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電子材料固體力學(高等學校電子材料系列教材)

  • 作者：編者:楊麗//廖佳佳//周益春|責編:魯永芳|總主編:周益春
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302675594
  • 出版日期：2024/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：448
人民幣：RMB 109 元      售價：元
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內容大鋼
    本書根據作者幾十年從事材料與力學學科交叉的教學與科研成果編著而成。全書主要涉及材料力學行為的普適性規律，以及電子材料特殊的結構、功能、服役而表現出的力學行為。主要講述固體材料的基礎力學理論，包括基本力學性能、應變理論、應力理論、彈性本構關係、非彈性變形與均質材料斷裂力學；針對電子材料特殊的結構、功能、服役環境而講述相應的力學規律，包括熱應力、薄膜的力學性能、電介質材料固體力學、壓電材料固體力學、鐵電體材料固體力學、電磁材料固體力學。書中安排了適當的例題、練習題和思考題，供讀者選用。
    本書可作為材料類、電子材料類或功能材料類本科生、研究生的教材或參考用書。本書也是材料類科研工作者從事力學研究的一本有用的參考用書。
作者介紹
編者:楊麗//廖佳佳//周益春|責編:魯永芳|總主編:周益春
目錄
第1章  緒論
  1.1  材料科學與工程
    1.1.1  材料及其研究意義
    1.1.2  材料科學與工程的內涵
    1.1.3  材料科學與工程的屬性
  1.2  電子材料及其發展趨勢
    1.2.1  電子材料的定義與分類
    1.2.2  電子材料在國民經濟中的地位與發展現狀
    1.2.3  電子材料的發展趨勢
  1.3  電子材料對固體力學提出的需求與挑戰
    1.3.1  電子材料對固體力學的需求
    1.3.2  電子材料對固體力學的挑戰
  1.4  內容概述
第2章  材料的基本力學性能
  2.1  材料的主要力學性能
    2.1.1  材料在拉伸時的力學性能
    2.1.2  材料在壓縮時的力學性能
    2.1.3  材料在扭轉時的力學性能
    2.1.4  材料在彎曲時的力學性能
  2.2  材料基本力學性能的測試
    2.2.1  材料拉伸性能的測試
    2.2.2  材料壓縮性能的測試
    2.2.3  材料扭轉性能的測試
    2.2.4  材料彎曲性能的測試
    2.2.5  材料剪切性能的測試
    2.2.6  材料基本力學性能測試方法的應用新進展
  習題
第3章  應變理論
  3.1  位移和應變
    3.1.1  張量的概念及求和約定
    3.1.2  位移的描述
    3.1.3  變形的描述
  3.2  應變張量的性質
    3.2.1  應變分量的坐標變換
    3.2.2  主應變
    3.2.3  應變張量的不變數
    3.2.4  應變主坐標系
    3.2.5  最大剪應變
    3.2.6  等傾線正應變
    3.2.7  八面體剪應變
    3.2.8  球形應變張量和應變偏量張量
  3.3  應變協調方程
  3.4  由應變求位移
    3.4.1  線積分法
    3.4.2  直接積分法
  3.5  柱面和球面坐標系中的幾何方程
  習題
第4章  應力理論
  4.1  外力和應力
    4.1.1  外力的表示

    4.1.2  應力
    4.1.3  應力分量
  4.2  平衡微分方程和剪應力互等定律
  4.3  任意斜面上的應力和應力邊界條件
  4.4  應力分量轉換公式
  4.5  主應力和應力不變數
  4.6  球形應力張量和應力偏量張量
  4.7  最大剪應力和八面體剪應力
  4.8  應力狀態和應力圓
  4.9  柱面坐標系和球面坐標系中的應力分量和平衡微分方程
    4.9.1  柱面坐標系
    4.9.2  球面坐標系
  習題
第5章  彈性本構關係
  5.1  廣義胡克定律
    5.1.1  各向同性條件下的廣義胡克定律
    5.1.2  各向異性彈性體的廣義胡克定律
  5.2  應變能與應變余能
    5.2.1  彈性應變能
    5.2.2  線彈性情況
    5.2.3  應變余能
  5.3  虛功原理和最小勢能原理
  5.4  李茲法和迦遼金法
  5.5  彈性力學問題的微分提法
  5.6  位移解法
  5.7  應力解法
  5.8  疊加原理
  5.9  平面問題及其求解
    5.9.1  平面問題的本構方程
    5.9.2  平衡微分方程和協調方程
    5.9.3  幾何方程和邊界條件
    5.9.4  位移解法
    5.9.5  應力解法
    5.9.6  應力函數解法
    5.9.7  其他計算公式
  5.10  用直角坐標解平面問題
    5.10.1  用多項式解平面問題
    5.10.2  用傅里葉級數解平面問題
  5.11  極坐標中的平面問題
    5.11.1  基本方程
    5.11.2  軸對稱問題
    5.11.3  非軸對稱問題
  習題
第6章  非彈性變形
  6.1  屈服條件
    6.1.1  簡單拉伸的實驗結果
    6.1.2  應力空間，π平面
    6.1.3  屈服條件，屈服曲面
  6.2  兩個常用的屈服準則
    6.2.1  特雷斯卡屈服準則

