掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
材料物理性能學 版權信息
- ISBN：9787030754448
- 條形碼：9787030754448 ; 978-7-03-075444-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
材料物理性能學 本書特色
內容豐富，既有材料科學的物理基礎理論，又有材料物理性能學的基本內容
材料物理性能學 內容簡介
本書上篇第1章介紹材料的發展，第2章介紹量子力學基礎，第3章介紹晶體的物理性質，第4章介紹晶格振動和能帶理論.下篇開始，第5章介紹材料的力學，第6章介紹材料的熱學，第7章介紹材料的電學，第8章介紹材料的介電學，第9章介紹材料的磁學，第10章介紹材料的光學.本書可作為材料物理專業教材、材料類研究生教材或參考書籍，也可作為廣大科技工作者科研參考用書.
材料物理性能學 目錄
目錄
前言
上篇 物理基礎理論
第1章 材料概述 2
1.1 材料的歷史進程 2
1.1.1 石器時代 2
1.1.2 陶器時代 3
1.1.3 青銅時代 3
1.1.4 鐵器時代 4
1.1.5 硅時代 4
1.1.6 碳時代 5
1.2 材料的分類 6
1.2.1 按材料的性質分類 6
1.2.2 按材料的用途分類 9
1.3 幾種材料簡述 9
1.3.1 生物材料 9
1.3.2 能源材料 11
1.3.3 陶瓷材料 14
1.3.4 高熵合金材料 15
第2章 量子力學基礎 18
2.1 量子論 18
2.1.1 黑體輻射 18
2.1.2 舊量子論 21
2.1.3 波粒二象性和物質波 21
2.2 不確定性原理 23
2.3 薛定諤方程及其求解 23
2.3.1 波函數與薛定諤方程 23
2.3.2 定態薛定諤方程 25
2.3.3 一維無限深方勢阱 25
2.3.4 算符與角動量算符 27
2.3.5 氫原子 29
2.4 近似方法 31
2.4.1 非簡并定態微擾法 31
2.4.2 簡并定態微擾法 34
2.5 泡利不相容原理與自旋 35
2.5.1 泡利不相容原理 35
2.5.2 自旋 35
習題 38
第3章 晶體的物理性質 39
3.1 晶體結構周期性 40
3.2 布拉維格子與晶系 40
3.3 晶向與晶面指數 42
3.3.1 分數坐標 42
3.3.2 晶向指數 43
3.3.3 晶面指數 43
3.3.4 晶面間距 44
3.3.5 晶面夾角 44
3.4 常見的晶體結構及其類型 45
3.4.1 常見單質晶體結構 45
3.4.2 AB型結構 51
3.4.3 AB2型結構 53
3.4.4 A2B3型結構 54
3.5 倒格子 54
3.6 晶體結合、密堆積與配位 56
3.6.1 金屬鍵和金屬晶體 57
3.6.2 離子鍵和離子晶體 57
3.6.3 共價鍵和共價晶體 60
3.6.4 分子間作用力和分子型晶體 63
3.6.5 氫鍵和氫鍵型晶體 64
3.6.6 混合鍵 65
3.6.7 密堆積與配位數 66
3.7 應變、應力和胡克定律 69
3.7.1 應變 69
3.7.2 應力 71
3.7.3 胡克定律 72
3.8 晶體的彈性模量 73
3.8.1 體積模量 73
3.8.2 楊氏模量 75
3.8.3 剪切模量和扭轉模量 75
習題 75
第4章 晶格振動和能帶理論 76
4.1 晶格振動 76
4.1.1 一維晶格的線性振動 76
4.1.2 晶格振動的量子化、聲子 81
4.1.3 固體的比熱 84
4.2 能帶理論 89
4.2.1 布洛赫定理 89
4.2.2 能帶周期性 90
4.2.3 能帶對稱性 90
4.2.4 解析方法 91
4.2.5 態密度與費米能級 98
4.2.6 布里淵區與費米面 100
習題 105
下篇 材料的物理性能
