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11.1　导论6

11.2　光学功能材料8

11.2.1 光学材料8

11.2.1.1　光学玻璃8

11.2.1.2 电介质玻璃10

11.2.1.3　光学晶体12

11.2.1.4　光学塑料15

11.2.2　激光材料16

11.2.2.1　材料的激光性能16

11.2.2.2　激光玻璃材料16

11.2.2.3　激光晶体19

11.2.3　非线性光学材料21

11.2.3.1　材料的非线性光学性质21

11.2.3.2　激光频率转换晶体24

11.2.3.3　几种重要的无机非线性光学晶体25

11.2.3.4 有机非线性光学晶体28

11.2.3.5 非线性光学材料的新成员——双光子吸收材料29

11.2.3.6　直接三光子激光非线性光学材料29

11.2.4 电光材料30

11.2.4.1　材料的电光性能30

11.2.4.2　电光晶体30

11.2.4.3　新型电光材料32

11.2.5　光折变材料34

11.2.5.1　材料的光折变性质34

11.2.5.2　铁电氧化物光折变晶体35

11.2.5.3　非铁电氧化物光折变材料36

11.2.5.4　半导体和量子阱光折变材料36

11.2.5.5　有机光折变材料37

11.2.6 光材料37

11.2.6.1　材料的声光性能37

11.2.6.2　声光玻璃38

11.2.6.3　声光晶体39

11.2.7　磁光材料39

11.2.7.1　磁光效应39

11.2.7.2　磁光玻璃40

11.2.7.3　磁光晶体40

11.2.7.4　其他磁光材料41

参考文献41

11.3　介电功能材料42

11.3.1 电介质及其功能效应42

11.3.1.1　电介质的极化42

11.3.1.2　电介质的功能效应43

11.3.2　电绝缘材料43

11.3.2.1　电绝缘材料的主要特性43

11.3.2.2　电绝缘陶瓷材料43

11.3.3.1 电容器材料的特性和类型45

11.3.3　电容器材料45

11.3.2.3　电绝缘聚合物材料45

11.3.3.2 高介电容器材料46

11.3.3.3 高频电容器材料47

11.3.3.4　介质谐振器陶瓷材料48

11.3.3.5　多层陶瓷电容器材料48

11.3.3.6　边界层陶瓷电容器材料50

11.3.3.7　储能电容器陶瓷材料51

11.3.3.8　有机薄膜电容器材料51

11.3.4　铁电材料51

11.3.4.1　铁电体及其主要特性51

11.3.4.2　铁电单晶52

11.3.4.3　铁电薄膜54

11.3.4.4　铁电聚合物57

11.3.5　压电材料57

11.3.5.1　压电性及其表征57

11.3.5.2　压电单晶59

11.3.5.3　压电复合材料61

11.3.6　电致伸缩材料62

11.3.6.1 电致伸缩效应62

11.3.6.2 电致伸缩陶瓷63

11.3.6.3　电致伸缩聚合物63

11.3.7　热释电材料64

11.3.7.1　热释电效应及其表征64

11.3.7.2　热释电探测器材料的优值64

11.3.7.3　热释电晶体65

11.3.7.4　热释电陶瓷66

11.3.7.5　热释电薄膜和复合材料66

参考文献67

11.4　磁性材料68

11.4.1　磁性起源68

11.4.2.1　磁晶各向异性能70

11.4.2　基本磁相互作用和磁结构70

11.4.2.2　形状各向异性能72

11.4.2.3　磁致伸缩、磁弹性能和应力能72

11.4.2.4　感生各向异性和交换各向异性73

11.4.2.5　磁畴74

11.4.2.6　磁次格子76

11.4.2.7　螺旋磁结构和其他磁结构77

11.4.2.8　散磁性磁结构78

11.4.3　磁化过程和基本磁性参数78

11.4.3.1　静态磁化和反磁化过程78

11.4.3.2　基本磁性参数79

11.4.3.3　交变磁化过程79

11.4.4　软磁材料80

11.4.4.1　金属软磁材料80

11.4.4.2　铁氧体软磁材料81

11.4.4.3　非晶软磁材料82

11.4.5　永（硬）磁材料83

11.4.4.4　纳米晶软磁材料83

11.4.5.1 金属永磁材料84

11.4.5.2　铁氧体永磁材料84

11.4.5.3　稀土永磁材料85

11.4.6　磁记录材料87

11.4.6.1　磁头材料87

11.4.6.2　磁记录介质89

11.4.6.3　新型磁记录90

11.4.6.4　光磁记录材料91

11.4.7　微波磁性材料91

11.4.7.1　旋磁性和铁磁共振91

11.4.7.2　微波铁氧体多晶材料93

11.4.7.3　微波铁氧体单晶材料96

11.4.7.4　微波铁氧体吸收材料96

11.4.8.1　巨磁电阻材料97

11.4.8　磁电子材料97

11.4.8.2　庞磁电阻材料100

11.4.8.3　巨磁阻抗材料102

11.4.9　磁性材料的基本检验和测量103

参考文献105

11.5　超导材料107

11.5.1　超导电性和超导体107

11.5.1.1　金属元素超导体109

11.5.1.2　化合物超导体109

11.5.1.3　合金超导体109

11.5.1.4　B1化合物超导体111

11.5.1.5 A15型化合物超导体113

11.5.1.6　拉夫斯相超导体114

11.5.1.7　谢弗尔相超导体114

11.5.1.8　重电子系统超导体114

11.5.1.9　其他超导体115

11.5.1.10　高温氧化物超导体116

11.5.2 实用NbTi合金超导材料117

11.5.2.1　实用NbTi合金117

11.5.2.2　实用NbTi导体的制造118

