本書共分6章。第1章簡明地論述了固體中的電子能量結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，為沒有學(xué)過固體物理的讀者提供基礎(chǔ)知識(shí)。第2章至第6章分別介紹了材料的熱學(xué)性能、導(dǎo)電性能、介電性能、磁學(xué)性能和光學(xué)性能。內(nèi)容涵蓋了材料各種物理性能的物理學(xué)概念及微觀機(jī)制，材料成分、組織結(jié)構(gòu)與物理性能的關(guān)系及主要制約規(guī)律。本書的特點(diǎn)是簡單明了地闡述了與材料物理性能相關(guān)的基本概念,并列舉了典型實(shí)用材料的物理性能計(jì)算例題，除第1章外，每章后都給出了大量的習(xí)題，與本書配套的課件及章后習(xí)題解答可從網(wǎng)上瀏覽及下載，以利于讀者更好地掌握材料物理性能的一般規(guī)律和特殊性。本書給出了一些和工程實(shí)際問題結(jié)合的查閱文獻(xiàn)習(xí)題，有利于提高讀者解決材料物理性能工程實(shí)際問題的能力。本書可供高等院校材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生或低年級(jí)碩士生選作教材或參考書，也可作為材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的大專院校教師和科技工作者的參考資料和自學(xué)教材。
“材料的物理性能”屬于材料科學(xué)與工程學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)課，是材料專業(yè)本科生的必修課。本書是根據(jù)編者多年來教授本科和研究生“材料的物理性能”課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)而編寫的。本書為北京科技大學(xué)2016年度校級(jí)“十三五”規(guī)劃教材，編寫和出版得到北京科技大學(xué)教材建設(shè)經(jīng)費(fèi)資助。
本書較為系統(tǒng)地介紹了材料的熱學(xué)、導(dǎo)電、介電、磁學(xué)和光學(xué)性能，在編寫上注重簡單明了地闡述材料物理性能的基本概念，盡量避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。為了使概念清晰，書中使用了大量插圖。本書除第1章外，每章后都配有大量習(xí)題，并且提供習(xí)題答案，有利于讀者自主學(xué)習(xí)。特別選取了一些和工程實(shí)際問題結(jié)合的查閱文獻(xiàn)習(xí)題，有利于讀者掌握解決材料物理性能工程實(shí)際問題的方法。對(duì)于以物理性能為基礎(chǔ)的新功能材料，考慮到材料發(fā)展日新月異，本書沒有作過多介紹，在教學(xué)中可以根據(jù)新材料的發(fā)展現(xiàn)狀，將新材料作為應(yīng)用例子在相應(yīng)的物理性能教學(xué)中給出�？紤]有些學(xué)校沒有相關(guān)內(nèi)容的課程安排，本書中將固體物理基礎(chǔ)內(nèi)容作為基礎(chǔ)知識(shí)（第1章，第2章）來處理。
本書第2章、第4章和第5章由北京科技大學(xué)龍毅編寫，第1章和第3章由北京科技大學(xué)強(qiáng)文江編寫，第6章由北京科技大學(xué)常永勤編寫。全書由龍毅任主編，強(qiáng)文江、常永勤任副主編。北京航空航天大學(xué)教授畢曉昉認(rèn)真地審閱了本書，并提出許多建議及意見，在此表示衷心感謝。由于編者水平有限，書中謬誤在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
第1章 固體材料中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基礎(chǔ)知識(shí)
1．1 電子的波動(dòng)性與量子自由電子理論
1．1．1 電子的波粒二象性
1．1．2 電子的量子自由電子理論
1．1．3 自由電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的k空間描述
1．1．4 電子的能態(tài)密度N（E）
1．1．5 費(fèi)米一狄拉克（Fermi-Dirac）分布律
1．2 固體能帶理論
1．2．1 潘納-克龍尼克模型
1．2．2 電子能量E與波矢k的關(guān)系
1．2．3 能帶形成的定性解釋
1．2．4 晶體的布里淵區(qū)
1．2．5 能帶間隙與能帶重疊
1．2．6 能帶中的能態(tài)
1．3 固體材料中典型的電子能帶
1．3．1 傳統(tǒng)金屬材料
1．3．2 半導(dǎo)體材料與絕緣體材料
第2章 材料的熱學(xué)性能
2．1 晶格振動(dòng)
2．1．1 一維單原子的晶格振動(dòng)
2．1．2 一維雙原子的晶格振動(dòng)
2．1．3 聲學(xué)支格波和光學(xué)支格波
2．1．4 周期性邊界條件[玻恩-馮卡門（Born-von Karman）邊界條件
2．1．5 晶格振動(dòng)的量子化聲子
2．1．6 格波態(tài)密度函數(shù)和晶格振動(dòng)能量
2．2 材料的熱容
2．2．1 材料熱容的定義
2．2．2 晶態(tài)固體熱容的理論和經(jīng)驗(yàn)定律
2．2．3 其他熱容的貢獻(xiàn)
2．2．4 材料熱容和其他物理參數(shù)的關(guān)系
