具体描述
内容简介
本书是由材料领域各分支有关专家集体编写而成的学术专著，内容包括
金属的、陶瓷的、有机的和复合的功能材料，此外还涉及若干新型或特殊功
能材料，如功能晶体和玻璃材料、电子材料、半导体材料、超导体材料、减
振材料、形状记忆材料、非晶材料、纳米材料、生物医学材料、智能材料等
等。本书着重阐明材料的功能原理，兼顾特殊的工艺、典型品种及其应用，并
有图表简洁地介绍了若干重要资料。本书的特点在于把功能材料作为一门科
学分支阐述，论述严谨，系统性强，反映了“功能材料学”的最新面貌，是
使用“功能材料学”作为书名的第一批书籍之一。
本书适于材料、机械、信息工程、汽车制造、电子及自动化、生物医学
材料、航空航天、冶金、智能公路、固体物理和化学等领域的学者、工程师、
研究生和本科生阅读，特别是对于与“大材料科学”有关的教师、工程技术
人员有重要的参考应用价值。
作者简介
目录信息
绪论
参考文献
第1篇 功能金属材料
1电性材料
1.1金属的电导理论
1.1.1固体中的电子
1.1.2金属中的电子输运
1.1.3霍耳效应
1.2金属的热电性
1.3电学性能与微观结构之间的关系
1.3.1纯金属的电阻
1.3.2固溶体的电阻
1.3.3金属间化合物、中间相及多相合金的电阻率
1.4一些电性材料
1.4.1导电材料
1.4.2电阻材料
1.4.3电热材料
1.4.4热电材料
1.5广义“金属”电性材料的某些进展
1.5.1超高纯铜（UHPC）的生产和应用
1.5.2高电导率高机械强度合金
1.5.3用于电子设备的金属碳化物、氮化物和硼化物
1.5.4导电性MoSi2的开发和应用
1.5.5光透明导电膜材料
1.5.6磁场引起的电导率变化及CMR材料的应用
1.6结束语
参考文献
2磁性材料
2.1铁磁性理论基础
2.1.1磁学量定义与单位
2.1.2原子磁性
2.1.3自发磁化理论要点
2.1.4铁磁体中的磁自由能与磁畴结构
2.1.5技术磁化与反磁化过程
2.1.6磁性材料的技术磁参量
2.2金属软磁材料
2.2.1电工纯铁和低碳电工钢
2.2.2Fe－Si软磁合金（简称硅钢或电工钢）
2.2.3Ni－Fe系软磁合金
2.2.4Fe－Al系和Fe－Co系软磁合金
2.3金属永磁材料
2.3.1马氏体磁钢
2.3.2a/r相变的铁基永磁材料
2.3.3铁镍铝和铝镍钻系铸造永磁合金
2.3.4Fe－Cr－Co可加工永磁合金
2.3.5Mn基和Pt基永磁合金
2.3.6钴基稀土永磁合金
2.3.7铁基稀土永磁合金（Nd－Fe－B系永磁合金）
2.4磁致伸缩材料
2.4.1概述
2.4.2稀土超磁致伸缩材料的发展及其晶体结构与内禀特性
2.4.3Tb－Dy－Fe合金的制造方法和晶体生长
2.4.4磁畴结构、技术磁化与磁致伸缩曲线
2.4.5Tb－Dy－Fe合金成分、组织、工艺与性能的关系
2.5铁氧体磁性材料
2.5.1引言
2.5.2铁氧体的晶体结构和内禀磁特性
2.5.3铁氧体磁性材料的制造工艺
2.5.4硬磁铁氧体材料
2.5.5软磁铁氧体材料
2.6磁学中常用的单位制及其物理量数值的换算
2.6.1SI制单位与CGS制单位的公式
2.6.2磁学量在国际单位制（SI）和绝对电磁单位制（CGSe.m.u）间的换算
参考文献
3超导材料
3.1超导体的基本性质
3.1.1超导电性的发现
3.1.2超导体的基本物理性质
3.1.3传统超导体的超导电性理论
3.2两类超导体的基本特征
3.3超导隧道效应
3.3.1正常电子隧道效应
3.3.2约瑟夫森隧道电流效应
3.4超导材料的发展
3.4.1常规超导体
3.4.2高温超导体
3.4.3其他类型的超导材料