第5章 材料的力學性能 108
5.1 變形 109
5.1.1 彈性變形 109
5.1.2 黏彈性變形 119
5.1.3 塑性變形 125
5.2 斷裂 133
5.2.1 斷裂的類型及其機理 134
5.2.2 斷裂強度 146
5.2.3 斷裂韌性 150
5.3 疲勞 159
5.3.1 疲勞概述 160
5.3.2 疲勞的宏觀表征 165
5.3.3 疲勞斷裂的微觀過程 184
習題 190
第6章 材料的熱學性能 193
6.1 熱容 193
6.1.1 熱力學基礎 194
6.1.2 熱容的定義 196
6.1.3 晶態固體熱容的實驗規律及理論 198
6.1.4 實際材料的熱容 199
6.2 材料的熱膨脹 203
6.2.1 熱膨脹系數 204
6.2.2 熱膨脹的物理本質 205
6.2.3 熱膨脹系數與其他物理參量的關系 208
6.2.4 影響熱膨脹的因素 210
6.3 材料的熱傳導 215
6.3.1 表征熱傳導的相關物理參量 216
6.3.2 材料熱傳導的微觀機制 219
6.3.3 實際材料的導熱性及其影響因素 223
6.4 材料的熱穩定性 232
6.4.1 熱穩定性的表示方法 232
6.4.2 熱應力 233
6.4.3 抗熱沖擊斷裂性能 235
6.4.4 抗熱沖擊損傷性 239
6.5 材料的熱電性 240
6.5.1 熱電效應 241
6.5.2 熱電性的應用 246
習題 246
第7章 材料的電學性能 249
7.1 材料的導電性 250
7.1.1 電阻率和電導率 250
7.1.2 載流子及其遷移 250
7.1.3 載流子的物理效應 251
7.1.4 材料導電性的分類 253
7.2 材料導電性的能帶理論解釋 255
7.2.1 電子填充能帶的情況與導電性 255
7.2.2 空穴的導電性 256
7.2.3 導體、半導體、絕緣體的能帶結構 258
7.3 金屬的導電性 259
7.3.1 金屬的導電機理 260
7.3.2 影響金屬導電性的因素 263
7.4 半導體的導電性 275
7.4.1 本征半導體 276
7.4.2 雜質半導體 281
7.4.3 非簡并和簡并半導體 288
7.5 離子晶體的導電性 289
7.5.1 離子載流子濃度 289
7.5.2 離子電導機制 290
7.5.3 擴散與離子電導 293
7.5.4 影響離子導電性的因素 295
7.5.5 快離子電導 296
7.6* 超導電性 297
7.6.1 超導現象 297
7.6.2 超導電性的基本性質 298
7.6.3 超導體的三個性能指標 301
7.6.4 超導體的分類 302
7.6.5 超導現象的物理本質 306
7.6.6 超導體的應用 311
習題 312
第8章 材料的介電學性能 315
8.1 介電性及電介質的極化 316
8.1.1 介電性的概念及表征 316
8.1.2 極化的概念及相關的物理參量 318
8.1.3 電介質的極化機制 321
8.1.4 宏觀極化強度與微觀極化率的關系 327
8.2 交變電場中的電介質 329
8.2.1 交變電場下的電介質極化過程 329
8.2.2 交變電場下電介質的復介電常量和介電損耗 330
8.2.3 電介質弛豫和頻率響應 333
8.3 介電擊穿 336
8.3.1 熱擊穿 337
8.3.2 電擊穿 338
8.3.3 化學擊穿 341
8.3.4 實際材料的擊穿 341
8.4 壓電性 344
8.4.1 壓電效應 344
8.4.2 壓電性表征 346
8.4.3 壓電效應的應用 347
8.5 熱釋電性 348
8.5.1 熱釋電效應 348
8.5.2 熱釋電效應本質及表征 348
8.5.3 熱釋電效應的應用 349
8.6 鐵電性 349
8.6.1 鐵電性的基本概念 349
8.6.2 鐵電性的微觀理論 350
