材料性能:各向异性对称性与结构
《材料性能(各向异性对称性与结构影印版)》是世界著名材料科学家罗伯特·E·纽纳姆教授为具有中等物理和化学背景的大学理工科学生所写的一本材料科学经典教材。它以张量、矩阵为基本数学工具,以晶体物理和化学为基础理论,以对称性、各向异性和结构与性能的关系为线索,配以丰富的插图和表格,以及大量的实验数据,系统阐述了晶体物理和化学的基本原理以及晶体和其他构型材料的热力学、力学、电学、磁学、声学和光学性能特点,仔细分析了材料的热电、压电、电磁、热磁、声电、光电等各种物理化学效应,讨论了铁性体、声学、非线性光学等其他同类教材很少涉及的主题,介绍了材料的镜像异构、旋光性和化学各向异性等知识。 《材料性能(各向异性对称性与结构影印版)》的特色在于以张量和矩阵为数学工具来处理和分析晶体的物理和化学问题,揭示物理现象背后的化学和结构根源,阐明其中的结构与性能的关系,并以大量实验数据验证所做的分析,比较各种不同的结构与性能关系,表述清晰、深入浅出、简明易懂,是一本极为难得的经典教材。
基本信息
- 书名
材料性能:各向异性对称性与结构
- 外文名
Properties of Materials: Anisotropy, Symmetry, Structure
- ISBN
9787560531786
- 页数
380页
- 作者
罗伯特·E·纽纳姆(Robert E.Newnham) 姚熹
图书信息
书 名: 材料性能: 各向异性对称性与结构 作 者:罗伯特·E·纽纳姆 出版社: 西安交通大学出版社 出版时间: 2009年08月 ISBN: 9787560531786 开本: 16开 定价: 55.00 元
内容简介
《材料性能(各向异性对称性与结构影印版)》是世界著名 材料科学家罗伯特·E·纽纳姆教授为具有中等物理和化学背景的大学理工科学生所写的一本材料科学经典教材。它以张量、矩阵为基本 数学工具,以晶体物理和化学为基础理论,以对称性、各向异性和结构与性能的关系为线索,配以丰富的插图和表格,以及大量的实验数据,系统阐述了晶体物理和化学的基本原理以及晶体和其他构型材料的 热力学、力学、电学、 磁学、 声学和光学性能特点,仔细分析了材料的 热电、压电、电磁、热磁、声电、光电等各种物理化学效应,讨论了铁性体、声学、 非线性光学等其他同类教材很少涉及的主题,介绍了材料的镜像异构、 旋光性和化学各向异性等知识。 《材料性能(各向异性对称性与结构影印版)》的特色在于以张量和矩阵为数学工具来处理和分析晶体的物理和化学问题,揭示 物理现象背后的化学和结构根源,阐明其中的结构与性能的关系,并以大量实验数据验证所做的分析,比较各种不同的结构与性能关系,表述清晰、深入浅出、简明易懂,是一本极为难得的经典教材。
作者简介
罗伯特·E·纽纳姆( Robert E.Newnham,1929-2009)博士生前是美国 宾夕法尼亚州立大学材料研究所的Alcoa固态科学荣誉退休教授, 美国国家工程院院士,国际陶瓷科学院院士, 美国陶瓷学会荣誉终身会士。他是复合 压电传感器的奠基人,在 铁电材料领域做出了 享誉世界的研究工作。他一生独立或合作发表了500多篇 学术论文,出版了5部学术著作,持有20多项专利,获得了数十项学术或教育奖。他在上世纪五十年代早期从 哈特 威克学院获得了数学 学士学位,从 科罗拉多州立大学获得了物理学硕士学位,并于1956年获得宾夕法尼亚州立大学物理学 博士学位,1960年获得 英国剑桥大学 晶体学博士学位。他曾在 剑桥大学 卡文迪许实验室和在 麻省理工学院电气工程系工作了10年,自1966年起在宾夕法尼亚州立大学任教。 丛书主编简介: 姚熹,1935年生于中国 江苏苏州,1957年毕业于 交通大学电机系,1982年获 美国宾夕法尼亚州立大学固态科学博士学位,1957年至今在 西安交通大学任教,1984年起任西安交通大学教授、姚熹教授1989年当选国际陶瓷科学院首批院士,1991年当选 中国科学院院士,2002年当选美国陶瓷学会会士,2007年因”在 电子陶瓷科学和工程创新方面做出了杰出贡献”当选 美国国家工程院外籍院士。
图书目录