3.5超导材料的应用
3.5.1低温超导材料的应用
3.5.2高温超导体的应用及进展
参考文献
4膨胀材料和弹性材料
4.1膨胀合金
4.1.1金属与合金的热膨胀特性
4.1.2低膨胀合金
4.1.3定膨胀合金
4.1.4热双金属
4.2弹性合金
4.2.1金属与合金的弹性
4.2.2高弹性合金
4.2.3恒弹性合金
第2篇 功能无机非金属材料
5功能陶瓷
5.1概述
5.2绝缘陶瓷
5.2.1绝缘性
5.2.2绝缘陶瓷的分类和性质
5.2.3普通电瓷
5.2.4氧化铝瓷
5.2.5镁质瓷
5.2.6基片材料和高导热陶瓷
5.3介电、铁电陶瓷
5.3.1介电性质
5.3.2高频介质瓷
5.3.3微波介质瓷
5.3.4多层电容器陶瓷
5.3.5半导体电容器陶瓷
5.3.6铁电陶瓷
5.3.7反铁电陶瓷
5.4压电、热释电陶瓷
5.4.1压电性、热释电性
5.4.2压电陶瓷材料
5.4.3热释电陶瓷
5.5热敏陶瓷
5.5.1概述
5.5.2PTC热敏电阻陶瓷
5.5.3NTC热敏电阻陶瓷
5.5.4临界温度电阻陶瓷
5.6压敏陶瓷
5.6.1概述
5.6.2氧化锌压敏陶瓷
5.6.3压敏ZnO半导体陶瓷的导电机制
5.7气敏陶瓷
5.7.1概述
5.7.2氧化锡系陶瓷
5.7.3氧化锌系陶瓷
5.7.4氧化铁系陶瓷
5.7.5氧化钛系陶瓷
5.8湿敏陶瓷
5.8.1概述
5.8.2湿敏陶瓷材料
5.8.3湿敏机制
5.9导电陶瓷
5.9.1陶瓷的导电性
5.9.2快离子导体
5.9.3电热、电极陶瓷
5.10多功能化和智能化
5.10.1MgCr2O4－TiO2气湿敏陶瓷
5.10.2MgCr2O4－MgO温湿敏陶瓷
5.10.3BaTiO3－SrTiO3温湿敏陶瓷
5.10.4集成化多功能敏感陶瓷
5.10.5智能化气体传感器
5.10.6有源可调柔顺性装置
参考文献
6功能玻璃材料
6.1光学玻璃材料
6.1.1无色光学玻璃
6.1.2滤色玻璃
6.1.3耐辐照玻璃
6.1.4光色玻璃
6.2电介质玻璃材料
6.2.1电容器玻璃
6.2.2半导体玻璃
6.2.3超离子导体玻璃
6.3光电子功能玻璃材料
6.3.1激光玻璃
6.3.2声光玻璃
6.3.3磁光玻璃
6.3.4玻璃光纤材料
参考文献
7半导体材料
7.1引言
7.1.1物质的导电性和半导体材料
7.1.2半导体材料的分类
7.2半导体材料的结构与键合
7.2.1金刚石结构
7.2.2闪锌矿和纤锌矿结构
7.2.3氯化钠结构
7.2.4四面体共价键与轨道杂化
7.3半导体材料的物理基础
7.3.1导电特性
7.3.2能带结构
7.3.3载流子的散射与迁移率
7.3.4非平衡载流子
7.3.5P－n结
7.3.6半导体表面和界面
7.3.7异质结和超晶格
7.3.8半导体的光、热、电、磁性质
7.4半导体材料中的杂质
7.4.1杂质的种类
7.4.2杂质对半导体材料电学性能的影响
7.5半导体中的缺陷
7.5.1点缺陷
7.5.2位错
7.5.3堆垛层错
7.5.4化合物半导体中的缺陷
7.6典型半导体材料及应用
7.6.1硅材料
7.6.2锗材料
7.6.3砷化镓材料
7.6.4镓砷磷材料
7.6.5薄膜半导体材料
7.6.6非晶半导体和非晶超晶格材料
7.7结束语
参考文献
第3篇 功能高分子材料
8光功能高分子材料
8.1感光性高分子材料
8.1.1光化学反应过程
8.1.2感光性高分子分类
8.1.3重要的感光性高分子
8.2光致变色高分子材料
8.2.1光致变色高分子材料的定义和分类
8.2.2光致变色高分子的变色机理
8.2.3光致变色高分子材料的应用
8.3塑料光导纤维
8.3.1概述
