熱學性能1、熱容熱容是分子或原子熱運動的能量隨溫度而變化的物理量，其定義是物體溫度升高1k所需要增加的能量2、金屬高聚物的熱容本質及比較大小高聚物多為部分結晶或無定形結構，熱容不一定符合理論式。大多數高聚物的比熱容在玻璃化溫度以下比較小，溫度升高至玻璃化轉變點時，分子運動單位發生變化，熱運動加劇，熱容出現階梯式變化。高分子材料的比熱容由化學結構決定，溫度升高，使鏈段振動加劇，而高聚物是長鏈，使之改變運動狀態較困難，因而需提供更多的能量。一般而言，高聚物的比熱容比金屬和無機材料大。3、熱膨脹的物理本質物體的體積或長度隨溫度的升高而增大的現象稱為熱膨脹。材料的熱膨脹是由于原子間距增大的結果，而原子間距是指晶格結點上原子振動的平衡位置間的距離。材料溫度一定時，原子振動但平衡位置保持不變，材料不隨溫度升高而發生膨脹；而溫度升高，振動中心右移，原子間距增大，材料產生熱膨脹。4、化學鍵對熱膨脹的影響材料的膨脹系數與化學鍵強度密切相關。對分子晶體而言，膨脹系數大；而由共價鍵相連接的材料，膨脹系數小的多。對于高聚物來說，長鏈分子中的原子沿鏈方向是共價鍵相連接的，近鄰分子間的相互作用是弱的范德華力，因此結晶高聚物和取向高聚物的熱膨脹具有很大的各向異性。5、從化學鍵角度比較高聚物的膨脹系數對于高聚物來說，長鏈分子中的原子沿鏈方向是共價鍵相連接的，近鄰分子間的相互作用是弱的范德華力，因此結晶高聚物和取向高聚物的熱膨脹具有很大的各向異性。6、熱膨脹與熔點、熱容的關系（1）熱膨脹與熔點的關系當固體晶體溫度升高至熔點時，原子熱運動將突破原子間結合力，使原有的固態晶體結構被破壞，物體從固態變成液態，所以，固態晶體的膨脹有極限值。因此，固態晶體的熔點越高，其膨脹系數就越低。（2）熱膨脹與熱容的關系熱膨脹是固體材料受熱以后晶格振動加劇而引起的容積膨脹，而晶格振動的激化就是熱運動能量的增大，每升高單位溫度時能量的增量也就是熱容的定義。7、奧氏體、鐵素體、馬氏體膨脹系數的比較A＞F＞Fe3C＞M8、合金元素對膨脹系數的影響簡單金屬與非鐵磁性金屬組成的單相均勻固溶體的膨脹系數介于兩組元膨脹系數之間，且隨溶質原子濃度的變化呈直線式變化；多相合金的膨脹系數僅取決于組成相的性質和數量，對各相大小、分布及形狀不敏感，介于各組成相膨脹系數之間。9、金屬、無機非金屬、高聚物的導熱機制（1）金屬中熱傳導是以自由電子導熱為主，合金熱傳導以自由電子導熱和聲子導熱為主；金屬材料的熱導率很大。對于晶體的無機非金屬，熱傳導主要是靠點陣振動，即聲子導熱為主，約為金屬熱傳導的三十分之一。高聚物的熱傳導以鏈段運動傳熱為主，而高分子鏈段運動比較困難，所以，其導熱能力較差。10、金屬中缺陷、雜質如何影響熱導率，為什么晶體中存在的各種缺陷和雜質會導致聲子的散射，降低聲子的平均自由程，使熱導率變小。固溶體的形成同樣也降低熱導率，而且溶質元素的質量和大小與溶劑元素相差愈大，取代后結合力改變愈大，則對熱導率的影響愈大。11、固溶體中溶質的含量及性質如何影響熱導率固溶體的形成同樣也降低熱導率，而且溶質元素的質量和大小與溶劑元素相差愈大，取代后結合力改變愈大，則對熱導率的影響愈大。