全书共分10章,从材料的功能体系出发,集中阐述了功能材料的共性物理基础--材料的电子结构与物理性能;全面系统地介绍了具有电、磁、光、热、声等物理功能及转换功能的常用功能材料(电性材料、磁性材料、光学材料、功能转换材料)和在能源、智能、航天航空、生物医学等领域发展迅速的特种功能材料(能源材料、智能材料、梯度功能材料、生物医学材料、功能薄膜材料)的组成、结构、性能、制备和应用;强调功能材料与元(器)件的紧密结合,突出体现了材料一元(器)件的一体化。本书选材新颖、广泛,内容前瞻性强,论述前后呼应,讨论深入浅出,理论联系实际,具有较强的实用性。
本书可作为高等院校材料学科各专业本科生功能材料课程的教学用书,也可作为上述专业研究生的参考书以及供从事材���学科教学、科研、生产和管理的教师和科技人员参考。

第1章 材料的电子结构与物理性能
不同固体材料在物理、化学性质上的区别是与其原子的电子结构和电子在原子间运动的自由程度有关。例如,金属对电子的束缚很弱,因而由自由电子的运动而呈现出良好的导电性和导热性,这种传导性的产生是由于将非局域电子激发至传导能级只需要很少的能量的缘故。相反,绝缘体中的电子必须越过很宽的禁带。而半导体的禁带较窄,因而具有有效数量的电子可以导电。因此,研究材料的电子结构有助于加深对材料的导电和导热性能、材料的磁性能、材料的发光性能以及材料的光电效应等的理解,为将材料的这些特殊物理性能应用于功能元器件提供理论依据,指导生产实际。
1.1 原子的电子排列
作为已被普遍接受的观点,物质是由分子组成的,分子是由原子组成的。原子可以看成由原子核及分布在核周围的电子所组成。原子核内有中子和质子,核的体积很小,却集中了原子的绝大部分质量。电子绕着原子核在一定的轨道上旋转,它们的质量虽可忽略,但其分布却是原子结构中*重要的问题,它不仅决定了单个原子的行为,也对物质内部原子的结合以及某些性能起着决定性的作用。
1.1.1原子的微观结构
量子力学的研究发现,电子旋转的轨道不是任意的,它的确切途径也是测不准的。l925年欧文·薛定谔提出了描述电子波动的方程——薛定谔方程。薛定谔方程成功地解决了电子在核外运动状态的变化规律,方程中引入了波函数的概念,以取代经典物理中圆形的固定轨道,解得的波函数(习惯上又称原子轨道)描述了电子在核外空间各处出现的几率,相当于给出了电子运动的“轨道”。这一轨道是由四个量子数所确定的,它们分别是主量子数、次量子数、磁量子数以及自旋量子数。
……

绪论
0.1 功能材料的发展概况
0.2 功能材料的特点
0.3 功能材料的分类
0.4 功能材料学科的内容和相关学科
0.5 功能材料的现状和展望
第1章 材料的电子结构与物理性能
1.1 原子的电子排列
1.2 固体的能带理论与导电性
1.3 半导体
1.4 材料的超导电性
1.5 材料的介电性
1.6 材料的磁性
1.7 材料的光学性质
第2章 电性材料
2.1 导电材料
2.2 半导体材料
2.3 超导材料
第3章 磁性材料
3.1 软磁材料
3.2 硬磁材料
3.3 磁记录材料
第4章 光学材料
4.1 激光材料
4.2 光纤材料
4.3 发光材料
4.4 红外材料
4.5 液晶材料
4.6 光存储材料
第5章 功能转换材料
5.1 压电材料
5.2 热释电材料
5.3 光电材料
5.4 电光材料
5.5 磁光材料
5.6 热电材料
5.7 声光材料
第6章 能源材料
6.1 储氢材料
6.2 金属氢化物镍电池材料
6.3 锂离子电池材料
6.4 燃料电池材料
6.5 太阳能电池材料
第7章 智能材料
7.1 智能材料的定义与内涵
7.2 智能材料的分类与智能材料系统
7.3 金属系智能材料与形状记忆合金
7.4 无机非金属系智能材料
7.5 高分子系智能材料
第8章 梯度功能材料
8.1 梯度功能材料的分类及其特点
8.2 梯度光折射率材料
8.3 热防护梯度功能材料
8.4 梯度功能材料的应用
第9章 生物医学材料
9.1 生物医学材料的性能要求
9.2 生物金属材料
9.3 生物陶瓷材料
9.4 生物高分子材料
第10章 功能薄膜材料
10.1 成膜技术
10.2 导电薄膜
10.3 光学薄膜
10.4 磁性薄膜