    6.2.2  米澤斯屈服準則
    6.2.3  屈服條件的實驗驗證
  6.3  彈塑性應力?應變關係的特點及幾種理想模型
  6.4  加卸載條件和載入曲面
    6.4.1  理想塑性材料的載入和卸載
    6.4.2  強化材料的載入條件以及載入和卸載準則
    6.4.3  幾種簡化載入曲面
  6.5  本構關係的增量理論
    6.5.1  德魯克強化公設
    6.5.2  塑性位勢理論和理想塑性材料的增量本構關係
    6.5.3  光滑載入面的塑性增量本構關係
  6.6  簡單載入時的全量理論
    6.6.1  簡單載入和單一曲線假定
    6.6.2  簡單載入定理
  6.7  簡單彈塑性問題
    6.7.1  梁的彈塑性彎曲問題
    6.7.2  桿件的彈塑性扭轉
    6.7.3  旋轉圓盤
    6.7.4  軸對稱平面問題
    6.7.5  厚壁球殼
    6.7.6  例題
  習題
第7章  均質材料斷裂力學
  7.1  傳統強度理論和裂紋的分類
    7.1.1  傳統強度理論的局限性
    7.1.2  裂紋的三種類型
  7.2  韋斯特加德應力函數
  7.3  Ⅰ型裂紋尖端附近的彈性應力場
    7.3.1  雙向拉伸
    7.3.2  單向拉伸
  7.4  Ⅱ型裂紋和Ⅲ型裂紋尖端附近的彈性應力場
    7.4.1  Ⅱ型裂紋
    7.4.2  Ⅲ型裂紋
  7.5  應力強度因子及其解析求解
    7.5.1  應力強度因子
    7.5.2  普遍形式的複變函數法
    7.5.3  積分變換法
    7.5.4  求應力強度因子的疊加原理及常用應力強度因子資料
  7.6  應力強度因子的權函數求法
  7.7  求應力強度因子的數值法
    7.7.1  邊界配位法
    7.7.2  有限單元法
  7.8  求應力強度因子的實驗法
  7.9  小範圍屈服下的塑性修正
    7.9.1  小範圍屈服下裂紋尖端的塑性區
    7.9.2  有效屈服應力與塑性約束係數
    7.9.3  應力鬆弛對塑性區的影響
    7.9.4  應力強度因子KⅠ的塑性修正
    7.9.5  線彈性斷裂力學的適應範圍
  7.10  斷裂判據和斷裂韌性

    7.10.1  應力強度因子斷裂準則
    7.10.2  裂紋擴展的能量準則
    7.10.3  斷裂韌性和臨界斷裂應力
  習題
第8章  熱應力
  8.1  變形體的熱力學基礎
  8.2  熱彈性體的本構關係
  8.3  熱彈性基本方程及其求解
  8.4  平面熱應力問題
  8.5  板中的熱應力
  8.6  熱衝擊和熱衝擊阻抗的估算
    8.6.1  臨界應力理論
    8.6.2  熱衝擊阻抗統計理論
  8.7  耦合熱彈性問題
  習題
第9章  薄膜的力學性能
  9.1  薄膜概述
  9.2  薄膜楊氏模量和應力?應變關係
    9.2.1  薄膜的彈性模量
    9.2.2  薄膜的應力?應變關係
  9.3  薄膜的殘餘應力
    9.3.1  殘餘應力的來源
    9.3.2  殘餘應力的測量
  9.4  薄膜的界面斷裂韌性
    9.4.1  膜與基底界面間結合類型
    9.4.2  界面斷裂韌性的測量方法
  9.5  鐵電薄膜的斷裂與極化
    9.5.1  鐵電薄膜斷裂的概念
    9.5.2  鐵電薄膜斷裂性能表徵
    9.5.3  非等雙軸失配應變下外延鐵電薄膜的極化
    9.5.4  外延鐵電薄膜中退極化對極化態的影響
  9.6  可延展性薄膜的屈曲
    9.6.1  可延展性薄膜的概念
    9.6.2  彈性基底上波浪狀單晶硅帶狀物的製備
    9.6.3  可延展性薄膜的屈曲分析
    9.6.4  可延展性薄膜的應用
  習題
第10章  電介質材料固體力學
  10.1  介質的極化及連續介質力學理論
    10.1.1  介質的極化和各向同性介質
    10.1.2  各向異性介質
    10.1.3  基於極化能量密度得到電位移矢量與電場強度的關係
  10.2  電介質極化的對稱性與獨立介電常數
    10.2.1  晶體的介電常數
    10.2.2  七大晶系晶體的介電常數
  10.3  介電極化機制的簡單理論模型
    10.3.1  電子位移極化
    10.3.2  離子位移極化
    10.3.3  固有電矩的轉向極化
  10.4  電極化的非線性效應