12、抗熱沖擊斷裂抗熱沖擊斷裂：材料發生瞬時斷裂，抵抗這類破壞的性能稱為抗熱沖擊斷裂性。13、多相材料產生熱應力的原因材料由多相組成，則不同的相具有不同的膨脹系數，當溫度變化時，由于結構中各相膨縮的量不同而相互牽制產生熱應力。14、提高抗熱沖擊斷裂的措施①提高材料強度σ，減小彈性模量E，使σ/E提高。②提高材料的熱導率λ，使R'提高。③減小材料的熱膨脹系數α。也即產生的熱應力小。④減小表面熱傳遞系數h。⑤減小產品的有效厚度rm。15、差熱分析法以及對參比物的要求差熱分析法：在程序控制溫度下，將被測材料與參比物在相同條件下加熱或冷卻，測量試樣與參比物之間溫差(ΔT)隨溫度(T)時間(t)的變化關系。參比物要求：應為熱惰性物質，即在整個測試的溫度范圍內它本身不發生分解、相變、破壞，也不與被測物質產生化學反應同時參比物的比熱容，熱傳導系數等應盡量與試樣接近。16、熱重分析法熱重法就是在程序控制溫度下測量材料的質量與溫度關系的一種分析技術第二章導電性能1、超導體的兩個基本特性超導：在一定的低溫條件下材料突然失去電阻的現象稱為超導電性。兩個基本特性：完全導電性和完全抗磁性2、溫度影響金屬電阻的原因金屬電阻率隨溫度升高而增大，溫度升高會使離子振動加劇，熱振動振幅加大，原子的無序度增加，周期勢場的漲落也加大。這些因素都使電子運動的自由程減小，散射概率增加而導致電阻率增大。大多數金屬在熔化成液態時，其電阻率會突然增大約1.5~2倍，這是由于原子排列的長程有序被破壞，從而加強了對電子的散射，引起電阻增加。3、冷塑性變形對金屬電導率的影響冷加工變形使晶體點陣畸變和晶體缺陷增加，特別是空位濃度的增加，造成點陣電場的不均勻而加劇對電子散射的結果。若對冷加工變形的金屬進行退火，使它產生回復和再結晶，則電阻下降。再結晶生成的新晶粒的晶界增多，對電子運動的阻礙作用增強所造成的，晶粒越細，電阻越大。（回復退火可以顯著降低點缺陷濃度，因此使電阻率有明顯的降低。再結晶過程可以消除形變時造成的點陣畸變和晶體缺陷，所以再結晶可使電阻率恢復到冷變形前的水平。）4、固溶體對電導率的影響(1)固溶體組元濃度對電阻的影響一般情況下形成固溶體時合金的電導率降低，即電阻率增高。固溶體電阻率比純金屬高的主要原因是溶質原子的溶入引起溶劑點陣的畸變，破壞了晶格勢場的周期性，從而增加了電子的散射概率，使電阻率增大。同時，由于固溶體組元間化學相互作用（能帶、電子云分布等）的加強使有效電子數減少，也會造成電阻率的增高。(2)有序固溶體的電阻固溶體有序化對合金的電阻有顯著的影響，其影響作用體現在兩方面：一方面，固溶體有序化后，其合金組元間化學作用加強，電子結合比無序固溶體強，導致導電電子數減少而合金的剩余電阻增加；另一方面，晶體的離子電場在有序化后更對稱，從而減少對電子的散射，使電阻降低。綜合這兩方面，通常情況下第二個因素占優勢，所以有序化后，合金的電阻總體上是降低的。(3)不均勻固溶體(K狀態)的電阻當形成不均勻固溶體時，在固溶體點陣中只形成原子的偏聚，原子聚集區域的集合尺寸與電子波的波長相當(約1nm)，故可以強烈地散射電子波，提高了合金電阻率。