前言
无机非金属材料类专业教材编审委员会“材料科学基础理论”教材编审小组在1990年度工作会议(1990年10月8~10日于天津大学)上,对“无机材料物理性能”教材进行了审查,同意列为全国统编教材。国家建筑材料工业局教材办公室随后审定“同意作为必修课教材出版”。
本书的主要内容是无机材料(指无机非金属材料,包括陶瓷、玻璃、耐火材料、建筑材料等)的各种物理性能,不牵涉到化学性能(如耐腐蚀等)。所研究的性能包括无机材料的变形与力学性能、脆性断裂与强度,以及热学、光学、电导、介电、压电和磁学等性能。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中对它们提出来的一系列技术要求,即所谓材料的本征参数。因此,首先要掌握上述各类本征参数的物理意义和单位以及这些参数在实际问题中所处的地位。其次,要搞懂这些性能参数的来源,即性能和材料的组成、结构和构造的关系。也就是说,掌握这些性能参数的物质规律,从而为判断材料优劣,正确选择和使用材料,改变材料性能,探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础。为了全面地掌握材料的结构,对无机材料的原料和工艺也应有所认识,以取得分析性能的正确依据。
书中安排了较多的实验内容,从验证性能参数、掌握检验技术、学习科研方法和分析手段等方面加强学习效果。
本书的先修内容为: 材料力学、物理化学、固体材料结构基础、微观分析方法、硅酸盐工艺等。
无机材料物理性能的研究方法可以分为两种: 一种是经验方法,在大量占有实验数据的基础上,经过对数据的分析处理,整理为经验方程,来表示它们的函数关系; 另一种是从机理着手,即从反映本质的基本关系(如原子间的相互作用、点阵振动的波形方程等)出发,按照性能的有关规律,建立物理模型,用数学方法求解,得到有关理论方程式。通过以上两种方法的相互验证促进了材料科学的发展。
在材料的性能研究过程中,为了阐明材料的宏观构造和微观结构,在各种性能实验的同时,常常进行材料的金相显微镜形貌、偏光、扫描电镜微观构造以及X射线衍射等微观分析,以取得物质结构和成分的宏观及亚微观方面的直观验证。
在本书的一些章节中,介绍了最近发表的科研成果,特别是新型材料和新型工艺下获得的高性能机理(例如超导材料性能机理)。
本书适用于无机非金属材料中的新型陶瓷、传统陶瓷、玻璃、晶体、半导体、石墨、薄膜、复合材料以及耐火材料等专业。其他像硅酸盐工程,包括水泥与混凝土材料、建筑及装饰材料等专业也可参考。
本书第1~4章由关振铎编著,第5章由张中太编著,第6、7章由焦金生编著。全书由关振铎统编。
书中不妥及错误之处,敬请读者指正。
作者