8.6.3 鐵電體的類型 353
習題 354
第9章 材料的磁學性能 356
9.1 磁現象及其相關表征參量 356
9.1.1 磁場 357
9.1.2 微觀參量 357
9.1.3 磁極化強度、磁化強度 358
9.1.4 磁化率和磁導率 359
9.1.5 靜磁能 360
9.2 孤立原子的本征磁矩 360
9.2.1 電子磁矩 361
9.2.2 原子核的磁矩 363
9.2.3 本征磁矩 363
9.3 材料磁性的分類 366
9.4 抗磁性和順磁性理論 368
9.4.1 抗磁性理論 368
9.4.2 順磁性理論 370
9.5 鐵磁性理論、反鐵磁性理論和亞鐵磁性理論 376
9.5.1 鐵磁性理論 377
9.5.2 反鐵磁性理論 385
9.5.3 亞鐵磁性理論 390
9.6 鐵磁性及亞鐵磁性材料的特性 393
9.6.1 磁化曲線、磁滯回線 393
9.6.2 磁晶各向異性和磁晶各向異性能 395
9.6.3 形狀各向異性和退磁能 397
9.6.4 磁致伸縮與磁彈性能 399
9.7 磁疇的結構 401
9.7.1 磁疇 401
9.7.2 疇壁 402
9.7.3 磁疇結構 404
9.8* 技術磁化及其微觀機制 408
9.8.1 技術磁化 408
9.8.2 技術磁化的微觀機制 409
9.9* 動態磁化 411
9.9.1 動態磁化過程與交流回線 411
9.9.2 復數磁導率411
9.9.3 交變磁場下的能量損耗 413
習題 416
第10章 材料的光學性能 418
10.1 光的基本性質 418
10.2 光與材料的相互作用 419
10.2.1 光的折射 421
10.2.2 光的反射 426
10.2.3 光的吸收 428
10.2.4 光的散射 435
10.2.5 光的透射 438
10.2.6 材料的顏色 440
10.3* 材料的發光 441
10.3.1 熒光和磷光 441
10.3.2 發光的物理機制 444
10.3.3 激光 446
10.3.4 光導纖維 451
習題 456
基本物理常量表 458
參考文獻 459
前言
上篇 物理基礎理論
第1章 材料概述 2
1.1 材料的歷史進程 2
1.1.1 石器時代 2
1.1.2 陶器時代 3
1.1.3 青銅時代 3
1.1.4 鐵器時代 4
1.1.5 硅時代 4
1.1.6 碳時代 5
1.2 材料的分類 6
1.2.1 按材料的性質分類 6
1.2.2 按材料的用途分類 9
1.3 幾種材料簡述 9
1.3.1 生物材料 9
1.3.2 能源材料 11
1.3.3 陶瓷材料 14
1.3.4 高熵合金材料 15
第2章 量子力學基礎 18
2.1 量子論 18
2.1.1 黑體輻射 18
2.1.2 舊量子論 21
2.1.3 波粒二象性和物質波 21
2.2 不確定性原理 23
2.3 薛定諤方程及其求解 23
2.3.1 波函數與薛定諤方程 23
2.3.2 定態薛定諤方程 25
2.3.3 一維無限深方勢阱 25
2.3.4 算符與角動量算符 27
2.3.5 氫原子 29
2.4 近似方法 31
2.4.1 非簡并定態微擾法 31
2.4.2 簡并定態微擾法 34
2.5 泡利不相容原理與自旋 35
2.5.1 泡利不相容原理 35
2.5.2 自旋 35
習題 38
第3章 晶體的物理性質 39
3.1 晶體結構周期性 40
3.2 布拉維格子與晶系 40
3.3 晶向與晶面指數 42
3.3.1 分數坐標 42
3.3.2 晶向指數 43
3.3.3 晶面指數 43
3.3.4 晶面間距 44
3.3.5 晶面夾角 44
3.4 常見的晶體結構及其類型 45
3.4.1 常見單質晶體結構 45
3.4.2 AB型結構 51
3.4.3 AB2型結構 53
3.4.4 A2B3型結構 54
3.5 倒格子 54
3.6 晶體結合、密堆積與配位 56
