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第1章 功能介质的微观理论基础1

1.1 电磁场中的电荷与极化2

1.1.1 电荷和电荷组及其电磁作用2

1.1.2 极化的微观机制4

1.2 介电常数与有效场9

1.2.1 介电常数的两个定义9

1.2.2 微观与宏观的联系——有效场10

1.2.3 复介电常数与介质损耗13

1.3 瞬态电场与弛豫现象16

1.3.1 德拜弛豫方程17

1.3.2 德拜理论的修正19

1.3.3 共振21

1.4 离子电导与电荷注入22

1.4.1 直流电场下介质的导电特性23

1.4.2 离子电导与缺陷化学24

1.4.3 电荷注入现象27

1.5 介质破坏与击穿30

参考文献33

第2章 功能介质的热力学原理34

2.1 统计热力学方法35

2.1.1 基本假设36

2.1.2 麦克斯韦-玻尔兹曼统计36

2.1.3 量子统计39

2.2 特性函数40

2.3 相变41

2.4 朗道的唯象相变理论43

2.4.1 对称破缺和序参量43

2.4.2 二级相变45

2.4.3 存在外场时的朗道理论47

参考文献49

第3章 功能介质的晶格动力学50

3.1 束缚系统的晶格振动50

3.1.1 束缚原子体系的振动50

3.1.2 简谐振动模52

3.1.3 小振动能量的量子化53

3.1.4 二次量子化55

3.2 晶体中的声子57

3.2.1 晶体的理想化近似58

3.2.2 布里渊区61

3.2.3 声学支和光学支振动63

3.2.4 三维理想晶体65

3.3 软模67

3.3.1 铁电软模67

3.3.2 非谐作用下的软模67

3.4 赝自旋70

3.4.1 伊辛模型70

3.4.2 有相互作用的赝自旋系统71

参考文献72

第4章 功能介质的晶体结构与微介观设计74

4.1 晶体构造的周期性和对称性74

4.1.1 空间点阵理论74

4.1.2 晶体的宏观对称性78

4.1.3 晶体的微观对称性86

4.2 晶体的物理性质与晶体的对称性93

4.2.1 空间坐标变换和晶体的对称操作93

4.2.2 张量的定义95

4.2.3 一阶张量表示的晶体物理性质97

4.2.4 二阶张量表示的晶体物理性质97

4.2.5 三阶张量表示的晶体物理性质101

4.2.6 四阶张量表示的晶体物理性质104

4.3 典型晶体构造与构造原理105

4.3.1 AX结构106

4.3.2 AX2结构109

4.3.3 AmXz结构112

4.3.4 ABX3结构113

4.3.5 AB2X4结构116

4.4 类质同象和同质多象118

4.4.1 类质同象概念118

4.4.2 影响类质同象的因素119

4.4.3 同质多象的概念120

4.4.4 同质多象转变121

4.5 微介观设计122

参考文献124

第5章 功能介质的性质及其耦合效应125

5.1 力学性能126

5.1.1 弹性模量127

5.1.2 机械强度127

5.1.3 断裂韧性128

5.2 电学性质129

5.2.1 电介质的极化130

5.2.2 电介质的介电常数131

5.2.3 电介质的耐电强度133

5.2.4 电介质的介电损耗133

5.2.5 电介质的电导134

5.3 热学性能135

5.3.1 比热容136

5.3.2 膨胀系数137

5.3.3 热导率139

5.3.4 热稳定性140

5.4 光学性能140

5.4.1 光的反射和折射141

5.4.2 材料对光的吸收和色散148

5.5 磁学性质153

5.5.1 原子的磁性154

5.5.2 物质的抗磁性155

5.5.3 物质的顺磁性156

5.6 耦合性质（铁电、热电、压电、光电）158

5.6.1 铁电性159

5.6.2 热电性162

5.6.3 热释电性165

5.6.4 压电性166

5.6.5 光电性168

参考文献176

第6章 功能介质的若干前沿问题177

6.1 纳米材料177

6.1.1 概述177

6.1.2 基本概念178

6.1.3 纳米材料特性上的奇异性183

6.1.4 纳米材料的发展现状和趋势189

6.2 生物材料190

6.2.1 概述190

6.2.2 天然生物材料特性191

6.2.3 医用生物材料193

6.2.4 生物材料的发展现状198

6.3 环境材料203

6.3.1 概述203

6.3.2 材料的环境影响评价206

6.3.3 国内外环境材料应用性研究进展209

6.4 智能材料213

6.4.1 概述213

6.4.2 金属系智能材料216

6.4.3 无机非金属系智能材料217

6.4.4 智能材料的设计思路220

6.5 超材料222

6.5.1 超材料概述222

6.5.2 超材料的分类223

参考文献225