8.3.2塑料光纤材料的组成及其制备
8.3.3塑料光纤的性能
参考文献
9电功能高分子材料
9.1导电高分子材料
9.1.1概述
9.1.2复合型导电高分子材料
9.1.3结构型导电高分子
9.2光电导高分子材料
9.2.1概述
9.2.2光电导机理
9.2.3典型的高分子光电导体
9.2.4光电导高分子的应用
9.3高分子压电材料
9.3.1概述
9.3.2高分子压电材料
9.3.3应用
9.4高分子超导体
9.5结构型高分子磁性材料
9.5.1二炔烃类衍生物的聚合物
9.5.2热解聚丙烯腈
9.5.3三氨基苯
9.5.4电荷转移络合物
9.5.5金属有机高分子磁性体
参考文献
10化学功能高分子材料及其他功能高分子
10.1化学功能高分子材料
10.1.1离子交换树脂
10.1.2高吸水性树脂
10.2高分子液晶
10.2.1高分子液晶的分类及特点
10.2.2主链型高分子液晶
10.2.3侧链型高分子液晶
10.2.4高分子液晶材料的应用
10.3高分子分离膜材料
10.4医用高分子
参考文献
第4篇 功能晶体材料
11光学晶体
11.1光学晶体分类
11.1.1金属卤化物晶体
11.1.2氧化物和含氧酸盐晶体
11.1.3Ⅳ族与Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体晶体
11.2光学晶体性质和应用
11.2.1透过光谱
11.2.2折射率和双折射
11.2.3色散
11.2.4偏光器件
11.3人造宝石晶体
11.3.1宝石的评价和表征
11.3.2宝石的分类
11.3.3重要的人造宝石晶体
参考文献
12非线性光学晶体
12.1引言
12.2非线性晶体光学基础
12.2.1激光频率转换的参量过程
12.2.2非线性光学过程的位相匹配
12.2.3非线性光学系数
12.3探索新的非线性光学晶体的理论模型及途径
12.3.1非线性光学晶体应具备的性质
12.3.2非线性光学晶体计算的几个经典理论模型
12.3.3阴离子基团理论
12.3.4双重基元结构模型
12.3.5探索非线性光学新晶体的途径
12.4激光频率转换晶体
12.4.1强激光频率转换晶体
12.4.2低功率激光频率转换晶体
12.4.3参量振荡晶体
12.4.4超短脉冲激光频率转换晶体
12.5几种重要的无机非线性光学晶体
12.5.1三硼酸锂（LiB3O5，LBO）晶体
12.5.2三硼酸锂铯（CsLiB6O40，CLBO）晶体
12.5.3磷酸二氢钾（kH2PO4，KDP）和磷酸二氘钾（KD2PO4，DKDP）晶体
12.5.4偏硼酸钡（β－BaB2O4，BBO）晶体
12.5.5a－碘酸锂（a－LiIO3）晶体
12.5.6磷酸钛氧钾（KTiOPO4，KTP）晶体
12.5.7铌酸锂（LiNbO3，LN）晶体
12.5.8铌酸钾（KNbO3，KN）晶体
12.6红外非线性光学晶体
12.6.1单质晶体
12.6.2二元化合物晶体
12.6.3三元化合物晶体
12.7有机非线性光学晶体
12.7.1有机晶体分类、结构特点和生长方法
12.7.2有机物晶体
12.7.3有机盐类晶体
12.7.4有机金属络合物晶体
12.8结束语
参考文献
13激光晶体
13.1激光物理基础
13.1.1光的受激发射
13.1.2固体激光器
13.2激光晶体分类
13.2.1掺杂型激光晶体
13.2.2自激活激光晶体
13.2.3色心激光晶体
13.2.4半导体激光器
13.3激光晶体的现状和发展趋势
13.3.1高平均功率密度激光晶体
13.3.2可调谐激光晶体
13.3.3新波长激光晶体
13.3.4半导体激光器和小型固体激光器用激光晶体