3.6.1 金屬鍵和金屬晶體 57
3.6.2 離子鍵和離子晶體 57
3.6.3 共價鍵和共價晶體 60
3.6.4 分子間作用力和分子型晶體 63
3.6.5 氫鍵和氫鍵型晶體 64
3.6.6 混合鍵 65
3.6.7 密堆積與配位數 66
3.7 應變、應力和胡克定律 69
3.7.1 應變 69
3.7.2 應力 71
3.7.3 胡克定律 72
3.8 晶體的彈性模量 73
3.8.1 體積模量 73
3.8.2 楊氏模量 75
3.8.3 剪切模量和扭轉模量 75
習題 75
第4章 晶格振動和能帶理論 76
4.1 晶格振動 76
4.1.1 一維晶格的線性振動 76
4.1.2 晶格振動的量子化、聲子 81
4.1.3 固體的比熱 84
4.2 能帶理論 89
4.2.1 布洛赫定理 89
4.2.2 能帶周期性 90
4.2.3 能帶對稱性 90
4.2.4 解析方法 91
4.2.5 態密度與費米能級 98
4.2.6 布里淵區與費米面 100
習題 105
下篇 材料的物理性能
第5章 材料的力學性能 108
5.1 變形 109
5.1.1 彈性變形 109
5.1.2 黏彈性變形 119
5.1.3 塑性變形 125
5.2 斷裂 133
5.2.1 斷裂的類型及其機理 134
5.2.2 斷裂強度 146
5.2.3 斷裂韌性 150
5.3 疲勞 159
5.3.1 疲勞概述 160
5.3.2 疲勞的宏觀表征 165
5.3.3 疲勞斷裂的微觀過程 184
習題 190
第6章 材料的熱學性能 193
6.1 熱容 193
6.1.1 熱力學基礎 194
6.1.2 熱容的定義 196
6.1.3 晶態固體熱容的實驗規律及理論 198
6.1.4 實際材料的熱容 199
6.2 材料的熱膨脹 203
6.2.1 熱膨脹系數 204
6.2.2 熱膨脹的物理本質 205
6.2.3 熱膨脹系數與其他物理參量的關系 208
6.2.4 影響熱膨脹的因素 210
6.3 材料的熱傳導 215
6.3.1 表征熱傳導的相關物理參量 216
6.3.2 材料熱傳導的微觀機制 219
6.3.3 實際材料的導熱性及其影響因素 223
6.4 材料的熱穩定性 232
6.4.1 熱穩定性的表示方法 232
6.4.2 熱應力 233
6.4.3 抗熱沖擊斷裂性能 235
6.4.4 抗熱沖擊損傷性 239
6.5 材料的熱電性 240
6.5.1 熱電效應 241
6.5.2 熱電性的應用 246
習題 246
第7章 材料的電學性能 249
7.1 材料的導電性 250
7.1.1 電阻率和電導率 250
7.1.2 載流子及其遷移 250
7.1.3 載流子的物理效應 251
7.1.4 材料導電性的分類 253
7.2 材料導電性的能帶理論解釋 255
7.2.1 電子填充能帶的情況與導電性 255
7.2.2 空穴的導電性 256
7.2.3 導體、半導體、絕緣體的能帶結構 258
7.3 金屬的導電性 259
7.3.1 金屬的導電機理 260
7.3.2 影響金屬導電性的因素 263
7.4 半導體的導電性 275
7.4.1 本征半導體 276
7.4.2 雜質半導體 281
7.4.3 非簡并和簡并半導體 288
7.5 離子晶體的導電性 289
7.5.1 離子載流子濃度 289
7.5.2 離子電導機制 290
7.5.3 擴散與離子電導 293
7.5.4 影響離子導電性的因素 295
7.5.5 快離子電導 296
7.6* 超導電性 297
7.6.1 超導現象 297
7.6.2 超導電性的基本性質 298
7.6.3 超導體的三個性能指標 301
7.6.4 超導體的分類 302
7.6.5 超導現象的物理本質 306
7.6.6 超導體的應用 311
習題 312
第8章 材料的介電學性能 315
