注：粗体为重点或要求掌握的内容，斜体为拓展延伸内容，其余为基本内容 一、磁学性能 1、材料磁性的本源是由材料内部电子循轨 和自旋运动 产生的 任一封闭电流都 具有磁矩 2、材料磁性分类—— 抗磁性物质 ：使磁场减弱的物质；顺磁性物质： 使磁场略 有增强的物质； 铁磁性物质： 使磁场强烈增加的物质材料被磁化后，磁化矢量 与外加磁场方向相反的称为抗磁性；材料被磁化后， 磁化矢量与外加磁场方向相 同的称为顺磁性材料的 抗磁性来源于电子循轨运动时受外加磁场作用所产生的 抗磁矩材料的 顺磁性主要来源于原子(离子)的固有磁矩 铁磁性来源于原子未 被抵消的自旋磁矩和自发磁化 3、抗磁性、顺磁性、铁磁性特点：抗磁与顺磁性材料的磁化强度与磁场强度之 间均呈直线关系，磁化率常数很小，但磁化方向相反， 而且当初去外磁场之后， 仍恢复到未磁化前的状态， 及存在磁化可逆性 铁磁性不存在直线关系， 也不是 可逆的，去处外磁场，不恢复未磁化前的状态 4、原子内层电子交互作用其积分常数A＞0，使彼此的自旋磁矩同向排列形成自 发磁化；铁、钴、镍因其交换积分常数A 具有较大的正值，有较强的自发磁化 倾向；还有一些稀土元素虽然也具有自发磁化倾向，但其A 值很小，相邻原子 间的自旋磁矩同向排列作用很弱，原子振动极易破坏这种同向排列，即它们的居 里点很低，所以在常温下为顺磁性。
5、磁化曲线和磁滞回线 1）磁化曲线：第一部分，在微弱的磁场中，磁感 应强度 B 和磁化强度 M 均随外 磁场强度 H 的增大 缓慢增大磁化是可逆的第二部分：随外磁场强 度 H 继续增大，磁感应强度B 和磁化强度 M 急剧 增高，磁导率 μ增长非常快，并且出现极大值磁 化是不可逆的 第三部分：随外磁场强度 H 进一步 增大， B 和 M 增大的趋势逐渐变缓，磁化进行得 越来越困难磁导率减小，并趋向稳定当磁场强 度达到 Hs 时，磁化强度便达到饱和值，即外磁场 强度再继续增大时，磁化强度不再变大而此时磁感应强度 （B=M+H ）仍随外 磁场强度而增大磁化强度的饱和值称为饱和磁化强度，MS；与其对应的磁感 应强度称为 饱和磁感应强度 ，BS 2）磁滞回线： 当 H＝0 时，磁感应强度 B 并不等 于零，而是保留一定大小的数值Br， 这是铁磁 金属的剩磁现象要使B 值继续减小，必须加一 个反向磁场 -H，当 H 等于一定值 Hc 时，B=0 Hc 为去掉剩磁的临界外磁场， 称为矫顽力 软磁 材料的磁滞回线瘦小，呈狭长型，磁滞回线面积 小，具有低矫顽力Hc 和高导等特性磁硬磁材 料的磁滞回线宽肥，它具有高的剩磁，高矫顽力 Hc 和高饱和磁感应强度BS，最大磁能积（ BH）m。
6、 温度升高是铁磁性的饱和磁化强度Ms 下降，当温度达到 居里温度 时 Ms 降至 零，使铁磁材料的铁磁性消失而变为顺磁性低于居里点，才是铁磁材料） 7、铁磁性材料在信息记录和读取中的应用记录是磁头对磁盘磁化的过程，读取是磁盘对此头的磁化过程 （N 极代表 0，S极代表 1，通脉冲的电流信号） 二、电学性能 1、根据导电性能的好坏，常把材料分为导体、绝缘体和半导体导体的电阻率小于m*102；绝缘体的电阻率大于m*1010；半导体的电阻率介于上述两个之间 2、能带理论：晶体中电子能级间隙很小，能级分布是准连续的，或称能带；金 属中由离子产生的势场是不均匀的，而且是呈周期性变化的 同样：金属中的价 电子是公有化， 能量是量子化； 不同：金属中由离子所造成的势场是成周期性变 化的价电子在金属中的运动要受到周期场的作用结果导致： 不同能量状态分 布的能带发生分裂，即有某些能态是电子不能取值的能带结构：受价电子数、 禁带宽度和允带空能级影响空能级：允带中未被填满电子的能级导带：空能 级允带中电子是自由的，参与导电禁带宽窄：取决于周期势场的变化幅度，变 化幅度越大，禁带越宽若势场没有变化，则能带间隙为零。
