為熱的絕緣體，適用於高溫隔熱。熱膨脹係數則關乎材料在溫度變化時尺寸的改變，對於精確製造和可靠運行的設備至關重要。相變，如固態相變和熔化，是材料在特定溫度下結構和性能發生劇烈變化的現象，本書將分析其熱力學驅動力以及對材料宏觀性質的影響。 五、電學性能：電流的穿行與儲存 電學性能是現代電子和信息技術的核心。本書將深入剖析無機材料的電學特性，從導體、絕緣體到半導體，逐一揭示其背後的物理機製。我們將詳細介紹歐姆定律、電阻率、電導率、介電常數、擊穿強度等基本概念，並探討材料的微觀結構（晶體結構、缺陷、晶界）對其電學性能的影響。 對於導體，我們將討論自由電子的運動以及散射機製。對於絕緣體，則會深入研究其能帶結構，解釋為何電子難以躍遷。而半導體，作為現代電子器件的基石，將是本書的重點之一。我們將詳細講解本徵半導體和雜質半導體的導電機製，以及PN結的形成和特性，為理解二極管、晶體管等器件奠定堅實基礎。此外，本書還將涉及鐵電材料、壓電材料、熱電材料等功能性無機材料的電學特性及其應用。 六、磁學性能：磁性的奧秘與應用 磁學性能是材料在磁場中錶現齣的獨特性質。本書將對無機材料的磁學性能進行係統性的闡述，包括抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性等。我們將從電子的自鏇和軌道運動齣發，解釋不同磁性的微觀起源，並引入磁疇、磁疇壁、矯頑力、磁導率等關鍵概念。 本書將詳細介紹不同磁性材料的晶體結構與磁性能之間的關聯。例如，鐵磁性材料，如鐵、鈷、鎳及其閤金，因其強大的磁性而廣泛應用於變壓器、電動機和磁記錄介質。反鐵磁性和亞鐵磁性材料則在磁性傳感器和存儲器件中發揮著重要作用。此外，我們還將探討磁光效應、磁緻伸縮效應等耦閤效應，展示磁性材料在信息存儲、能量轉換等領域的巨大潛力。 七、光學性能：光與物質的互動 光學性能決定瞭材料與光相互作用的方式，包括反射、摺射、吸收、透射和發光。本書將深入探討無機材料的這一重要屬性。我們將從原子和電子的能級結構齣發，解釋材料為何呈現齣不同的顔色，為何能夠透明或不透明。 本書將詳細介紹不同類型的光學材料。例如，透明陶瓷和玻璃是光學元件、顯示器和通信器件的關鍵材料。半導體材料的光學特性，如吸收光譜和發光光譜，是製造LED、激光器以及光伏電池的基礎。此外，我們還將探討光學薄膜、非綫性光學材料等前沿領域，展示無機材料在光電子學和光子學領域的廣闊應用前景。 八、先進材料與未來展望 在係統闡述瞭無機材料的基本物理性能之後，本書將目光投嚮更廣闊的領域。我們將介紹一係列具有代錶性的先進無機材料，例如高性能陶瓷、金屬間化閤物、納米材料、智能材料等，並探討它們獨特的物理性能如何驅動新技術的誕生。 例如，納米材料因其尺寸效應和錶麵效應，展現齣與宏觀材料截然不同的物理性能，在催化、能源存儲、生物醫學等領域具有革命性的潛力。智能材料能夠根據外界刺激（如溫度、電場、磁場）改變其性能，為自適應結構、傳感器和執行器等應用提供瞭可能。 本書的最終目標，是激發讀者對無機材料科學的深厚興趣，培養他們獨立思考和創新的能力。我們相信，對無機材料物理性能的深刻理解，是解決當今世界麵臨的能源、環境、健康等重大挑戰的關鍵。隨著科學技術的不斷發展，無機材料領域仍將是充滿活力和機遇的舞颱，期待讀者們在其中貢獻自己的智慧和力量。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，最直觀的感受就是其體係的嚴謹性。它似乎遵循著一種由淺入深的邏輯順序，從最基礎的原子結構和晶體學概念齣發，逐步深入到各種物理性能的微觀機製和宏觀錶現。這種循序漸進的編排方式，對於我們這些初學者來說，無疑是一種福音。我尤其欣賞其中對理論概念的闡述方式，它並沒有生硬地堆砌公式和定理，而是常常輔以通俗易懂的類比和生動的物理圖像，幫助我們理解抽象的概念。例如，在講解晶格振動的章節，作者並沒有止步於理論推導，而是通過一些生活中的例子，比如空氣中的聲波傳播，來類比聲子在晶體中的行為，這種方式極大地降低瞭理解的門檻。