8.1 介電性及電介質的極化 316
8.1.1 介電性的概念及表征 316
8.1.2 極化的概念及相關的物理參量 318
8.1.3 電介質的極化機制 321
8.1.4 宏觀極化強度與微觀極化率的關系 327
8.2 交變電場中的電介質 329
8.2.1 交變電場下的電介質極化過程 329
8.2.2 交變電場下電介質的復介電常量和介電損耗 330
8.2.3 電介質弛豫和頻率響應 333
8.3 介電擊穿 336
8.3.1 熱擊穿 337
8.3.2 電擊穿 338
8.3.3 化學擊穿 341
8.3.4 實際材料的擊穿 341
8.4 壓電性 344
8.4.1 壓電效應 344
8.4.2 壓電性表征 346
8.4.3 壓電效應的應用 347
8.5 熱釋電性 348
8.5.1 熱釋電效應 348
8.5.2 熱釋電效應本質及表征 348
8.5.3 熱釋電效應的應用 349
8.6 鐵電性 349
8.6.1 鐵電性的基本概念 349
8.6.2 鐵電性的微觀理論 350
8.6.3 鐵電體的類型 353
習題 354
第9章 材料的磁學性能 356
9.1 磁現象及其相關表征參量 356
9.1.1 磁場 357
9.1.2 微觀參量 357
9.1.3 磁極化強度、磁化強度 358
9.1.4 磁化率和磁導率 359
9.1.5 靜磁能 360
9.2 孤立原子的本征磁矩 360
9.2.1 電子磁矩 361
9.2.2 原子核的磁矩 363
9.2.3 本征磁矩 363
9.3 材料磁性的分類 366
9.4 抗磁性和順磁性理論 368
9.4.1 抗磁性理論 368
9.4.2 順磁性理論 370
9.5 鐵磁性理論、反鐵磁性理論和亞鐵磁性理論 376
9.5.1 鐵磁性理論 377
9.5.2 反鐵磁性理論 385
9.5.3 亞鐵磁性理論 390
9.6 鐵磁性及亞鐵磁性材料的特性 393
9.6.1 磁化曲線、磁滯回線 393
9.6.2 磁晶各向異性和磁晶各向異性能 395
9.6.3 形狀各向異性和退磁能 397
9.6.4 磁致伸縮與磁彈性能 399
9.7 磁疇的結構 401
9.7.1 磁疇 401
9.7.2 疇壁 402
9.7.3 磁疇結構 404
9.8* 技術磁化及其微觀機制 408
9.8.1 技術磁化 408
9.8.2 技術磁化的微觀機制 409
9.9* 動態磁化 411
9.9.1 動態磁化過程與交流回線 411
9.9.2 復數磁導率411
9.9.3 交變磁場下的能量損耗 413
習題 416
第10章 材料的光學性能 418
10.1 光的基本性質 418
10.2 光與材料的相互作用 419
10.2.1 光的折射 421
10.2.2 光的反射 426
10.2.3 光的吸收 428
10.2.4 光的散射 435
10.2.5 光的透射 438
10.2.6 材料的顏色 440
10.3* 材料的發光 441
10.3.1 熒光和磷光 441
10.3.2 發光的物理機制 444
10.3.3 激光 446
10.3.4 光導纖維 451
習題 456
基本物理常量表 458
參考文獻 459
展開全部
材料物理性能學 節選
上篇物理基礎理論 第1章材料概述 1.1材料的歷史進程 材料是人類文明的里程碑，是人類賴以生存和得以發展的重要物質基礎.正是材料的發現、發明和使用，才使人類在與自然界的斗爭中，走出混沌蒙昧的時代，發展到科學技術高度發達的現代社會.今天，材料已深入我們生活的方方面面.無論是交通運輸、住房、服裝、通信、娛樂，還是航空航天甚至食品包裝，都和材料息息相關.人類在各個時期所使用的材料，決定了其文明程度.因此，在材料學家看來，人類的文明史就是材料的發展史，并往往以不同特征的材料劃分人類不同的歷史時代，諸如石器時代(含陶器)、青銅時代、鐵器時代、硅時代和碳時代等. 