11.5.2.3　NbTi超导线的显微结构控制120

11.5.2.4　NbTi超导材料的性能优化120

11.5.2.5　交流用超细多芯NbTi超导线121

11.5.3　实用A15材料122

11.5.3.1 实用A15导体制造工艺122

11.5.3.2　实用Nb3Sn材料124

11.5.4 RE123氧化物超导材料和制备125

11.5.4.1 RE123氧化物超导体的基本特性126

11.5.4.2　RE123氧化物超导材料的制备126

11.5.5　铋系氧化物超导材料和制备127

11.5.5.1　铋系氧化物超导体的主要特性127

11.5.5.2　Bi-2212线带材129

11.5.5.3　Bi-2223带材130

11.5.6　铊系氧化物超导材料133

11.5.7 YBCO涂层超导体134

11.5.7.1　典型制备工艺134

11.5.7.2　性能和发展方向135

11.5.8　MgB2超导材料135

11.5.8.1　MgB2的超导机理和性能135

11.5.8.2　MgB2的制备和成材136

11.5.8.3　MgB2薄膜制备136

11.5.8.4　MgB2应用前景137

11.5.9　超导电性应用137

11.5.9.1　超导体的磁化强度和稳定化138

11.5.9.2　导体设计判据和选择138

11.5.10.2　超导薄膜制备技术140

11.5.10.1　超导薄膜特性参数140

11.5.10　超导电子学140

11.5.9.3　超导装置对材料的要求140

11.5.10.3　高温超导薄膜142

11.5.10.4　约瑟夫森效应和器件142

11.5.10.5　超导量子干涉仪143

11.5.10.6　高温超导器件应用143

参考文献144

11.6　核能材料145

11.6.1 概述145

11.6.1.1　裂变反应堆材料145

11.6.1.2　聚变堆材料146

11.6.1.3　核能材料的辐照效应147

11.6.2　水冷动力堆材料148

11.6.2.1　核燃料148

11.6.2.2　锆及锆合金包壳材料150

11.6.2.3　控制材料154

11.6.3　高温气冷堆材料156

11.6.3.1　高温气冷堆包覆颗粒燃料156

11.6.3.2　高温气冷堆冷却剂He158

11.6.4　快中子增殖堆材料159

11.6.4.1　液态金属冷却快堆燃料159

11.6.4.2　燃料包壳用奥氏体不锈钢161

11.6.5　聚变堆材料162

11.6.5.1　第一壁材料162

11.6.5.2　面向等离子体材料165

11.6.6　热离子燃料元件材料166

参考文献168

11.7　太阳电池材料169

11.7.1 概述169

11.7.2.1　单晶硅太阳电池材料170

11.7.2.2　多晶硅太阳电池材料170

11.7.2　晶体硅太阳电池材料170

11.7.3　非晶硅太阳电池材料171

11.7.3.1　非晶硅材料171

11.7.3.2　非晶硅太阳电池172

11.7.4　化合物太阳电池材料173

11.7.4.1　砷化镓系太阳电池173

11.7.4.2　InP系太阳电池175

11.7.5　多晶薄膜太阳电池材料175

11.7.5.1　CdTe材料175

11.7.5.2　CdS材料176

11.7.5.3　CuInSe2材料176

参考文献177

11.8　储氢材料178

11.8.1　金属氢化物储氢原理178

11.8.2　AB5型稀土系合金储氢材料180

11.8.3　AB2型Laves相储氢合金181

11.8.4　镁系储氢合金182

11.8.5　钛-铁系储氢合金182

11.8.6　钒基固溶体型储氢合金182

11.8.7　储氢材料的应用183

参考文献184

11.9　锂离子电池材料185

11.9.1　锂离子电池简介185

11.9.2　锂离子电池负极材料185

11.9.2.1　金属锂负极186

11.9.2.2　合金类负极材料186

11.9.2.3　碳负极材料186

11.9.2.4　氧化物负极材料188

11.9.2.5　纳米合金和纳米合金炭球复合负极材料188

11.9.2.6　其他负极材料188

11.9.3　锂离子电池正极材料188

11.9.3.3　尖晶石LiMn2O4正极材料189

11.9.3.1　LiCoO2正极材料189

11.9.3.2　LiNiO2正极材料189

11.9.3.4　其他氧化物正极材料190

11.9.3.5　导电聚合物和有机硫化物正极材料190

11.9.4　电解质材料191

11.9.4.1　非水有机溶剂电解质191

11.9.4.2　聚合物电解质191

11.9.4.3　无机固体电解质193

参考文献193

11.10　燃料电池材料195

11.10.1 概述195

11.10.2　质子交换膜燃料电池材料197

11.10.2.1 质子交换膜燃料电池工作原理197

11.10.2.2　电催化剂197

11.10.2.3　电极199

11.10.2.4　质子交换膜200

11.10.2.5　双极板203

11.10.3　固体氧化物燃料电池材料204

11.10.3.1 电解质材料205

11.10.3.2　电极材料209

11.10.3.3 电池双极板和密封材料212

11.10.4　熔融碳酸盐燃料电池材料213

11.10.4.1　偏铝酸锂隔膜213

11.10.4.2　电极215

11.10.4.3　双极板216

参考文献217

11.11　磁流体发电材料218

11.11.1 磁流体发电概述218

11.11.2 磁流体发电通道工况及其对材料的要求219

11.11.3　通道电极材料219

11.11.4　通道绝缘材料222

参考文献223