    10.4.1  非線性介電張量
    10.4.2  折射率橢球
    10.4.3  電光效應
  習題
第11章  壓電材料固體力學
  11.1  壓電效應
    11.1.1  正壓電效應
    11.1.2  逆壓電效應
  11.2  壓電常數與對稱性
    11.2.1  晶體的對稱性與電偶極矩分佈
    11.2.2  α石英晶體的對稱性與壓電性
    11.2.3  鈦酸鋇晶體的對稱性與壓電性
    11.2.4  20個晶體點群與壓電陶瓷的壓電常數矩陣
  11.3  壓電晶體的切割
    11.3.1  切割符號的規定
    11.3.2  酒石酸鉀鈉晶體的切割
    11.3.3  α石英晶體的切割
  11.4  鈦酸鋇z切割晶片的壓電方程
    11.4.1  壓電方程的簡單推導
    11.4.2  邊界條件
    11.4.3  第二類壓電方程組
    11.4.4  第三類壓電方程組
    11.4.5  第四類壓電方程組
  11.5  各類壓電方程組的常數之間的關係
    11.5.1  各類壓電方程組的常數之間的關係式
    11.5.2  二級壓電效應
    11.5.3  夾持介電常數與自由介電常數
    11.5.4  短路彈性柔度常數sE11和開路彈性柔度常數sD11
  11.6  一般情況下的壓電方程組
    11.6.1  一般情況下的壓電方程組以及各常數之間的關係
    11.6.2  舉例說明表11.6.1和表11.6.2中各類關係式
    11.6.3  鈦酸鋇晶體、鈮酸鋰晶體、壓電陶瓷的第一類方程組
    11.6.4  幾點注意
    11.6.5  壓電方程組的熱力學推導
  11.7  機電耦合係數
    11.7.1  薄長條片的機電耦合係數
    11.7.2  細長桿的機電耦合係數
    11.7.3  平面機電耦合係數
    11.7.4  厚度切變機電耦合係數
  習題
第12章  鐵電體材料固體力學
  12.1  鐵電體的連續介質力學理論
    12.1.1  熱力學基本方程
    12.1.2  外界對鐵電體所做的功
    12.1.3  鐵電體的熱力學關係
  12.2  鐵電體的電致伸縮與壓電效應
    12.2.1  鐵電體的電致伸縮方程
    12.2.2  鐵電體的壓電方程
  12.3  鐵電體的自由能與相變
    12.3.1  二級相變

    12.3.2  一級相變
    12.3.3  臨界相變
  12.4  反鐵電體的自由能與相變
    12.4.1  二級相變
    12.4.2  一級相變
    12.4.3  結果討論
  12.5  動力學性質
  12.6  彌散相變
  12.7  熱釋電係數與電卡係數
  習題
第13章  電磁材料固體力學
  13.1  電磁場的麥克斯韋方程組
  13.2  電磁介質的物理方程
    13.2.1  電磁介質的物理描述
    13.2.2  磁介質磁化的物理描述
  13.3  運動介質的麥克斯韋方程組
  13.4  電磁場的邊界條件
  13.5  電磁能量與坡印亭定理
  13.6  電磁場位函數
  13.7  磁性材料的分類
  13.8  鐵磁材料的疇結構
  13.9  鐵磁體的變形機制
    13.9.1  磁致伸縮的變形機制
    13.9.2  磁致形狀記憶效應的機制
  13.10  基於內變數理論的各向異性唯象本構模型
    13.10.1  初始力磁耦合屈服面測量
    13.10.2  基本方程
    13.10.3  唯象本構理論框架
    13.10.4  各向同性力磁耦合屈服面
    13.10.5  各向異性力磁耦合屈服面
  13.11  磁學單位與量綱
  習題
參考文獻

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