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第一章　绪论1

1.1　非均质材料物理的研究内容1

序言1

1.2　复合效应、显微结构-性能关联3

1.2.1　1+1＞2复合效应——旧貌换新颜：显著增强的功能4

1.2.2　0+0＞0复合效应——无中生有：产生新功能8

1.2.3　显微结构-性能关联10

1.3　材料显微结构-性能关联理论方法概述11

参考文献14

1.4　本书内容安排14

第二章　材料显微结构特征16

2.1　典型材料显微结构16

2.2　材料显微结构要素20

2.2.1　局部微域的性质20

2.2.2　相对含量21

2.2.3　形状22

2.2.4　尺寸23

2.2.5　取向24

2.2.6　相关函数26

2.3　显微结构中几何相变29

2.3.1　基本概念：标度律（scaling laws）和普适性（universality）29

2.3.2　临界体积分数fc32

2.3.3　不规则结构的统计分形特性37

2.4　界面38

参考文献41

第三章　材料性能的逻辑分析43

3.1　基本和性能44

3.2　耦合性能45

3.3　合性能47

3.4　积性能48

3.5　终极性能49

3.6　性能的对称性与张量表示49

3.7　性能的正与负51

参考文献53

第四章　宏观性能的颗粒多重散射理论一般描述55

4.1　混合法则55

4.2　格林函数问题57

4.3.1　局部场60

4.3　单颗粒散射问题60

4.3.2　调整格林函数61

4.3.3　有效性能一般精确解66

4.4　多颗粒散射问题67

4.5　基本近似解68

4.6　波传播问题的散射理论解71

参考文献72

5.1.1　基本ATA公式74

第五章　线性物理输运性能74

5.1　各向同性非均质材料有效输运性能ATA解74

5.1.2　ATA公式的衍变79

5.1.3　高阶ATA型公式82

5.2　各向同性非均质材料有效输运性能CPA解86

5.2.1　基本CPA公式86

5.2.2　改进的CPA公式87

5.2.3　CPA与ATA公式比较91

5.3.1　ATA基公式92

5.3　各向异性非均质材料有效性能92

5.3.2　CPA基公式95

5.3.3　任意随机变化96

5.4　非均质材料输运性能的频率依赖性97

5.5　渗流转变101

5.5.1　标度关系101

5.5.2　临界指数的非普适性104

5.5.3　标度关系的应用107

5.6　线性物理输运性能在外场作用下的变化109

参考文献113

第六章　线性物理输运性能中界面作用116

6.1　两种非完美界面的定义及处理116

6.2　Ⅰ-型非完美界面的作用118

6.2.1　热传导中界面效应118

6.2.2　介电多晶中晶界效应134

6.3　Ⅱ-型非完美界面的作用140

6.3.1　复合固体电解质中界面效应140

6.3.2　界面渗流模型145

参考文献146

7.1　弹性模量与材料对称性148

第七章　弹性模量148

7.2　细观力学及其与颗粒散射理论的关系150

7.2.1　弹性模量的细观力学一般结果150

7.2.2　细观力学与颗粒散射理论之间的联系151

7.3　各向同性材料的弹性模量152

7.3.1　ATA公式及衍变152

7.3.2　CPA公式及衍变156

7.4.1　1-3型复合材料158

7.4　各向异性材料的弹性模量158

7.4.2　2-2型叠层复合材料161

7.4.3　立方晶体颗粒复合材料和多晶体162

7.5　弹性渗流转变163

7.6　界面作用165

7.6.1　滑移性界面165

7.6.2　各向同性颗粒复合材料167

7.6.3　纳米晶171

参考文献174

7.7　动态弹性模量和黏弹问题174

第八章　非线性物理输运性能176

8.1　三次非线性光学响应176

8.1.1　三次非线性光学现象解析177

8.1.2　颗粒散射理论解179

8.2　强非线性电导181

8.2.1　一般表述181

8.2.2　非线性ZnO陶瓷183

8.2.3　ZnO陶瓷非线性电导的CPA模拟185

参考文献191

第九章　弹塑性形变192

9.1　弹塑性问题192

9.2　位错塑性模型195

9.3　连续塑性模型197

9.3.1　颗粒散射理论解197

9.3.2　ATA和CPA公式198

9.4　连续塑性-位错塑性耦合模型204

9.5　颗粒断裂的影响206

参考文献211

第十章　多场线性耦合效应212

10.1　多场线性耦合效应一般描述212

10.2　热电效应215

10.3　压电效应218

10.3.1　简单混合法则218

10.3.2　非均质压电材料有效压电性一般解220

10.3.3 1-3型压电复合材料的ATA和CPA公式222

10.3.4　压电陶瓷229

10.3.5　压电复合材料232

10.4　热释电、热膨胀、热容237

10.4.1　一般解237

10.4.2　热膨胀系数和热容238

10.4.3　热释电性239

10.5　乘积耦合效应242

10.5.1　压电-热膨胀之间乘积作用：热释电性242

10.5.2　压电-压磁之间乘积作用：磁电效应243

参考文献249

11.1　磁致伸缩251

第十一章　非线性耦合效应251

11.1.1　非均质材料磁致伸缩一般解252

11.1.2　多晶体的磁致伸缩255

11.1.3　颗粒复合材料的磁致伸缩258

11.1.4　各向异性复合材料的磁致伸缩262

11.1.5　纳米软磁合金的磁致伸缩264

11.2　电致伸缩267

11.2.1　电致伸缩系数267

11.2.2　非均质材料电致伸缩系数的一般解268

11.2.3　陶瓷的电致伸缩270

11.2.4　各向同性颗粒复合材料的电致伸缩272

11.2.5　各向异性复合材料的电致伸缩276

11.3　巨磁电效应277

11.3.1　非线性磁致伸缩-压电耦合磁电效应一般解277

11.3.2　Terfenol-D／压电两相颗粒复合材料279

11.3.3　Terfenol-D／压电陶瓷／高分子三相颗粒复合材料284

11.3.4　Terfenol-D／压电两相叠层复合材料285

参考文献287

索引289