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第1章 凝聚态材料1

1.1 凝聚态概述1

1.1.1 晶体状态1

1.1.2 非晶态4

1.1.3 准晶态7

1.2 纳米材料13

1.2.1 纳米材料科学和分类13

1.2.2 纳米材料中的特殊效应14

1.2.3 低维材料18

1.2.4 纳米结构23

1.3 超常材料24

1.3.1 超常材料概述24

1.3.2 左手材料25

1.3.3 频率选择表面30

1.3.4 光子晶体31

1.3.5 声子晶体34

1.3.6 可调超常材料36

1.4 复合材料、梯度功能材料与智能材料38

1.4.1 复合材料概述38

1.4.2 复合效应41

1.4.3 复合材料的结构参数43

1.4.4 复合材料中的界面44

1.4.5 复合材料的主要类型和发展动态45

1.4.6 纳米复合材料47

1.4.7 梯度功能材料50

1.4.8 智能材料55

1.5 软凝聚态材料61

1.5.1 概述61

1.5.2 软物质的基本特性61

1.5.3 软物质的一些特殊性质62

1.5.4 液晶68

1.5.5 颗粒物质73

主要参考文献79

第2章 表面与界面81

2.1 表面与界面的结构81

2.1.1 表面概述81

2.1.2 表面的原子结构82

2.1.3 实际表面86

2.2 晶粒间界和相界89

2.2.1 堆垛层错和孪晶界面89

2.2.2 晶粒间界91

2.2.3 相界93

2.2.4 多晶材料中的晶界现象95

2.3 吸附与偏析100

2.3.1 固体表面与原子的作用100

2.3.2 物理吸附与化学吸附的特征101

2.3.3 吸附曲线和吸附公式104

2.3.4 表面杂质的偏析与耗尽107

2.3.5 材料中的吸附与偏析现象108

2.4 表面扩散与界面扩散111

2.4.1 扩散概述111

2.4.2 表面扩散117

2.4.3 晶界扩散118

2.4.4 界面间的基尔肯特扩散122

2.5 表面力123

2.5.1 主要的表面力123

2.5.2 表面力在纳米粉体和MEMS中的作用131

2.6 界面的连接133

2.6.1 黏接133

2.6.2 硅片键合135

2.6.3 焊接139

2.7 材料表面工程简介144

2.7.1 表面工程144

2.7.2 离子束表面工程145

2.7.3 激光表面工程148

2.7.4 强流脉冲电子束表面工程149

2.7.5 纳米表面工程151

主要参考文献157

第3章 相变158

3.1 相变及基分类158

3.1.1 相与相变158

3.1.2 相变按热力学分类158

3.1.3 按相变的方式分类161

3.1.4 按相变时原子迁移特征分类162

3.1.5 结构相变162

3.2 非均匀相变163

3.2.1 相变驱动力163

3.2.2 成核164

3.2.3 新相的长大169

3.2.4 粗化171

3.3 均匀相变172

3.3.1 均匀相变的特点172

3.3.2 金属合金中的均匀（连续）相变173

3.3.3 均匀相变的图像174

3.4 朗道相变理论175

3.4.1 对称破鈌175

3.4.2 序参量176

3.4.3 朗道的二级相变理论177

3.4.4 朗道-德冯谢亚一级相变理论178

3.5 材料中的相变181

3.5.1 概述181

3.5.2 有序-无序相变182

3.5.3 无公度相变184

3.5.4 调幅分解185

3.5.5 共析转变和包析转变186

3.5.6 马氏体相变和贝氏体相变188

3.6 软模与相变197

3.6.1 软模的概念197

3.6.2 铁电相变的特征198

3.6.3 晶格振动与软模199

3.6.4 相变中的一些软模200

3.6.5 弹性不稳定性与软声学模202

3.6.6 Jahn-Teller效应203

3.7 金属和陶瓷中的相变205

主要参考文献206

第4章 材料中的非线性现象207

4.1 非线性科学与混沌207

4.1.1 什么是非线性科学207

4.1.2 确定性系统中的“无规”运动——混沌现象208

4.1.3 混沌和混沌的基本特征215

4.1.4 混沌现象的应用216

4.2 材料中的分形218

4.2.1 分形概述218

4.2.2 分形的描述220

4.2.3 分形的主要特征222

4.2.4 表面分形224

4.2.5 材料科学中的分形225

4.2.6 自仿射分形和多重分形229

4.3 耗散结构理论和自组装233

4.3.1 平衡态与非平衡态233

4.3.2 两种类型的非平衡态234

4.3.3 耗散结构产生和特点236

4.3.4 耗散结构理论在材料科学中的应用237

4.3.5 自组织和自组装238

4.3.6 分子自组装241

4.3.7 流体自组装技术244

4.3.8 基于SK生长模式的自组装生长量子点245

4.4 逾渗和有效介质理论247

4.4.1 逾渗247

4.4.2 材料中的逾渗251

4.4.3 有效介质理论254

主要参考文献256

第5章 材料中的元激发258

5.1 元激发概述258

5.2 声子和极化激元259

5.2.1 晶格振动259

5.2.2 声子262

5.2.3 声子极化激元264

5.3 表面等离激元和准电子266

5.3.1 金属中的等离子振荡267

5.3.2 局域表面等离激元268

5.3.3 传导表面等离极化激元269

5.3.4 传导表面等离极化激元的性质270

5.3.5 表面等离激元的主要应用273

5.3.6 准电子274

5.3.7 费米液体与准电子275

5.4 极化子276

5.4.1 电子的自陷276

5.4.2 极化子的类型277

5.4.3 大极化子279

5.4.4 小极化子280

5.4.5 各种类型的极化子281

5.4.6 双极化子281

5.5 激子282

5.5.1 激子的种类282

5.5.2 激子的束缚能283

5.5.3 激子的产生和影响激子的一些因素284

5.5.4 激子效应284

5.5.5 多重激子效应285

5.6 自旋波与磁子288

5.6.1 自旋波的形成288

5.6.2 一维体系中的自旋波理论289

5.6.3 自旋波的基本性质291

5.7 孤波与孤子294

5.7.1 孤波和孤波方程294

5.7.2 孤子的特性296

5.7.3 导电聚乙炔中的孤子297

主要参考文献304