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本书是教育部普通高等教育“十五”**级规划教材。材料物理是介于物理学与材料学之间的一门边缘学科,它旨在利用物理学中的一些学科的成果来阐明材料中的种种规律和转变过程。本书试图从物理学的角度来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系,即突出了物理学的主干,从物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律出发,并建立相应的物理模型,阐述材料本身的结构、性质和它们在各种外界条件下发生的变化及其变化规律。本书内容丰富、涉及面广、实用性强。
全书共分12章,主要介绍金属结构理论;缺陷物理;材料强化;导电物理基础;材料的介电行为;铁电物理;磁性物理;材料的相变;非晶态物理;高分子物理;低维材料结构。
本书是高等学校材料科学与工程专业、材料物理、材料科学、材料化学、冶金工程、化工工程等专业的教材,也可供有关科技人员参考。

1概论(1)
2材料结构理论(4)
2.1概述(4)
2.2.1离子健(5)
2.2.2共价键(6)
2.2.3金属键(6)
2.2.4极化键(6)
2.3晶体结构与晶体学(10)
2.4准晶、非晶和液晶(16)
2.4.1准晶(16)
2.4.2非晶(17)
2.4.3液晶(17)
2.5材料结构的实验研究(18)
2.5.1X射线衍射(18)
2.5.2电子衍射(20)
2.5.3中子衍射(21)
2.5.4场离子显微镜(21)
2.5.5扫描隧道显微镜(21)
思考题(23)
3缺陷物理(24)
3.1概述(24)
3.2点缺陷(26)
3.2.1点缺陷的主要类型(26)
3.2.2热缺陷数目的统计理论(27)
3.2.3点缺陷对物理性能的影响(28)
3.3原子扩散理论(30)
3.3.1扩散方程和扩散系数(30)
3.3.2自扩散的微观机制(31)
3.3.3杂质原子的扩散(34)
3.4离子晶体的点缺陷及其导电性(35)
3.4.1离子晶体中的点缺陷(35)
3.4.2离子晶体的导电性(36)
3.4.3色心(37)
3.5位错(39)
3.5.1位错的主要类型(39)
3.5.2位错的滑移与晶体的范性形变(40)
3.5.3位错能(42)
3.5.4位错的其他性能和影响(43)
3.6面缺陷(45)
3.6.1小角晶界的位错模型(46)
3.6.2孪晶界和堆垛层错(47)
3.6.3晶界能(48)
思考题(50)
4材料强化(51)
4.1概述(51)
4.2力学实验与材料性能(52)
4.2.1拉伸试验(52)
4.2.2弯曲试验(55)
4.2.3硬度试验(56)
4.2.4冲击试验(58)
4.2.5断裂韧性(59)
4.2.6蠕变(60)
4.2.7疲劳(61)
4.3加工硬化(64)
4.4固溶强化(67)
4.5弥散强化(69)
4.6固态相变强化(73)
4.7复合强化(78)
4.7.1颗粒增强复材料(78)
4.7.2纤维型复合材料(80)
4.7.3层状增强复合材料(80)
思考题(81)
5导电物理(82)
5.1概述(82)
5.2材料的导电性能(84)
5.2.1能带结构(84)
5.2.2超导现象(88)
5.2.3导电材料与电阻材料(90)
5.3半导体与pn结(91)
5.3.1本征半导体与非征半导体(91)
5.3.2n型半导体与p型半导体(92)
5.3.3pn结(94)
5.4半导体的物理效应(97)
5.4.1余辉效应(97)
5.4.2发光二级管(98)
5.4.3激光二级管(100)
5.4.4光伏**应(101)
5.5半导体陶瓷的缺陷化学理论基础(103)
5.5.1克鲁格维克符号系统(103)
5.5.2准化学反应(104)
5.5.3质量作用定律(105)
5.5.4半导体陶瓷的能带结构(107)
5.5.5BaTiO3半导瓷的缺陷化学研究(110)
5.6能带理论的应用(113)
5.6.1半导体的表面能级(113)
5.6.2半导体与半导体的接触(114)
5.6.3半导体与金属的接触(117)
思考题(119)
6电介质物理(120)
6.1概述(120)
6.1.1电介质的概念及特点(120)
6.1.2电介质的分类(120)
6.1.3电介质的四大基本常数(121)
6.1.4电介质的理论(121)
6.1.5电介质的实验研究(122)
6.2静电场中的电介质行为(122)
6.2.1静电介电系数和电极化(122)
6.2.2洛仑兹有效场(127)
6.3变动电场中电介质行为及介质损耗(130)
6.4极化弛豫(132)
6.5动态介电系数(134)
6.6固体电介质的电导与击穿(135)
6.6.1固体电介质的电导(135)
6.6.2固体电介质的击穿(147)
6.7电介质的唯象理论(152)
6.7.1热力学唯象理论方法(152)
6.7.2固态电介质的特征函数(155)
6.7.3电介质宏观性质的统一描述方法(158)
6.8复介电常数和介电谱的实验研究(160)
6.8.1复介电常数的测量(160)
6.8.2介电谱(161)
6.7.3介电常数对温度的函数关系(温度谱)(165)
6.7.4热激励去极化电流的测量(TSDC谱)(166)
思考题(169)
7铁电物理(171)
7.1铁电物理的一般性质(171)
7.2铁电体的电畴与电滞回线(172)
7.2.1铁电体的电畴(172)
7.2.2铁电体电滞回线(178)
7.3铁电相变与晶体的结构变化(180)
7.3.1无序有序型相变铁电体(180)
7.3.2位移型相变铁电体(183)
7.3.3晶格振动与相变(190)
7.4铁电体物理效应(193)
7.4.1压电效应(194)
7.4.2热释电效应(199)
7.4.3电致伸缩(201)