1.1.1石器時代 在石器時代，人類為了生存，使用天然石器和經過簡單打磨的石器作為勞動工具和防衛武器.石器時代又分為舊石器時代和新石器時代，這是一個極其漫長的歷史時期，大致可以追溯到約250萬年前.從樹上下到地面、開始直立行走的人類祖先，為了生存—抵御猛獸襲擊和獵取食物，逐漸學會使用天然的材料—木棒、石塊等.然而，這種純天然的材料，使用起來并不得心應手，也不夠犀利.圖1.1為阿舍利手斧. 舊石器時代，是以使用打制石器為標志的人類物質文明發展階段. 原始社會時期人類的生產活動受到自然條件的極大限制，制造石器一般都是就地取材，從附近的河灘上或者從熟悉的巖石區撿拾石塊，打制成合適的工具.到了原始社會晚期，隨著生活環境的變遷和生產經驗的積累，這種撿拾的方法有時不能滿足生產和生活上的要求，在有條件時，人類便從適合制造石器的原生巖層開采石料，制造石器.于是開始了人工打制石器—石矢、石儀、石鏟、石鑿、石斧、石球等.打制石器用的材料大多數是石英石，少部分是燧石(俗稱火石).燧石是一種發火材料，猛烈敲擊能發出火星.燧石的使用，是人類文明的一個重要里程碑. 舊石器是利用一塊較硬的石頭砍砸另一塊較軟的石頭打擊而成的，所以稱為砍砸器，其形狀既不規則，又不固定，加工十分粗糙.但不管怎么說，這是人類制造的**種原始材料. 新石器時代，是考古學家設定的另一個時間區段，大約從一萬多年前開始，結束時間距今5000多年.新石器時代是石器時代的*后一個階段，是以使用磨制石器為標志的人類物質文化發展階段. 新石器時代的標志為：打制的石器更加精美，陶器和玉器工藝品相繼出現，用石頭和磚瓦作建筑材料.例如，湖北屈家嶺文化遺址出土的距今約5000年的精細石鏟、圭形石鑿；還有鉆了孔的石斧等，在鉆孔中裝上木柄，使用更方便. 在新石器時代，人類用石頭作建筑材料，用土制作磚瓦.人類很早就已學會使用稻草作增強材料，摻入黏土中，再用太陽曬干制磚(可以認為這是*早出現的復合材料)，以后又學會了火燒制磚.原始人利用石頭和磚瓦，創造了輝煌的歷史，這不禁讓人感嘆古人使用材料技術的智慧. 新石器時代，生產力發展的顯著標志就是農業的起源.農業的需要呼喚著新型的工具，隨后陶器和青銅器逐漸登上歷史舞臺. 1.1.2陶器時代 陶器的發明是人類利用化學變化改變天然材料性質的開端，是人類社會由舊石器時代發展到新石器時代的標志之一. 在新石器時代后期，人類就發明了用黏土作原料燒制陶器.陶器是由黏土或以黏土、長石、石英等為主的混合物，經成型、干燥、燒制(燒制溫度低于1200℃)而成的制品的總稱.陶土可塑性強，可以獲得人們希望形狀的器物.陶器的出現，使蒸煮食物更為方便，人們得到了豐富的養分，增強了體能，促進了人類的健康發展.陶俑的出現，代替了以人殉葬的野蠻做法.那時的陶器不但用作器皿，而且也是裝飾品，這無疑對人類文明是一大推進. 一般認為*早的陶器是手制的，并用篝火燒制，燒制時間短，但火達到的*高溫度可以很高，約在900℃，而且達到的速度很快.黏土與沙、沙礫、打碎的貝殼調和后會被用來燒制陶器，這是因為它們提供了一個開放的坯體質地，令水及其他揮發性成分可以輕易離開.黏土中較粗糙的粒子在冷卻時限制陶器坯體內部收縮，此過程以緩慢速度進行，并減低熱應力及破裂的可能. 陶器可以說是人類創造的首例無機非金屬材料.這個劃時代的發明不僅意味著使用材料的變化，而且比這更深遠重要的是，人類**次有意識地創造發明了自然界沒有的，并且性能全新的“新”材料.從此人類能離開上天的賜予而進入自主創造材料的時代. 1.1.3青銅時代 新石器時代后，人類使用打磨精細的組合型石器，開始從打獵轉向畜牧、農業，并在石器加工和燒制陶器過程中認識了采冶技術.大約從公元前4000年開始，世界各地先后出現青銅器.青銅的冶煉成功提高了農業和手工業的生產力水平，人類物質生活逐漸豐富. 青銅時代是以使用青銅器為標志的人類物質文化發展階段.青銅是紫銅(純銅)與錫或鉛的合金，埋在土里后，因氧化其顏色變成青灰色，故名青銅.