前言：

"材料一般是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质，即人类用以制造生活和生产所需的物品、器件、构件和其它产品的物质。人类的历史可以说是材料的历史，连续不断地开发和使用新材料构筑了今天的文明。材料是人类生存、社会发展、科学进步的物质基础，是现代科技革命的先导。

材料性能是一种用于表征材料在给定的外界条件下的行为的参量。材料性能的研究，既是材料开发的出发点，也是其重要归属。本书系统地阐述了无机非金属材料（包括陶瓷、玻璃、耐火材料、建筑材料等）的各种物理性能，包括无机非金属材料的受力形变、脆性断裂与强度、热学、电导、介电、磁学和光学等性能。这些性能基本上都是各个领域在研制和应用无机非金属材料时对它们提出的一系列技术要求，即所谓材料的本征参数。本书重点介绍了上述各类本征参数的物理意义、来源以及在实际应用中的作用；各种性能的原理及微观机制；材料性能与材料的组成、结构的关系；材料各种性能间的相互联系、影响与变化规律。掌握这些性能的有关物质规律，可为判断材料优劣，正确选择和使用材料，优化材料性能，为探索新材料、新性能、新工艺奠定理论基础。

本书共分为7章，其中第1章、第2章由刘志锋编写；第3章、第7章由赵丹编写；第4章、第5章、第6章由鄂磊编写。

由于编者学识和经验所限，书中的不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

编  者    　　

2021年12月

目录：

"第1章　无机非金属材料的受力形变　  001

1.1　 应力与应变　  001

1.1.1　应力　  001

1.1.2　应变　  002

1.2　 无机非金属材料的弹性形变　  004

1.2.1　胡克定律　  004

1.2.2　弹性模量的物理本质及影响因素　  006

1.2.3　黏弹性和滞弹性　  008

1.3　 无机非金属材料中晶相的塑性形变　  009

1.3.1　晶格滑移　  009

1.3.2　塑性形变的位错运动理论　  011

1.4　 无机非金属材料的高温蠕变　  013

1.4.1　典型的蠕变曲线　  013

1.4.2　高温蠕变理论　  014

1.4.3　影响蠕变的因素　  015

1.5　 高温下玻璃相的黏性流动　  015

1.5.1　黏度的定义　  015

1.5.2　影响黏度的因素　  016

第2章　无机非金属材料的脆性断裂与强度　  018

2.1　 理论断裂强度　  018

2.2　 Griffith微裂纹理论　  020

2.3　 应力场强度因子和平面应变断裂韧性　  024

2.3.1　裂纹扩展方式及裂纹尖端应力场分析　  025

2.3.2　临界应力场强度因子及断裂韧性　  027

2.3.3　裂纹扩展的动力与阻力　  028

2.3.4　断裂韧性常规测试方法　  028

2.4　 无机非金属材料中裂纹的起源与扩展　  029

2.4.1　无机非金属材料中裂纹的起源　  029

2.4.2　裂纹的扩展及阻止裂纹扩展的措施　  030

2.5　 无机非金属材料中裂纹的缓慢扩展　  030

2.6　 无机非金属材料的高温蠕变断裂　  033

2.7　 显微结构对无机非金属材料脆性断裂的影响　  034

2.8　 提高无机非金属材料强度及改善脆性的途径　  035

2.9　 无机非金属材料的硬度　  037

第3章　无机非金属材料的热学性能　  039

3.1　 无机非金属材料的热容　  039

3.1.1　热容及其物理意义　  039

3.1.2　晶体热容的经验定律及经典理论　  040

3.1.3　晶体热容的量子理论　  041

3.1.4　无机非金属材料的热容　  044

3.2　 无机非金属材料的热膨胀　  046

3.2.1　热膨胀系数　  046

3.2.2　晶体热膨胀机理　  047

3.2.3　热膨胀与其它性能的关系　  048

3.2.4　多晶体和复合材料的热膨胀　  050

3.2.5　热膨胀系数与坯釉适应性　  053

3.3　 无机非金属材料的热传导　  053

3.3.1　无机非金属材料热传导的宏观规律　  054

3.3.2　无机非金属材料热传导的微观机理　  054

3.3.3　影响热导率的因素　  057

3.3.4　某些无机非金属材料的热导率　  062

3.4　 无机非金属材料的热稳定性　  063

3.4.1　热稳定性的评价方法　  063

