現(xiàn)代功能材料

內(nèi)容概要

全書共分10章，從材料的功能體系出發(fā)，集中闡述了功能材料的共性物理基礎--材料的電子結構與物理性能；全面系統(tǒng)地介紹了具有電、磁、光、熱、聲等物理功能及轉(zhuǎn)換功能的常用功能材料（電性材料、磁性材料、光學材料、功能轉(zhuǎn)換材料）和在能源、智能、航天航空、生物醫(yī)學等領域發(fā)展迅速的特種功能材料（能源材料、智能材料、梯度功能材料、生物醫(yī)學材料、功能薄膜材料）的組成、結構、性能、制備和應用；強調(diào)功能材料與元（器）件的緊密結合，突出體現(xiàn)了材料一元（器）件的一體化。本書選材新穎、廣泛，內(nèi)容前瞻性強，論述前后呼應，討論深入淺出，理論聯(lián)系實際，具有較強的實用性。
本書可作為高等院校材料學科各專業(yè)本科生功能材料課程的教學用書，也可作為上述專業(yè)研究生的參考書以及供從事材料學科教學、科研、生產(chǎn)和管理的教師和科技人員參考。

書籍目錄

緒論
  0.1 功能材料的發(fā)展概況
  0.2 功能材料的特點
  0.3 功能材料的分類
  0.4 功能材料學科的內(nèi)容和相關學科
  0.5 功能材料的現(xiàn)狀和展望
第1章 材料的電子結構與物理性能
  1.1 原子的電子排列
  1.2 固體的能帶理論與導電性
  1.3 半導體
  1.4 材料的超導電性
  1.5 材料的介電性
  1.6 材料的磁性
  1.7 材料的光學性質(zhì)
第2章 電性材料
  2.1 導電材料
  2.2  半導體材料
  2.3 超導材料
第3章  磁性材料
  3.1 軟磁材料
  3.2 硬磁材料
  3.3 磁記錄材料
第4章 光學材料
  4.1 激光材料
  4.2 光纖材料
  4.3 發(fā)光材料
  4.4 紅外材料
  4.5 液晶材料
  4.6  光存儲材料
第5章 功能轉(zhuǎn)換材料
  5.1 壓電材料
  5.2 熱釋電材料
  5.3 光電材料
  5.4 電光材料
  5.5 磁光材料
  5.6 熱電材料
  5.7 聲光材料
第6章 能源材料
  6.1 儲氫材料
  6.2 金屬氫化物鎳電池材料
  6.3 鋰離子電池材料
  6.4 燃料電池材料
  6.5 太陽能電池材料
第7章 智能材料
  7.1 智能材料的定義與內(nèi)涵
  7.2 智能材料的分類與智能材料系統(tǒng)
  7.3 金屬系智能材料與形狀記憶合金
  7.4 無機非金屬系智能材料
  7.5 高分子系智能材料
第8章 梯度功能材料
  8.1 梯度功能材料的分類及其特點
  8.2 梯度光折射率材料
  8.3 熱防護梯度功能材料
  8.4 梯度功能材料的應用
第9章 生物醫(yī)學材料
  9.1 生物醫(yī)學材料的性能要求
  9.2 生物金屬材料
  9.3 生物陶瓷材料
  9.4 生物高分子材料
第10章 功能薄膜材料
  10.1 成膜技術
  10.2 導電薄膜
  10.3 光學薄膜
  10.4 磁性薄膜

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　材料的電子結構與物理性能不同固體材料在物理、化學性質(zhì)上的區(qū)別是與其原子的電子結構和電子在原子間運動的自由程度有關。例如，金屬對電子的束縛很弱，因而由自由電子的運動而呈現(xiàn)出良好的導電性和導熱性，這種傳導性的產(chǎn)生是由于將非局域電子激發(fā)至傳導能級只需要很少的能量的緣故。相反，絕緣體中的電子必須越過很寬的禁帶。而半導體的禁帶較窄，因而具有有效數(shù)量的電子可以導電。因此，研究材料的電子結構有助于加深對材料的導電和導熱性能、材料的磁性能、材料的發(fā)光性能以及材料的光電效應等的理解，為將材料的這些特殊物理性能應用于功能元器件提供理論依據(jù)，指導生產(chǎn)實際。1.1 原子的電子排列作為已被普遍接受的觀點，物質(zhì)是由分子組成的，分子是由原子組成的。原子可以看成由原子核及分布在核周圍的電子所組成。原子核內(nèi)有中子和質(zhì)子，核的體積很小，卻集中了原子的絕大部分質(zhì)量。電子繞著原子核在一定的軌道上旋轉(zhuǎn)，它們的質(zhì)量雖可忽略，但其分布卻是原子結構中最重要的問題，它不僅決定了單個原子的行為，也對物質(zhì)內(nèi)部原子的結合以及某些性能起著決定性的作用。1.1.1 原子的微觀結構量子力學的研究發(fā)現(xiàn)，電子旋轉(zhuǎn)的軌道不是任意的，它的確切途徑也是測不準的。l925年歐文?薛定諤提出了描述電子波動的方程——薛定諤方程。薛定諤方程成功地解決了電子在核外運動狀態(tài)的變化規(guī)律，方程中引入了波函數(shù)的概念，以取代經(jīng)典物理中圓形的固定軌道，解得的波函數(shù)（習慣上又稱原子軌道）描述了電子在核外空間各處出現(xiàn)的幾率，相當于給出了電子運動的“軌道”。這一軌道是由四個量子數(shù)所確定的，它們分別是主量子數(shù)、次量子數(shù)、磁量子數(shù)以及自旋量子數(shù)。

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《材料科學與工程專業(yè)本科系列教材?現(xiàn)代功能材料》是由重慶大學出版社出版。

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