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绪论1

0.1仪表电器材料的界定和分类1

0.2技术进步与仪表电器材料3

0.3仪表电器材料的学习内容3

第一篇 仪表电器材料基础5

第一章 材料的晶体学基础5

1.1原子结构与固体材料中原子结合键5

1.1.1组成物质的原子结构5

1.1.2原子和原子的结合8

1.1.3结合键与性能11

1.2固体材料中原子排列方式13

1.2.1晶体与非晶体13

1.2.2原子排列的研究方法15

1.3固体材料中的晶体结构16

1.3.1晶体学基础16

1.3.2纯金属的晶体结构21

1.3.3离子晶体的结构25

1.3.4共价晶体的结构29

小结31

第二章 固体材料的结构与性能32

2.1晶体缺陷形式与固体材料的力学性能32

2.1.1晶体缺陷形式32

2.1.2固体材料的力学性能34

2.2固体材料中的电子结构与物理性能41

2.2.1固体材料中的电子结构和能带理论41

2.2.2超导电性43

2.2.3介电性44

2.2.4压电性和电致伸缩现象47

2.2.5铁电性48

2.2.6热电效应49

2.2.7磁性能49

2.2.8热性能51

2.2.9光学性能53

小结54

第三章 材料的相结构与相图55

3.1材料的相结构55

3.1.1固溶体55

3.1.2中间相59

3.2二元相图及其类型61

3.2.1相图的基本知识61

3.2.2匀晶相图63

3.2.3二元共晶相图65

3.2.4二元包晶相图69

3.3复杂相图及分析71

3.3.1具有其他恒温转变的相图71

3.3.2形成稳定中间相的相图72

3.3.3铁碳相图73

3.4相图与性能的关系78

3.4.1根据相图判断材料的力学性能和物理性能78

3.4.2根据相图判断合金的工艺性能79

第四章 材料制备方法简介80

4.1用凝固法材料的制备技术80

4.1.1区域熔炼80

4.1.2制备单晶81

4.1.3用快速冷凝法制备金属玻璃82

4.1.4定向凝固83

4.2气相沉积法的材料制备技术84

4.2.1硅芯片的外延生长84

4.2.2用化学气相沉积制取B纤维和SiC纤维85

4.2.3用惰性气体凝结法制取纳米材料86

第二篇 仪表电器用金属材料88

第五章 膨胀合金88

5.1热膨胀的物理本质及影响因素88

5.1.1金属与合金的热膨胀特性88

5.1.2正常热膨胀的双原子模型89

5.1.3反常热膨胀现象90

5.2低膨胀合金91

5.2.1 FeNi36因瓦合金91

5.2.2 Fe-Ni-Co系超因瓦合金93

5.2.3其他低膨胀合金93

5.3定膨胀合金94

5.3.1 Fe-Ni-Co系定膨胀合金94

5.3.2其他定膨胀合金95

5.4热双金属95

5.4.1热双金属的主要特性参数96

5.4.2热双金属材料的组成97

5.4.3热双金属分类98

5.4.4热双金属的生产工艺98

第六章 弹性合金100

6.1金属与合金的弹性100

6.1.1弹性模量100

6.1.2弹性模量温度系数101

6.1.3频率温度系数101

6.1.4铁磁材料的弹性反常101

6.1.5金属与合金的滞弹性102

6.2高弹性合金103

6.2.1铁基高弹性合金103

6.2.2其它高弹性合金106

6.3恒弹性合金108

6.3.1铁磁性恒弹性合金108

6.3.2无磁恒弹性合金113

6.3.3特殊性能的恒弹性合金114

第七章 导电金属材料115

7.1金属与合金的导电性115

7.1.1金属导电的物理本质及影响因素115

7.1.2导电金属材料的特性116

7.2电阻用金属与合金117

7.2.1精密电阻合金117

7.2.2金属膜电阻材料119

7.2.3特种金属电阻材料与合金120

7.3电热合金123

7.4导电金属材料124

7.4.1导电金属及其合金124

7.4.2金属膜导电材料128

7.4.3金属超导材料129

7.4.4电触头材料130

第八章 非晶态精密合金131

8.1非晶态合金的结构特性131

8.1.1非晶态金属的结构131

8.1.2非晶体金属的结构模型133

8.2非晶态合金的制造工艺133

8.2.1非晶态金属的形成133

8.2.2非晶体金属制备方法134

8.2.3影响非晶态合金形成的几个因素135

8.3非晶态金属性能特点及应用136

8.3.1非晶态金属的性能特点136

8.3.2非晶态精密合金的应用前景137

第九章 半导体材料140

9.1半导体材料的结构与特性140

9.1.1半导体材料的电子结构140

9.1.2半导体材料的特性148

9.2半导体材料的分类与应用152

9.2.1半导体材料的分类152

9.2.2半导体材料的应用与发展153

9.3元素半导体材料154

9.3.1硅材料154

9.3.2其它元素半导体材料157

9.4化合物半导体材料159

9.4.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料159

9.4.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料161