3.4.2　热应力　  063

3.4.3　抗热冲击断裂性能　  066

3.4.4　抗热冲击损伤性能　  071

3.4.5　提高抗热冲击断裂性能的措施　  072

3.4.6　提高抗热冲击损伤性能的措施　  073

第4章　无机非金属材料的电导　  074

4.1　 电导的基本性能　  074

4.1.1　电阻率和电导率　  074

4.1.2　欧姆定律的微分表达式　  075

4.1.3　体积电阻和体积电阻率　  076

4.1.4　表面电阻和表面电阻率　  078

4.1.5　电导的物理特性　  078

4.2　 离子电导　  080

4.2.1　载流子的浓度　  081

4.2.2　离子的迁移率　  081

4.2.3　离子电导率　  084

4.2.4　影响离子电导的因素　  088

4.2.5　固体电解质　  089

4.3　 电子电导　  091

4.3.1　载流子浓度　  091

4.3.2　电子迁移率　  096

4.3.3　电子电导率　  097

4.3.4　影响电子电导的因素　  098

4.4　 玻璃态电导　  104

4.5　 无机材料的电导　  106

4.5.1　多晶多相固体材料的电导　  106

4.5.2　次级现象　  107

4.5.3　电导的混合法则　  109

4.6　 半导体陶瓷的物理效应　  110

4.6.1　晶界效应　  110

4.6.2　表面效应　  113

4.6.3　西贝克效应　  115

4.6.4　p-n结　  116

第5章　无机非金属材料的介电性能　  120

5.1　 电介质极化　  120

5.1.1　极化现象及其物理量　  120

5.1.2　电介质中的有效电场和克劳修斯-莫索蒂方程　  123

5.1.3　极化的形式及其影响因素　  125

5.1.4　混合物电介质的介电常数　  134

5.1.5　无机材料介质的极化　  135

5.1.6　介电常数的温度系数　  136

5.2　 介质的损耗　  138

5.2.1　介质损耗的基本形式　  139

5.2.2　介质损耗的表示方法　  139

5.2.3　介质的弛豫现象　  143

5.2.4　影响介电常数和介质损耗的主要因素　  143

5.2.5　无机材料的损耗形式　  145

5.2.6　无机材料的介质损耗及其影响因素　  146

5.2.7　降低无机材料介质损耗的方法　  149

5.3　 介电强度　  150

5.3.1　热击穿　  151

5.3.2　电击穿　  153

5.3.3　化学击穿　  155

5.3.4　无机材料的击穿　  156

5.4　 无机材料的铁电性　  158

5.4.1　铁电体的自发极化机构　  158

5.4.2　铁电畴　  159

5.4.3　电滞回线及影响因素　  161

5.4.4　反铁电性　  164

5.4.5　介电常数的调整　  165

5.5　 压电性　  166

5.5.1　压电效应与晶体结构　  166

5.5.2　压电效应的性能参数　  168

5.5.3　压电效应的应用　  170

5.6　 热释电性　  171

5.6.1　热释电效应与晶体结构　  171

5.6.2　热释电效应的应用　  172

第6章　无机非金属材料的磁学性能　  173

6.1　 物质的磁性　  173

6.1.1　基本磁性参数　  173

6.1.2　磁性材料的分类　  175

6.2　 磁畴和磁滞回线　  177

6.2.1　磁畴　  178

6.2.2　磁滞回线　  178

6.3　 磁性材料　  179

6.3.1　软磁材料　  179

6.3.2　硬磁材料　  180

6.3.3　旋磁材料　  180

6.3.4　矩磁材料　  181

6.3.5　压磁材料　  182

第7章　无机非金属材料的光学性能　  183

7.1　 光与材料的相互作用　  183

7.1.1　光的反射与折射　  183

7.1.2　光的吸收、色散与散射　  185

7.2　 无机非金属材料的透光性　  190

7.2.1　透光性　  190

7.2.2　不透明性　  192

7.2.3　半透明性　  194

7.3　 颜色　  196

7.4　 其它光学性能的应用　  197

7.4.1　发光材料　  197

7.4.2　固体激光工作物质　  197

7.4.3　光导纤维　  198

参考文献　  199