1 绪论 1.1 概要 1.2 结构一性能关系 1.3 物理性能的对称性 1.4 原子级的观点:密度 2 变换 2.1 为什么要变换 2.2 坐标变换 2.3 正交性 2.4 常规旋转( 欧拉角) 3 对称性 3.1 对称操作 3.2 对称元素和极射赤面投影 3.3 点群及其极射赤面投影图 3.4 晶体学术语 3.5 全体点群 4 对称元素的变换操作 4.1 晶体学对称元素的变换操作 4.232 个晶族的变换操作 4.3 标准设定 4.4 居里群对称性 5 张量和物理性能 5.1 物理性能 5.2 极张量和张量性能 5.3 轴张量性能 5.4 几何表示 5.5 诺依曼原理 5.6 诺依曼原理的解析形式 6 热力学关系 6.1 线性系统 6.2 耦合作用: 麦克斯韦关系 6.3 测量条件 7 比热和熵 7.1 固体比热 7.2 晶格振动 7.3 熵和 磁卡效应 8 热电性 8.1 热电和电卡张量 8.2 对称性限制 8.3 极轴 8.4 几何表示 8.5 热电测量 8.6 初级和二级 热电效应 8.7 热电材料 8.8 温度 依赖性 8.9 应用 9 介电常数 9.1 介电常数的起因 9.2 介电张量 9.3 对称性的影响 9.4 实验方法 9.5 几何表示 9.6 多晶 电介质 9.7 结构一陛能关系 10 应力和应变 10.1 机械应力 10.2 应力变换 10.3 应变张量 10.4 应变的 矩阵变换 11 热膨胀 11.1 对称性的影响 11.2 热膨胀测量 11.3 结构-性能关系 11.4 温度依赖性 12 压电性 12.1 张量和矩阵形式 12.2 矩阵变换和诺依曼原理 12.3 压电 对称群 12.4 实验技术 12.5 结构一性能关系 12.6 静水 压电效应 12.7 压电陶瓷 12.8 实际 压电体: 石英晶体 13 弹性 13.1 张量和矩阵系数 13.2 张量和矩阵变换 13.3 刚度一柔顺度关系 13.4 对称性的影响 13.5 工程参数和 测量方法 13.6 各向异性和结构一性能关系 13.7 压缩率 13.8 多晶平均 13.9 温度系数 13.10 石英晶体谐振器 14 磁现象 14.1 基本概念和单位 14.2 磁结构和 时间反演 14.3 磁点群 14.4 磁轴矢量 14.5 饱和磁化和热磁性 14.6 磁化率和 磁导率 14.7 抗磁和顺磁晶体 14.8 磁化率测量 14.9 磁电性 14.10 压磁性 14.11 小结 15 非线性现象 15.1 非线性介电现象 15.2 非线性弹性性能 15.3 电致伸缩 15.4 磁致伸缩 15.5 磁致伸缩建模 15.6 磁致伸缩致动器 15.7 电 磁致伸缩和赝压电性 16 铁性晶体 16.1 自由能表达式 16.2 铁弹性 16.3 铁磁性 16.4 磁各向异性 16.5 铁电性 16.6 二阶铁性体:铁双电性和铁双磁性 16.7 二阶铁性体:铁双弹性和铁弹电性 16.8 二阶铁性体: 铁磁电体和铁磁弹体 16.9 序 参量 17 电阻率 17.1 张量和矩阵关系 17.2 电阻率测量 17.3 电极金属 17.4 各向异性 导体 17.5 半导体和 绝缘体 17.6 带隙和 迁移率 17.7 非线性行为: 压敏电阻和 热敏电阻 17.8 准晶 18 热导率 18.1 张量本质和实验 18.2 结构一性能关系 18.3 温度依赖性 18.4 场依赖性 19 扩散和离子 电导率 19.1 定义和张量表达式 19.2 结构一性能关系 19.3 离子电导率 19.4 快离子导体 …… 20 电磁和热磁现象 21 热电性 22 压阻性 23 声波(一) 24 声波(二) 25 晶体光学 26 色散和吸收 27 光弹性和声光学 28 电光现象 29 非线性光学 30 旋光性和镜像异构性 31 磁光学 32 化学各向导性 深化阅读 索引 ……
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《材料性能(各向异性对称性与结构影印版)》:经典电介质科学丛书。
序言
本书的主题是晶体的各向异性以及性能与结构的关系。基于张量和矩阵提供的数学框架,对称性可以帮助确定哪些(物理性能)系数是否为零,哪些系数必须相等。然而面对其性能参数的大小却无能为力,这更多的取决于原子层面的讨论。我曾经试图指出某些晶体化学要素(例如键长、配位数和电子结构)与性能参数之间的关系。这些关系提供了分子层面的定性理解,对各种工程应用中选择材料有所帮助。 本书共32章,约370页,涵盖了材料物理性能方面丰富的主题介绍,贯穿其中的是张量和矩阵的使用。我曾经给高年级的本科生和低年级的研究生讲授这些内容。教师可以选择部分内容讲授一个学期,或者选择全书内容讲授两个学期。 本书的先修要求是大学程度的物理和化学,在美国的大学里这些课程通常在第一年或第二年开设。对张量和矩阵代数没有特殊的要求,但最好有基本的晶体学知识。 在讲授这门课程和撰写这本书的时候,我的头脑里产生了如下一些问题: 物理性能如何依赖于晶体的方向? 在数学上,如何描述这些性能,它们的几何表象是什么样的? 矩阵表示和张量描述有什么样的不同? 极张量和轴张量描述的性能有什么不同?什么因素决定了张量的阶数? 如何测量物性参数?这些参数如何被温度、频率、压力和外场等测量条件影响? 对称性如何影响物理性能? 对称性如何影响物性参数使其为零或两两相等,需要多少次测量才能完全确定材料的性能? 各向异性如何与晶体结构及织构关联? 材料物性的取向特征,是否表示结构中存在对应的系列层结构?