导体、绝缘体、半 导体能带结构特点——（1）导体，电子易发生能级跃迁：允带之间互相重叠、 允带之间没有禁带、允带能级未被填满；（2）绝缘体，电子很难跃迁：满带上 面相邻较宽禁带；（3）半导体，电子较易跃迁：满带上面相邻较窄禁带 3、超导电性：在一定的低温条件下材料突然失去电阻的现象超导体有三个重 要指标：临界转换温度Tc；临界磁场 Hc；临界电流密度 Jc临界温度：材料由 正常状态转化为超导状态的温度Tc4、导电性的测量和应用：双电桥法有较高的精度，因为 21 RRRRnx式中没有电流，且没有电压，而电流I 和电压 U是测不准的，而电位差计法、安培—伏特 计法、直流四端法等其他方法都有电压、电流的测定5、热电偶温度计的原理——塞贝克效应 BA ABNNekTTEln)(216、半导体热敏和电压敏感效应应用例子热敏效应的应用：具有热敏特性的半 导体可以制成各种 热敏温度计、电路温度补偿器、 无触点开关 ； 光敏效应的应用： 应用于各种 自动控制系统， 如利用光敏电阻可以实现照明自动化；压敏电阻的应 用：过电压吸收、高压稳压、 避雷器 压电是压力产生极化，热电、铁电是热产 生极化 7、介质的极化是由电子极化、离子极化和偶极子转向极化组成的，这些极化的 基本形式大致可以分成两大类，即位移式极化和松弛极化。
位移式极化是一种 弹性的、瞬时完成的极化，计划过程不消耗能量，电场去除后立即消失（可逆 的） 松弛极化：与热运动有关，完成这种计划需要一定的时间，属于非弹性极 化，计划过程要消耗一定的能量，不可逆的 8、影响材料介电损耗的因素：第一类是材料结构本身的影响如不同材料的漏 导电流不同， 由此引起的损耗也各不相同，不同材料的极化机制不同， 也使极化 损耗各不相同； 第二类外界环境或试验条件对材料介电损耗的影响，主要影响因 素是频率和温度 对于漏导损耗， 主要是温度的影响 随着温度的升高，介质的 电导率也增大， 通常呈指数关系 温度对损耗的影响是由温度对θ和 g 的影响来 决定，温度由低升高， 损耗由小增到极大值， 电导损耗往往与松弛极化损耗同时存在频率很高时仅由起始电导率决定损耗；频率由低升高时， 损耗也相应的增 大对于极化损耗， 电压的频率对它的影响很大单位体积介质中介质损耗功率为2222 2222211EgEgW 外电场角频率 ω小，则 W小；电场频率 ω大，W为一个常数； ω取值适中时， W具有最大值 三、光学性能 1、光在不同介质中传播速度不同与光频电场（正负电荷）极化现象有关 2、当光线依次通过两种不同的介质时，光的行进方向发生改变，称为“折射”。
当光线从光密介质 (玻璃)进入光疏介质 (空气)中时，折射角 r 大于入射角 i 当 i 为某值时，r 可达到 90°，相当于光线平行于表面而传播 对于任一更大的i 值， 光线全部向内反射回光密介质内．3、RnnWW22121') 1() 1(，表示反射系数是折射率的函数，折射率越大，反射系数越大光透过的界面越多，且材料的折射率相差越大， 界面反射就越严重 4、全反射概念及重要的应用例子：当光线从光密介质 (玻璃)进入光疏介质 (空气) 中时，折射角 r 大于入射角 i 当 i 为某值时， r 可达到 90°，相当于光线平行 于表面而传播 对于任一更大的i 值，光线全部向内反射回光密介质内光导纤 维正是利用了此特性，不存在反射损耗 5、S 为散射系数，它与散射质点的大小、数量以及散射质点的大小、数量以及 散射质点与基体的相对折射率等因素有关相对折射率越大，散射系数越大 6、介电常数、折射、反射和散射的关系：极化率越大，折射率越大，介电常数 越大，反射系数也越大 四、压电与铁电性能 1、压电、热释电、铁电产生的条件1）压电晶体产生的条件：介电晶体（无对 称中心的异极晶体 ） ；2）热释电产生的条件：具有唯一的单向极轴 。