13.4新型激光晶体的探索
13.4.1激活离子和基质晶体
13.4.2探索新型激光晶体的若干方面
参考文献
14电光和光折变晶体
14.1引言
14.2电光效应
14.2.1电光效应的基本原理
14.2.2线性电光效应（pockels效应）
14.2.342m晶类的线性电光效应
14.2.4二次电光效应（Kerr效应）
14.3电光器件
14.3.1电光开关
14.3.2电光调制器
14.3.3电光偏转器
14.4电光晶体
14.4.1实用电光晶体应具备的性质
14.4.2几种实用的电光晶体
14.5光折变效应的基本概念
14.5.1光折变效应的定义和特点
14.5.2光折变效应的机理
14.5.3光折变晶体中的光束耦合
14.5.4光折变材料的基本性能和参数
14.6光折变效应的应用
14.6.1光学位相共轭器件
14.6.2光折变自泵浦位相共轭器的应用
14.6.3光折变二波耦合的应用
14.6.4光折变四波混频的应用
14.6.5光存储
14.7光折变晶体及其性能
14.7.1铁电体氧化物光折变晶体
14.7.2非铁电氧化物光折变晶体
14.7.3半导体光折变晶体
14.7.4量子阱光折变材料
14.7.5有机光折变晶体聚合物
14.8应用中光折变晶体的选择
参考文献
15其他交互效应功能晶体
15.1晶体在外场作用下的交互效应
15.2压电晶体
23减振材料
23.1引言
23.2内耗的表述及各表示法之间的关系
23.3动滞后（dynamichysteresis）型内耗
23.4静滞后（statichysteresiS）型内耗
23.5阻尼共振型内耗
23.6金属强度与衰减系数的关系
23.7从材料的内部组织结构观点看减振机制
23.8典型减振合金的特点和减振合金的应用
参考文献
24生物医学材料
24.1前言
24.2生物医学材料的发展简史
24.3生物医学材料的特征与评价
24.3.1宿主反应与材料反应
24.3.2生物相容性
24.3.3生物相容性评价
24.4生物医学材料的分类、特性与应用
24.4.1医用金属材料
24.4.2生物陶瓷
24.4.3医用高分子材料
24.4.4医用复合材料
24.4.5几种新型的生物材料
24.4.6多种生物医学材料的综合应用
24.5结束语
参考文献
附录一 物理学基本常数
附录二 国际单位制（SI）单位表
元素周期表
编后记
编者通讯录
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
我购买这本书是希望能系统了解金属合金的相图和热力学基础，以便更好地指导我进行新型高温合金的开发。这本书在描述固液平衡和固溶体形成机理方面做得非常出色。它没有简单地罗列教科书式的铁碳相图，而是花了大篇幅去解释了艾林-斯塔格（Allen-Stagnation）理论在预测晶界能中的应用，以及如何利用吉布斯自由能最小化原理来推导复杂的多元合金相平衡。书中对非平衡凝固过程的讨论尤为精彩，例如偏析现象的形成机理及其对铸件性能的负面影响，作者提供了多相场模拟的结果作为直观参考。令我惊喜的是，它还涉及到了磁性合金和形状记忆合金的热弹性相变，将材料的结构与磁学或力学功能直接挂钩。这本书的叙事风格非常沉稳，逻辑链条清晰，每引入一个新的概念，都会立即通过计算实例来巩固理解，这使得读者可以稳步地从基础的热力学定律迈向复杂的材料设计。