9.4.3 Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体材料161

9.4.4氧化物半导体材料161

9.4.5化合物半导体材料的发展趋势162

9.5非晶态半导体材料163

9.5.1非晶态半导体的能带结构和导电性163

9.5.2非晶态硅薄膜165

9.5.3非晶态硫系半导体166

9.6外延半导体材料167

9.6.1硅外延材料167

9.6.2砷化镓气相外延材料167

9.6.3碳化硅薄膜材料168

9.6.4金刚石薄膜169

9.7半导体微结构材料171

9.7.1“能带工程”与半导体微结构材料的设计172

9.7.2半导体微结构材料的分类175

9.7.3半导体微结构材料的生长方法176

9.7.4半导体微结构材料的应用178

第十章 电子陶瓷材料180

10.1电子陶瓷的基本概念180

10.2精密绝缘陶瓷和介电陶瓷材料180

10.2.1介电常数和介质损耗181

10.2.2精密绝缘陶瓷材料及其应用182

10.2.3介电陶瓷材料及其应用182

10.3铁电陶瓷184

10.3.1铁电体的自发极化和电滞回线184

10.3.2离介电常数电容器用铁电陶瓷材料185

10.3.3电致伸缩铁电陶瓷材料186

10.3.4反铁电陶瓷材料及其应用186

10.4热释电陶瓷187

10.4.1陶瓷的热释电效应187

10.4.2热释电陶瓷材料及其应用188

10.5压电陶瓷188

10.5.1压电效应与压电陶瓷的性能参数188

10.5.2压电陶瓷材料及其应用190

10.6半导体陶瓷191

10.6.1热敏半导体陶瓷191

10.6.2气敏半导体陶瓷192

10.6.3湿敏半导体陶瓷193

10.6.4压敏半导体陶瓷194

10.7快离子导体196

10.7.1快离子导体的传导特性和晶体结构196

10.7.2快离子导体材料196

10.7.3快离子导体的应用197

第十一章 光电子材料199

11.1概述199

11.1.1什么是光电子材料199

11.1.2光电子材料的分类200

11.2固体激光材料202

11.2.1激光晶体202

11.2.2激光玻璃205

11.2.3半导体激光材料206

11.3非线性光学材料207

11.3.1非线性光学基础207

11.3.2二阶非线性光学晶体材料209

11.3.3三阶非线性光学材料211

11.3.4有机和聚合物非线性光学材料212

11.4光功能材料215

11.4.1电光功能材料215

11.4.2声光功能材料219

11.4.3磁光材料222

11.5红外光学材料225

11.5.1红外透过材料225

11.5.2红外探测器材料227

11.6光纤材料231

11.6.1光纤工作原理231

11.6.2光纤材料的特征值235

11.6.3光纤材料的种类236

11.6.4光纤材料的应用241

11.7液晶显示材料241

11.7.1什么是液晶241

11.7.2液晶显示原理243

11.7.3显示用液晶材料的类型与特性244

11.8光致变色材料246

11.8.1光致变色246

11.8.2光致变色物质247

11.8.3光致变色材料247

第十二章 压电材料249

12.1概述249

12.1.1介电材料及其特征值249

12.1.2介电材料的种类252

12.2压电晶体材料253

12.2.1压电效应的机理254

12.2.2压电材料的特征值255

12.2.3压电晶体材料259

12.2.4压电晶体材料的应用259

12.3热释电晶体材料262

12.3.1晶体的热释电效应262

12.3.2热释电材料的特征值264

12.3.3热释电晶体材料264

12.3.4热释电晶体材料的应用265

12.4铁电晶体材料267

12.4.1铁电性与铁电体267

12.4.2铁电晶体材料的特性267

12.4.3铁电晶体材料分类270

12.4.4反铁电晶体材料272

12.4.5铁电晶体材料的应用274

第十三章 磁性材料275

12.1材料的磁性276

13.1.1材料磁性的起因276

13.1.2磁场及其特征参量279

13.1.3磁性的分类与磁性材料的磁化特性281

13.1.4磁性材料的分类283

13.2软磁材料285

13.2.1金属软磁材料285

13.2.2铁氧体软磁材料288

13.3永磁材料291

13.3.1永磁材料概述291

13.3.2永磁铁氧体材料294

13.3.3金属永磁合金295

13.3.4稀土永磁材料295

13.4磁记录材料297

13.4.1磁记录及其对材料的要求298

13.4.2记录介质300

13.4.3记录头308

13.5压磁材料与旋磁材料312

13.5.1压磁材料312

13.5.2旋磁材料313

13.6其它磁性材料314

13.6.1有机高分子磁性材料314

13.6.2磁性液体314

13.6.3纳米磁性材料315

13.6.4磁性微波吸收材料316

13.6.5多功能磁性材料317

13.6.6智能磁性材料318