3）铁电体 产生条件： 自发极化有两个或多个可能的取向2、压电：电子天平、潜艇探测等 正压电效应原理：jm jmTdD；jmjmSeD，Dm 为电位移； Tj 为应力， Sj 为应变，电位移和应力、应变成线性关系电子天平的应用原理）逆压电效应：nniiEdS；nnjjEeT，应变 Si 和电场 En 呈线性关系潜艇声波探测的应用原理） 3、热释电效应的晶体一定是具有自发极化(固有极化 )的晶体，其晶体结构的极 轴与结晶学的单向（所谓单向就是指晶体中唯一的不能用晶体自身的对称操作来 与其他方向重合的方向 ）重合 4、热释电：高温测温、火灾报警等在温度变化△ T 的情况下，如果晶体自发 极化强度改变了△ P，则△P 与△T 间成比例关系，即△ P=p△T，其中 p 为热释 电系数 5、铁电体的特性：在热释电晶体中，有若干种点群的晶体不但在某温度范围内 具有自发极化， 且自发极化有两个或多个可能的取向，在不超过晶体击穿电场强 度的电场作用下， 其取向可以随电场改变， 这种特性称为铁电性， 具有这种性质 的晶体称为铁电体 铁电体的共同特性为： ①具有电滞回线； ②具有结构相变温度，即居里点；③具有临界特性 6、电滞回线：当外电场为零时，晶体中相邻电畴的 极化方向相反， 晶体的总电矩为零． 当施加逐渐增加 的外电场时，反向电畴反转，导致反向电畴体积变小， 同向电畴体积变大。
当电场增大到足够使晶体中所有 反向电畴均反转到外场方向时， 晶体变成单畴体， 晶 体的极化达到饱和． 此后电场再增加， 与一般电介质 的极化相同，极化强度将随电场线性增加， 并达到 最 大值 Pmax将线性部分外推到电场为零时，再从轴 上的截距 Ps称为饱和极化强度，实际上它就是电场等于零时的自发极化强度 当电场从图中 C 处开始减小时， 极化强度将沿 C－B 曲线逐渐下降． 电场减至零 时，极化强度下降到某一数值Pr，Pr 称为铁电体的剩余极化强度改变电场方 向，并沿负方向增加到Ec时，极化强度下降至零反向电场再继续增加，极化 强度反向， Ec 就称为铁电体的矫顽场强随着反向电场的继续增加，极化强度 沿负方向继续增加， 并达到负方向的饱和值 (-Ps)，整个晶体变为具有负向极化的 单畴晶体，当电场由高的负值连续变化到高的正值时，正方向电畴又开始形成并 生长，直至整个晶体再一次变成具有正向极化的单畴晶体，极化强度沿回线的 FGH 回到 C 点 自发极化强度 Ps和使极化反转的矫顽电场强度Ec 是重要参数 7、温度达到某一温度以上时，由于热运动的结果，偶极子从电场的束缚中解放 出来，使自由能G 下降，这个临界温度就是居里温度 Tc。
温度高于居里点时， 自发极化为零，晶体不具有铁电性，称为非铁电相或顺电相在居里点以下，由 于存在自发极化， 晶体呈现铁电性， 为铁电相当晶体存在两个或多个铁电相时， 只有顺电—铁电相变的温度才称为居里点 在居里点附近由于温度变化， 极化现 象出现或消失 8、无对称中心的 20 种点群（除 432 点群外）的晶体会具有压电性， 为压电晶体 有 10 种点群的晶体具有唯一单向极轴，为热释电晶体 9、铁电：电控双折射、电控光散射等电控光闸原理是电控双折射效应而双 稳态光闸、二进位存贮器 等基于电控光散射——信息记录和读取中的应用 10、压电材料的预极化条件：陶瓷是由许多细小晶粒聚集在一起构成的多晶体， 烧结后是无规则排列， 在宏观上陶瓷材料表现为各向同性，结构上具有球面对称 的特征整个陶瓷对外不呈压电性 （自发排列，不表现电性 ）陶瓷主晶相是铁 电体，铁电体的自发极化方向可在外电场的作用下重新取向，通过外加直流电场 的极化处理，各个晶粒的自发极化轴沿着外电场方向取向，原来相互抵消的各个 晶粒本身所固有的压电效应便对外呈现出宏观的剩余极化这样，对烧结后的铁 电陶瓷在一定条件(即一定温度和时间 )施加强直流电场，将在电场方向显示出 一定的净极化强度， 烧结后的铁电陶瓷将由各向同性变为各向异性，铁。