青銅的熔點為700～900℃，比紫銅的熔點(1083℃)低.含錫10%的青銅，硬度為紫銅的4.7倍，性能更優良.青銅時代初期青銅器具的比重較小，甚或以石器為主；進入中后期，比重逐步增加.隨后，農業和手工業的生產力水平提高，物質生活條件也漸漸豐富.青銅出現后，對提高社會生產力起了劃時代的作用. 在眾多的青銅器中，商后母戊鼎是已知中國古代*重的青銅器(圖1.2)，在塑造泥模、灌注等環節中，存在一系列復雜的技術問題.商后母戊鼎的鑄造，充分說明商代后期的青銅鑄造不僅規模宏大，而且組織嚴密，分工細致，足以代表高度發達的商代青銅文化. 1.1.4鐵器時代 人們*早知道的鐵是隕石中的鐵.當人們在冶煉青銅的基礎上逐漸掌握了冶煉鐵的技術之后，鐵器時代就到來了.鐵器時代是人類發展史中一個極為重要的時代.春秋戰國時期，在冶銅術的基礎上出現了生鐵冶煉技術.人類開始大量使用鐵水澆鑄成的農具、工具和鐵器.鐵材料使得人類可以大力從事農業生產活動. 鐵農具的使用極大地促進了生產力，鐵材料的存在衍生出了鋼材.鐵、鋼和煤促成了蒸汽機的誕生，并加快了工業革命技術發展.工業革命技術帶動了機器的發展，機器促使農業和手工業生產發生重大飛躍. 在鐵中摻入質量分數介于0.02%～2.11%的碳，得到的合金就是鋼.鋼的化學成分可以有很大變化，只含碳元素的鋼稱為碳素鋼(碳鋼)或普通鋼；在實際生產中，可以在鐵中根據不同的用途摻入不同的合金元素，如錳、鎳、釩等.人類對鋼的應用和研究歷史相當悠久，但是直到19世紀貝氏煉鋼法發明之前，鋼的制取都是一項高成本低效率的工作.如今，鋼以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用*多的材料之一，是建筑業、制造業和人們日常生活中不可或缺的材料.可以說鋼是現代社會的物質基礎. 1.1.5硅時代 20世紀后半葉以來，計算機技術和互聯網技術引領了社會的快速發展.這個時期，計算機芯片的主要成分硅元素無疑是*閃亮的，因此有“硅時代”之稱，見圖1.3.“硅時代”的各種高科技推動了社會的快速進步，物質和資源的稀缺問題逐漸得到解決. 硅作為半導體材料的使用，經歷了以下幾個階段： 1950年，制出**只硅晶體管； 1952年，用直拉法成功培育硅單晶； 1953年，用無坩堝區域熔化法拉制單晶； 20世紀60年代，硅外延生長單晶技術和硅平面工藝，硅晶體管制造技術趨于成熟，集成電路迅速發展； 20世紀80年代初，全世界多晶硅產量達2500t. 2014～2021年全球工業硅產能和產量信息如表1.1所示. 1.1.6碳時代 21世紀，人們越來越重視生命質量和健康水平，生命科學技術得到了長足發展，生命健康領域的服務需求和產品需求也越來越大.有機物和生命的核心元素是碳元素，人類社會不期然地進入了“碳時代”，見圖1.4. 區分有機物和無機物，是否含有碳元素是一個重要標準.碳作為硅的同族元素，相較硅原子，碳原子具有更加豐富的成鍵方式.碳原子相互之間及與其他原子之間，可以形成各種各樣的鏈狀和環狀結構.所形成的環可以是單環，也可以是多環，環可大可小；鏈可長可短，支鏈可多可少等.碳原子數量可以是幾個，也可以是成千上萬，許多聚合物甚至可以有幾十萬個碳原子.此外，有機化合物中同分異構現象非常普遍，這也是有機化合物數目繁多的原因之一.碳原子的這些特性，使得有機物的種類相對于無機物大大豐富，也帶來了無限的可能性.可以說，生命的起源，生命的多樣性和靈動性，與以碳為核心元素的多種有機物構成有必然的聯系. 以上材料使用階段的劃分，并不是絕對的，常常是某一時期幾種材料同時在使用.
書友推薦
- >
伯納黛特,你要去哪(2021新版)
- >
詩經-先民的歌唱
- >
莉莉和章魚
- >
隨園食單
- >
名家帶你讀魯迅:朝花夕拾
- >
回憶愛瑪儂
- >
大紅狗在馬戲團-大紅狗克里弗-助人
- >
二體千字文
本類暢銷