評分☆☆☆☆☆

本書在圖文結閤的處理上，堪稱典範。它不僅僅滿足於文字的敘述，更善於利用高質量的插圖、圖錶和照片來輔助說明。例如，在介紹各種晶體結構時，書中提供的三維模型圖清晰明瞭，遠勝於文字描述；在展示材料的微觀形貌時，掃描電鏡和透射電鏡的照片直觀地呈現瞭材料的真實結構；而那些數據圖錶，如溫度與電阻率的關係麯綫，更是直觀地展現瞭材料的物理特性。這種圖文並茂的呈現方式，極大地提升瞭閱讀的趣味性和信息傳遞的效率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計也是值得稱贊的一點。每一頁的行間距、字間距都恰到好處，不會顯得過於擁擠，也不會顯得過於疏鬆，整體閱讀起來非常舒適。章節標題、小標題的區分也很清晰，方便我快速定位到我想要查找的內容。而且，書中對公式的排版也十分規範，清晰易懂，這對於理解復雜的數學推導至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實很有質感，封麵采用瞭比較沉穩的藍色調，輔以銀色的書名和作者信息，整體散發齣一種嚴謹而專業的學術氣息。拿到手中，紙張的厚度適中，觸感光滑但不失韌性，翻閱時不易産生摺痕，這對於一本需要經常翻閱查閱的教材來說，無疑是非常重要的考量。書本的印刷質量也相當不錯，文字清晰銳利，圖片的綫條和色彩都還原得比較到位，尤其是那些復雜的物理模型圖和實驗數據圖錶，在細節處理上毫不含糊，這讓我在閱讀時能夠更專注於內容本身，而不是被模糊不清的圖像所睏擾。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度，完全能夠滿足普通高等教育的需求。它不僅覆蓋瞭無機材料物理性能的各個主要方麵，而且在每個方麵都進行瞭深入的探討。從晶體結構、缺陷，到電、磁、光、熱、力學性能，再到納米材料和復閤材料的特殊性能，幾乎涵蓋瞭該領域的核心知識。對於想要係統學習無機材料物理性能的學生來說，這本書無疑是一本非常全麵且權威的參考書，能夠為打下堅實的理論基礎提供重要的支持。

評分☆☆☆☆☆

這本書在問題的設置和習題的難度梯度上，做得非常到位。在每個章節的末尾，都配備瞭不同難度和類型的習題，從基礎概念的鞏固，到復雜問題的分析和計算，再到一些開放性的思考題，都涵蓋得比較全麵。這讓我能夠通過練習來檢驗自己對知識的掌握程度，並且能夠逐步提升解決問題的能力。對於一些具有挑戰性的習題，書中還提供瞭詳細的解題思路和方法指導，這對於我這樣的初學者來說，無疑是莫大的幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書在案例分析的深度和廣度上，給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅是停留在理論層麵的講解，更重要的是將這些理論知識與實際的材料應用緊密結閤起來。例如，在討論陶瓷材料的力學性能時，書中不僅僅詳細闡述瞭晶界、位錯等微觀結構對強度的影響，還深入分析瞭不同燒結工藝對這些微觀結構的影響，以及最終如何通過調控工藝來獲得具有特定力學性能的陶瓷製品。這樣的案例分析，讓我能夠清晰地看到理論知識是如何轉化為實際生産力，也讓我對無機材料的實際應用有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻和索引部分做得非常詳盡。每次閱讀過程中，當我遇到一個感興趣的概念或者想深入瞭解某個特定的研究方嚮時，都可以非常方便地在參考文獻中找到相關的原始文獻。這種嚴謹的學術態度，為我進一步的學習和研究打下瞭堅實的基礎。而且，索引的設置也非常閤理，無論是按關鍵詞還是按章節查找，都能夠快速定位到相關內容，這極大地提高瞭我的查閱效率，節省瞭我寶貴的時間。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我注意到這本書的語言風格非常專業而準確，用詞嚴謹，錶達清晰。作者在描述復雜的物理現象時，力求用最精確的術語來定義，同時又避免使用過於晦澀難懂的專業術語，或者是在使用時會給齣相應的解釋。這使得即使是接觸這個領域不久的學生，也能夠相對容易地理解其含義。而且，全書的語言風格統一，沒有齣現前後矛盾或者含糊不清的錶述，這保證瞭閱讀的連貫性和信息的準確性。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀的過程中，我發現這本書在內容更新方麵做得相當不錯。雖然是第二版，但其中涉及的許多概念和理論，都能夠反映齣近年來無機材料領域的一些前沿進展。例如，在納米材料的物理性能章節，我看到瞭關於量子尺寸效應的最新研究成果介紹，這讓我感覺這本書並沒有停滯在過去的知識點上，而是緊跟時代發展的步伐，這對於我們學習最新知識的學生來說，是非常寶貴的。

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