2．3 材料的熱膨脹
2．3．1 材料的熱膨脹及熱膨脹系數(shù)
2．3．2 熱膨脹的物理本質(zhì)
2．3．3 熱膨脹與其他物理性能的關(guān)系
2．3．4 影響熱膨脹性能的因素
2．4 材料的導(dǎo)熱性
2．4．1 材料的導(dǎo)熱性及熱導(dǎo)率
2．4．2 熱傳導(dǎo)的物理機(jī)制
2．4．3 影響材料導(dǎo)熱性能的因素
2．5 材料的熱穩(wěn)定性
2．5．1 熱應(yīng)力
2．5．2 抗熱沖擊斷裂性能
2．5．3 抗熱沖擊損傷性能
2．5．4 抗熱震標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)
2．5．5 影響材料抗熱沖擊性能的因素
習(xí)題
第3章 材料的導(dǎo)電性能
3．1 材料的導(dǎo)電性概述
3．1．1 各類材料的導(dǎo)電性概況
3．1．2 材料導(dǎo)電性的微觀機(jī)理
3．1．3 材料導(dǎo)電性理論
3．2 金屬材料的導(dǎo)電性
3．2．1 金屬材料導(dǎo)電性的典型實(shí)驗(yàn)規(guī)律
3．2．2 金屬材料的導(dǎo)電性控制因素
3．2．3 溫度對(duì)金屬導(dǎo)電性的影響
3．2．4 合金元素與晶體缺陷對(duì)金屬導(dǎo)電性的影響
3．2．5 相變對(duì)金屬導(dǎo)電性的影響
3．2．6 其他因素對(duì)金屬導(dǎo)電性的影響
3．2．7 金屬材料電阻率檢測的應(yīng)用
3．3 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性
3．3．1 半導(dǎo)體材料及其特征
3．3．2 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性
3．3．3 半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性的光效應(yīng)
3．3．4 半導(dǎo)體器件及導(dǎo)電特性
3．4 離子導(dǎo)電性及超導(dǎo)性簡介
3．4．1 離子導(dǎo)電性
3．4．2 超導(dǎo)性
習(xí)題
第4章 材料的介電性能
4．1 電介質(zhì)的極化
4．1．1 介電性能與極化
4．1．2 介質(zhì)的極化機(jī)制
4．1．3 有效電場和克勞修斯-莫索提方程
4．2 交變電場中的相對(duì)介電常數(shù)
4．2．1 弛豫時(shí)間和電介質(zhì)的損耗
4．2．2 復(fù)數(shù)相對(duì)介電常數(shù)和德拜方程
4．2．3 無機(jī)電介質(zhì)的介質(zhì)損耗
4．3 固體電介質(zhì)的擊穿
4．4 鐵電體
4．4．1 鐵電體和鐵電性
4．4．2 鐵電體的介電特性及其應(yīng)用
4．5 壓電性
4．5．1 壓電效應(yīng)及其形成原因
4．5．2 機(jī)一電耦合
4．5．3 壓電振子及其參數(shù)
4．5．4 壓電材料及其應(yīng)用
4．5．5 壓電陶瓷的極化處理及其性能穩(wěn)定性
習(xí)題
第5章 材料的磁學(xué)性能
5．1 材料磁性概述
5．1．1 基本磁學(xué)量
5．1．2 磁性系統(tǒng)的單位
5．1．3 磁性起源和自由原子的磁矩
5．1．4 材料按磁性分類
5．1．5 材料中的原子磁矩
5．2 自發(fā)磁化理論
5．2．1 鐵磁材料的自發(fā)磁化理論
5．2．2 亞鐵磁性自發(fā)磁化理論
5．2．3 亞鐵磁性材料
5．3 磁各向異性、磁致伸縮和退磁場
5．3．1 磁晶各向異性能
5．3．2 磁致伸縮效應(yīng)
5．3．3 退磁場能
5．4 磁疇
5．4．1 磁疇壁
5．4．2 磁疇
5．4．3 不均勻和多晶材料的磁疇結(jié)構(gòu)
5．4．4 單疇結(jié)構(gòu)
5．4．5 磁疇在磁場下的運(yùn)動(dòng)
5．5 磁性材料的磁學(xué)參數(shù)
5．5．1 初始磁化曲線和磁滯回線
5．5．2 磁導(dǎo)率
5．5．3 剩余磁化強(qiáng)度
5．5．4 磁滯回線上的矯頑力
5．5．5 磁化強(qiáng)度趨近飽和定律
5．5．6 永磁性和永磁體
5．6 鐵磁性材料在交變磁場中的磁化
5．6．1 動(dòng)態(tài)磁化過程的特點(diǎn)和復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率
5．6．2 磁譜和截止頻率
5．6．3 磁性材料的交流損耗
5．7 磁電阻效應(yīng)
習(xí)題
第6章 材料的光學(xué)性能
6．1 概述
6．2 光傳播的基本理論——波粒二象性
6．3 光通過材料時(shí)的折射、反射、吸收和散射特性
6．3．1 光通過材料時(shí)的折射
6．3．2 光在材料界面上的反射
6．3．3 光的吸收
6．3．4 材料的光散射
6．3．5 材料的透光性和顏色
6．4 材料的光發(fā)射
6．4．1 分立中心發(fā)光
6．4．2 復(fù)合發(fā)光
6．5 材料的受激輻射和激光
6．5．1 自發(fā)輻射與受激輻射
6．5．2 產(chǎn)生激光的必要條件
6．5．3 固態(tài)激光材料
6．6 光纖、光電和非線性光學(xué)效應(yīng)
6．6．1 光導(dǎo)纖維
6．6．2 光電效應(yīng)與太陽能電池
6．6．3 非線性晶體
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
書單推薦