评分这本书对纳米尺度材料的界面特性分析，简直是一部小型工具书。我之前主要关注宏观的力学测试，对于如何从原子尺度理解材料的增强机制一直感到知识储备不足。这本书聚焦于二维材料和纳米复合体，深入探讨了界面处的电子结构重构和应力传递效率。作者详尽地阐述了范德华力、共价键合以及氧化物界面上的化学键合如何决定纳米颗粒在基体中的分散状态和载荷转移的效率。我特别喜欢其中关于扫描隧道显微镜（STM）和原子层沉积（ALD）技术在界面表征中的应用案例，这些技术细节的描述，让我对实验数据的解读能力大大增强。书中对界面缺陷（如空位、孪晶界）对整体材料导电率和热导率影响的定量分析，是其他同类书籍中很少见的深度。这本书的价值在于，它为理解“小尺度”如何决定“大性能”提供了一套完整且精确的理论和实验框架，极大地拓宽了我对未来先进功能材料设计思路的认知边界。
评分我最近在研究新型半导体材料的器件集成问题，急需一本能够系统梳理晶体生长和缺陷控制的专业书籍作为参考。很幸运，我发现了这本聚焦于无机半导体领域的专著。这本书的亮点在于它对异质结界面物理的阐述极其到位。作者没有满足于简单的能带图解释，而是深入探讨了界面应变、位错形成机制以及如何通过外延生长技术来最小化界面态密度。书中详细对比了分子束外延（MBE）和化学气相沉积（CVD）在控制生长速率和掺杂均匀性上的优劣，并且提供了大量基于透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）的实验数据来佐证理论模型的有效性。尤其让我印象深刻的是关于量子点量子限制效应的章节，作者不仅计算了颗粒尺寸对光致发光波长的影响，还讨论了激子俘获效率与表面钝化层质量之间的关系。这本书的深度和广度，完全超越了我对一本入门级参考书的预期，它提供的知识体系，非常适合那些希望从基础物理原理出发，设计和优化先进光电器件的工程师和研究人员。
评分这本关于高分子化学的教材简直是为我量身定做的！我之前对聚合物的微观结构和宏观性能之间的联系一直感到很模糊，很多概念停留在死记硬背的层面。但是，这本书的作者在解释共轭加成反应和自由基聚合机理时，配上了大量精细的分子结构图和反应动力学曲线，让我第一次真正理解了为什么不同的引发剂和温度条件会对最终产物的分子量分布产生如此巨大的影响。特别是关于弹性体和塑料的相态转变那几章，作者没有过多纠缠于复杂的数学推导，而是用非常直观的案例，比如汽车轮胎的耐磨损性分析和生物医用植入物的生物相容性设计，将理论与实际应用紧密结合起来。我记得有一段关于液晶聚合物的论述，作者巧妙地引入了介晶基团的几何排布如何影响材料的取向有序性，这比我以前看的任何教科书都要深入浅出。读完这部分内容，我感觉自己对材料的“形”与“神”之间的关系有了全新的认识，不再只是简单地记忆材料的种类，而是开始思考如何通过分子设计来“调控”材料的性能，这对于我后续进行复合材料的开发研究，无疑是一个极佳的理论基石。
评分作为一名从事陶瓷材料烧结工艺的工程师，我过去常为如何准确预测烧结致密化过程中的孔隙演化路径而苦恼。市面上的很多材料学书籍要么过于偏重力学性能，要么就是专门讲高分子。这本专门讨论陶瓷和玻璃态材料的书籍，正中我的下怀。它的核心贡献在于对烧结理论的梳理——从早期的福克-戴维斯模型到现代的扩散机制模型，作者都进行了细致的比较分析，特别是对液相烧结中液桥作用对颈部形成速率的影响，有非常独到的见解和定量的描述。我特别欣赏其中关于氧化铝和碳化硅陶瓷的实例分析，作者展示了如何通过调整助烧剂的种类和用量，精确地控制最终材料的微观结构，进而优化其高温蠕变性能和断裂韧性。此外，关于玻璃的粘滞流变学行为的章节，也为理解玻璃模具的成型过程提供了坚实的理论基础。这本书的严谨性很高，随手翻开一页，几乎都能看到详细的公式推导和实验数据拟合，非常适合需要进行精确工艺参数设定的专业人士。
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