本书系统地阐述无机非金属材料的力学性能(包括受力形变、断裂与强度)、热学、光学、导电、介电、磁学等性能及其发展和应用,介绍各种重要性能的原理及微观机制,性能的测定方法以及控制和改善性能的措施,各种材料结构与性能的关系,各性能之间的相互制约与变化规律。本书在无机材料的断裂力学及缺陷电导的应用方面的阐述均有特色,这些是当前无机非金属材料研究中的重要方向。
本书可作为无机非金属材料专业,包括传统陶瓷与新型陶瓷、玻璃、半导体、晶体、石墨和金刚石、耐火材料以及建筑材料等专业的大学生和研究生教材。对从事材料科学的研究、生产、管理、开发和新技术推广等的科技人员也是一本合适的参考书。

**章 无机材料的受力形变
§1.2 无机材料中晶相的塑性形变
二、塑性形变的位错运动理论
实际晶体中存在位错缺陷,当受剪应力作用时,并不是晶体内两部分整体相互错动,而是位错在滑移面上沿滑移方向运动。使位错运动所需的力比使晶体两部分整体相互滑移所需的力小得多。所以实际晶体的滑移是位错运动的结果。
位错是一种缺陷,在原子排列有缺陷的地方一般势能较高,如图1.13所示。
内力平衡时原子处于势能*低的位置。有了位错情况就不同了,在位错处出现势能空位,邻近的原子C2迁移到空位上需要克服的势垒h比h小。克服势垒h所需的能量可由升高温度的热能或由外力所做的功来提供。在外力作用下,滑移面CD上就有分剪应力т,此时势能曲线变得不对称,C2原子迁移到空位要克服的势垒为日(т),且H(т)<h。就是说,的作用使h降低,Cz原子迁移到空位更加容易,也就是刃形位错线向右移动更加容易。т的作用提供了克服势垒所需的能量。显然,日(т)叫做“位错运动激活能”,和т有关。т大,H(т)小;т小,H(т)大,故日(т)为т的函数。当没有剪应力作用时,H(т)*大,此时日(т)=h。
一个原子能脱离平衡位置的几率是由波尔兹曼因子e-a/er决定的。E为激活能。位错既是一种缺陷,其运动速度也应由波尔兹曼因子决定,所以可把位错运动的速度写成:
……

前言
**章 无机材料的受力形变
§1.1 无机材料的应力、应变及弹性形变
一、 应力
二、 应变
三、 无机材料的弹性变形行为
§1.2 无机材料中晶相的塑性形变
一、 晶格滑移
二、 塑性形变的位错运动理论
三、 塑性形变速率对屈服强度的影响
§1.3 无机材料的高温蠕变
一、 高温蠕变的位错运动理论
二、 扩散蠕变理论
三、 晶界蠕变理论
四、 影响蠕变的因素
§1.4 高温下玻璃相的粘性流动
一、 流动模型
二、 影响粘度的因素
习题
第二章 无机材料的脆性断裂与强度
§2.1 脆性断裂现象
一、 弹、粘、塑性形变
二、 脆性断裂行为
三、 突发性断裂与裂纹的缓慢生长
§2.2 理论结合强度
§2.3 Griffith微裂纹理论
§2.4 应力场强度因子和平面应变断裂韧性
一、 裂纹扩展方式
二、 裂纹**应力场分析
三、 应力场强度因子及几何形状因子
四、 临界应力场强度因子及断裂韧性
五、 裂纹扩展的动力与阻力
六、 柔度标定法求几何形状因子
七、 线弹性计算公式对试件尺寸的要求
八、 断裂韧性的测试方法
§2.5 裂纹的起源与快速扩展
一、 裂纹的起源
二、 裂纹的快速扩展
三、 防止裂纹扩展的措施
§2.6 无机材料中裂纹的亚临界生长
一、 应力腐蚀理论
二、 高温下裂纹**的应力空腔作用
三、 亚临界裂纹生长速率与应力场强度因子的关系
四、 根据亚临界裂纹扩展预测材料寿命
五、 蠕变断裂
§2.7 显微结构对材料脆性断裂的影响
一、 晶粒尺寸
二、 气孔的影响
§2.8 无机材料强度的统计性质
一、 无机材料强度波动的分析
二、 强度的统计分析
三、 求应力函数的方法及韦伯分布
四、 韦伯函数中m及σ0的求法
五、 有效体积的计算
六、 韦伯统计的应用及实例
七、 两参数韦伯分布及其应用
§2.9 提高无机材料强度改进材料韧性的途径
一、 微晶、高密度与高纯度
……
第三章 无机材料的热学性能
第四章 无机材料的光学性能
第五章 无机材料的电导
第六章 无机材料的介电性能
第七章 无机材料的磁学性能
附录1 常用重要公式
附录2 性能分类、典型材料和应用举例