材料物理导论：力学、热学、电学与功能转换概述

# 材料物理导论
## 一、材料的力学
### 1.1 材料形变
#### 应力分析
- 法向应力 
  - σ_xx 
  - σ_yy 
  - σ_zz 
- 剪切应力 
  - τ_xy 
  - τ_yz 
  - τ_zx 
#### 应变类型
- 拉伸应变 
  - Δl/l₀ 
- 剪切应变 
  - tanθ≈γ 
- 体积应变 
  - ΔV/V₀ 
#### 弹性形变
- 胡克定律 
- 弹性模量体系
  - 杨氏模量 
  - 剪切模量 
  - 体积模量 
- 泊松比 
#### 黏性形变
- 牛顿流体定律 
- 非牛顿流体特性
### 1.2 非弹性行为
#### 塑性变形机制
- 位错滑移 
- 孪生变形 
#### 蠕变理论
- 位错蠕变 
- 扩散蠕变 
- 晶界滑移 
#### 黏弹性模型
- Maxwell模型 
- Voigt模型 
### 1.3 断裂力学
#### 理论强度
- 原子键断裂 
- 实际强度差距 
#### 断裂类型
- 脆性断裂 
- 韧性断裂 
#### 断裂韧性
- 应力强度因子 
- 平面应变断裂韧性 
#### 硬度体系
- 莫氏硬度 
- 维氏硬度 
### 1.4 量子基础
#### 波函数概念
#### 薛定谔方程
- 定态方程 
- 势阱模型应用 
#### 原子轨道
- s/p/d轨道形状 
- 电子云概率分布 
### 【专题】显微结构效应
#### 纳米陶瓷复合材料
- 晶粒细化机制 
- 裂纹偏转增韧 
#### 层状复合材料
- 界面结合强度优化 
- 分层断裂控制 
#### 相变增韧
- ZrO₂马氏体相变 
- 残余应力场调控 
## 二、材料的热学
### 2.1 热力学基础
- 热力学三定律
- 吉布斯自由能判据
### 2.2 热容量理论
#### 经典理论
- Dulong_Petit定律 
- 低温失效现象 
#### 量子理论
- Einstein模型 
- Debye模型 
### 2.3 热膨胀
- 线性膨胀系数 
- 晶格非谐振动理论 
### 2.4 热传导
- 傅里叶定律 
- 声子散射机制 
### 【专题】IC基片材料
#### Al₂O₃陶瓷
- 96%氧化铝基片 
- 玻璃相调控 
#### AlN陶瓷
- 热导率 
- 氧杂质控制 
#### 金刚石薄膜
- CVD沉积工艺 
- 界面热阻优化 
## 三、材料的电学
### 3.1 导电理论
#### 自由电子气模型
- Drude模型 
- Sommerfeld修正 
#### 能带理论
- 布洛赫定理 
- 导体/半导体/绝缘体区分 
### 3.2 介电特性
#### 极化机制
- 电子极化 
- 离子极化 
- 取向极化 
#### 介电损耗
- 漏导损耗 
- 松弛损耗 
### 【专题】高温超导
#### 典型体系
- YBa₂Cu₃O₇ 
- Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀ 
#### 应用方向
- SQUID磁强计 
- 超导储能系统 
## 七、功能转换
### 7.1 转换效应
#### 压电效应
- 正压电效应 
- 逆压电效应 
#### 热电效应
- Seebeck效应 
- Peltier效应 
### 【