《Functional Materials：Electrical, Dielectric, Electromagnetic, Optical and Magnetic Applications 2nd Edition》书评

材料科学与工程学院 吴泽鑫

一.概述

《Functional Materials：Electrical, Dielectric, Electromagnetic, Optical and Magnetic Applications 2nd Edition》中文译名为《功能材料：电气、介电、电磁、光学和磁性应用》是Deborah D. L. Chung教授所著《Engineering Materials for Technological Needs》系列图书的第四卷。本书详细介绍了功能材料在不同领域的应用及其理论基础，涵盖电气、介电、电磁、光学和磁性材料等多个方面。作为纽约州立大学布法罗分校的教授，Deborah D. L. Chung在材料科学领域具有广泛影响力，撰写或合著了600多篇学术论文及10多本书籍。该书首次出版于2021年，共有552页，分为六个章节，内容丰富，理论与应用相结合。

二.图书的总体构架、体例及内容简介

本书包括序言、正文和索引三个部分。序言：在序言中，作者清楚地介绍了本书的重点介绍方向。

内容简介：

第一章 功能材料及其应用简介

本章共7个小节。第一节介绍了材料的分类。第二节介绍了复合材料。第三节介绍了碳材料。第四节介绍了智能材料。第五节介绍了内在智能，包括：自感、自驱、自修复、自加热等。第六节介绍了外在智能。第七节介绍了功能应用，包括：电气应用、热应用、能量收集、储能等。

第二章 电导行为

本章共13个小节。第一节介绍了电导的基本原理。第二节介绍了体积电阻率。第三节介绍了电阻率密度积。第四节介绍了薄层电阻。第五节介绍了表面电阻。第六节介绍了接触电阻。第七节介绍了电力和电阻发热。第八节介绍了温度对电阻的影响。第九节介绍了电导率测量方法。第十节介绍了压电电阻效应。第十一节介绍了塞贝克效应。第十二节介绍了半导体和p-n结。第十三节介绍了电阻测量中的陷阱。

第三章 介电行为

本章共16个小节。第一节是介电行为的基本概念。第二节介绍了介电常数。第三节介绍复合材料介电常数的测量。第四节介绍了介电行为的物理起源。第五节介绍了有损电容器。第六节介绍了介电材料的测量方法。第七节介绍了电气绝缘。第八节介绍了机械能和电能的转化。第九节介绍了驻极体。第十节介绍了微观结构对介电行为的影响。第十一节介绍了压驻极体效应。第十二节介绍了热释电效应和热释介电常数。第十三节介绍了电致伸缩效应。第十四节介绍了电流变学。第十五节介绍了固态电解质。第十六节介绍了用于介电应用的复合材料。

第四章 电磁行为

本章共6个小节。第一节介绍了电磁应用。第二节介绍了电磁辐射。第三节介绍了法拉第定律和楞次定律的应用。第四节介绍了电磁屏蔽效应。第五节介绍了低可观察性。第六节介绍了用于电磁功能的复合材料。

第五章 光学效应

本章共9个小结。第一节介绍了材料光学特性的基本原理。第二节介绍了吸收、反射和折射现象。第三节介绍了光学纤维。第四节介绍了光源。第五节介绍了光探测和影印。第六节介绍了液晶显示。第七介绍了热发射。第八节介绍了激光唱片。第九节介绍了用于光学应用的复合材料。

第六章 磁学效应

本章共16个小节。第一节介绍了磁场相互作用的力。第二节介绍了磁矩。第三节介绍了铁磁。第四节介绍了顺磁性。第五节介绍了亚铁磁性。第六节介绍了反铁磁性。第七节介绍了硬磁体和软磁体。第八节介绍了磁屏蔽效应。第九节介绍了磁性填充和非磁性基体的复合材料。第十节介绍了抗磁性。第十一节介绍了磁致伸缩效应和维拉利效应。第十二节介绍了铁磁形状记忆效应。第十三节介绍了磁阻和磁性多层膜。第十四节介绍了磁流体。第十五节介绍了利用磁性颗粒无损表征。第十六节介绍了用于磁性应用的复合材料。

二.图书编写特点及评价

1、理论前沿、内容新颖

本书聚焦于功能性材料，而非传统的结构性材料，正是这一点使得它成为当前学科前沿的重要著作。书中详细讨论了许多新颖的内容，如内在智能和外在智能材料的研究，这些内容较为创新，展示了材料科学的最新发展。因此，书中的内容既有深度也具有广泛的学术价值。

2、书本设置了课后问题

本书在每一个章节背后都设置了“review problem”和“example problem”，这对于加深理解和自我检验非常有帮助。通过这些问题，读者不仅能够巩固所学知识，还能从解决问题中获得更深刻的领悟。这种设计是本书的一大亮点，能够有效促进读者的学习进程。

3、书本内容注重基础、同时兼顾功能材料应用的内容

本书基于材料出发，分析了功能材料导电、介电、电磁、磁学、光学等方面特性。书本的内容倾向于介绍这些特性背后的基本原理而不是应用实例。所以，此书属于基础知识类教材。尽管大部分章节主要讲解理论，在每一章的最后一节仍可能会介绍相关功能材料的应用实例。

三.结语

综上所述，本书在理论深度与内容创新方面都有出色表现。它通过系统地介绍功能材料的基础知识和前沿应用，提供了一个全面的学习框架。书中的课后问题设计独特，能够有效帮助读者掌握并应用所学知识。总体而言，本书适合材料科学、物理学及相关学科的学生及研究人员使用，尤其适合高年级本科生及研究生作为教材参考。

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