7.4.4光学效应(203)
7.5铁电物理效应的实验研究(212)
7.5.1电介质的铁电性与热电性的实验研究(212)
7.5.2压电效应和电致伸缩效应的实验研究(217)
思考题(224)
8磁性物理(225)
8.1概述(225)
8.2原子和离子的固有磁矩(226)
8.2.1自由原子的磁矩(226)
8.2.2物质中的原子磁矩(229)
8.3物质的抗磁性和顺磁性(231)
8.3.1抗磁性(Diamagnetism)(231)
8.3.2顺磁性(Paramagnetism)(231)
8.4铁磁性的“分子场”理论(232)
8.4.1铁磁性(ferromagnetism)(232)
8.4.2外斯分子场理论(WeissMeanFieldTeory)(232)
8.4.3直接交换作用(233)
8.4.4稀土金属化合物中的间接交换作用(234)
8.5亚铁磁性“分子场”理论(234)
8.5.1亚铁磁体、亚铁磁性(234)
8.5.2尖晶石型铁氧体的晶体结构(235)
8.5.3奈尔亚铁磁性分子场理论(237)
8.6铁磁体中的磁晶各向异性、磁致伸缩(239)
8.6.1磁晶各向异性能(MagnetocryallineAnisotropyEnergy)(239)8.6.2退磁场能(DemagnetiingEnergy)(241)
8.6.3磁致伸缩(Magnetoriction)(242)
8.7畴壁与磁畴结构(242)
8.7.1磁畴壁(DomainWalls)(243)
8.7.2磁畴(MagneticDomain)(244)
8.6.3单畴结构(246)
思考题(247)
9材料的相变(249)
9.1概述(249)
9.2相变的基本类型(251)
9.2.1按热力学分类(251)
9.2.2相变按动力学分类(252)
9.2.3相变按机制分类(254)
9.3马氏体相变(256)
9.3.1马氏体相变热力学(256)
9.3.2马氏体相变动力学(257)
9.3.3马氏体相变的晶体学唯学理论(259)
9.4铁电相变、铁性相变(261)
9.4.1铁电相变类型(262)
9.4.2电介质的特征函数(264)
9.4.3铁性相变(FerroicPaseTransition)(267)
9.5有序无序相变(267)
9.5.1有序度参数(268)
9.5.2长程有序的统计理论(269)
9.6朗道相变理论概要(272)
9.6.1序参量与对称破缺(272)
9.6.2朗道相变理论(273)
9.7相变动力学(274)
9.7.1形核(275)
9.7.2长大(278)
9.7.3转变速率(280)
9.8界面稳定性与形态演变(281)
9.8.1组分过冷(281)
9.8.2典型界面形态及其形成机理(284)
9.8.3枝晶生长(286)
9.9相变微观理论简介(288)
9.9.1伊辛模型(288)
9.9.2临界指数与标度律(289)
9.9.3重正化群理论大意(290)
9.10相变的实验研究(292)
9.10.1相变点的测定(292)
9.10.2相变动力学测量(293)
9.10.3相变机制的实验研究(293)
思考题(294)
10非晶态物理基础(296)
10.1绪论(296)
10.2非晶态固体的结构(297)
10.2.1非晶态固体的结构特点(297)
10.2.2非晶态固体结构的描述(300)
10.2.3非晶态固体结构的实验研究(302)
10.3非晶态固体结构模型(307)
10.3.1微晶模型(308)
10.3.2无序密堆积硬球模型(309)
10.3.3无规则网络结构模型(311)
10.4非晶态固体的形成(313)
10.4.1结晶与非晶态形成(313)
10.4.2非晶态形成能力(315)
10.4.3玻璃化转变(317)
10.5非晶态半导体(317)
10.5.1非晶态半导体的电子态(318)
10.5.2非晶态半导体的能带模型(321)
10.5.3非晶态半导体的电导(323)
思考题(325)
11高分子物理(326)
11.1概述(326)
11.2高分子的分子结构(327)
11.2.1高分子链的组成(328)
11.2.2高分子链的构型(335)
11.2.3高分子链的构象(339)
11.3高分子的聚集态结构(344)
11.3.1晶态与非晶态聚合物的结构(344)
11.3.2液晶态聚合物的结构(359)
11.3.3高分子“合金”的结构形态(362)
11.3.4聚合物的取向结构(363)
11.4高分子的力学性能(265)
11.4.1橡胶弹性(366)
11.4.2聚合物的粘弹性(374)
11.5高分子的电、光和热学性能(379)
11.5.1高分子的电学性能(379)
11.5.2高分子的光学性能(393)
11.5.3高分子的热学性能(398)
思考题(406)
12低维材料结构(408)
12.1薄膜的形成(408)
12.1.1薄膜的形成过程(408)
12.1.2薄膜形成的理论基础(410)
12.2薄膜的结构与缺陷(414)
12.2.1薄膜的组织结构(415)
12.2.2薄膜的晶体结构(416)
12.2.3表面结构(416)
12.2.4薄膜的缺陷(417)
12.2.5薄膜的异常结构和非理想化学计量比(418)
12.3薄膜的表面和界面(419)
12.3.1表面态和表面空间电荷层(419)
12.3.2表面势垒(421)
12.3.3界面结构和界面特性、电接触(422)
12.4薄膜的尺寸效应(425)
12.4.1尺寸效应(425)
12.4.2金属薄膜的尺寸效应(425)
12.4.3薄膜中铁电相变的尺寸效应(427)
12.5薄膜和基片的附着和附着力、内应力(428)
12.5.1附着(428)12.5.2附着机理与附着力(430)
12.5.3内应力(431)
12.6磁电阻效应(432)
思考题(435)
参考文献(436)