5、形成金屬化合物對電導率的影響當兩種金屬原子形成化合物時，其合金電導率要比純組元的電導率低得多，這是因為組成化合物后，原子間的金屬鍵至少有一部分轉化為共價鍵或離子鍵，使有效電子數減少，導致電阻率增高。6、組元的電離勢差大小對電導率的影響組成化合物時，若兩組元給出價電子的能力相同，則所形成的化合物兩組元電導率就高，化合物本身具有金屬性質；相反，若化合物兩組元電離勢相差較大，即一組元給出的電子被另一組元所吸收，電導率就很低，往往表現出半導體性質。7、解釋P129圖4-28，4-29的變化（1）圖4-2820℃時效，隨時間變化，電阻升高；溫度提高至225攝氏度，電阻降低。低溫時效電阻升高是由于時效的初期溶質原子在鋁的晶體中發生偏聚，形成了不均勻固溶體，使導電電子發生散射的緣故。高溫時效電阻降低，則是由于從固溶體中析出了CuAl2相，降低了溶質含量，使溶劑點陣的對稱性得到了恢復。所以，從電阻的變化可以說明，鋁合金內部存在著不同組織狀態的變化。（2）圖4-29將5%銅的鋁合金淬火后在25℃下時效，則電阻升高；若在加熱到215℃保溫2-3min，則電阻將降低到接近淬火態的數值；若將其冷卻至25℃再進行時效，則電阻又再次升高；再加熱，又降低，如圖所示。這說明，在25℃時效所產生的原子聚集是不穩定的，當再次加熱到215℃時，這些不穩定的聚集原子又溶回到固溶體中，重新變為均勻的固溶體，這種現象稱為回歸現象。8、雙堿效應雙堿效應是指當玻璃中堿金屬離子總濃度大(占玻璃組成25%~30%)時，堿金屬離子總濃度相同的情況下，含兩種堿金屬離子比含一種堿金屬離子的玻璃電導率要小。當兩種堿金屬濃度比例適當時，電導率可以降到很低。9、壓堿效應壓堿效應是指含堿玻璃中加人二價金屬氧化物，特別是重金屬氧化物。使玻璃的電導率降低。（相應的陽離子半徑越大，這種效應越強.這是由于二價離子與玻璃中氧離子結合比較牢固，能嵌入玻璃網絡結構，以致堵住了遷移通道，使堿金屬離子移動困難，因而電導率降低。）10、三個熱電效應的概念，第一個熱電效應的物理本質（1）塞貝克效應：兩種下同的導體組成一個閉合回路時，若在兩接頭處存在溫度差，則回路中將有電勢及電流產生，這種現象稱為塞貝克效應。物理本質：接觸點的電勢與回路電勢之間的電勢差玻爾貼效應：當有電流通過兩個不同導體組成的回路時，除產生焦耳熱外，在兩接頭處還分別出現吸收或放出熱量Q的現象，Q稱為玻爾帖熱，此現象稱為玻爾帖效應。湯姆遜效應：當電流通過具有一定溫度梯度的導體時，除產生焦耳熱外，另有一橫向熱流流入或流出導體（即吸熱或放熱），此種熱電現象稱為湯姆遜效應。第三章介電性能1、電介質電介質就是指在電場作用下能建立極化的物質。2、極化電介質在電場作用下產生束縛電荷的現象稱為電介質的極化。3、四種極化機制包括電子的極化、離子的極化(又可分為位移極化和弛豫極化)、電偶極子取向極化、空間電荷極化。電子、離子位移極化：電子位移極化在外電場作用下，原子外圍的電子軌道相對于原子核發生位移，原子中的正、負電荷重心產生相對位移。離子位移極化離子在電場作用下偏移平衡位置的移動，相當于形成一個感生偶極矩。弛豫（松弛）極化：這種極化機制也是由外加電場造成的，但與帶電質點的熱運動狀態密切相關。極化是一種非可逆過程。取向極化：沿外場方向取向的偶極子數大于與外場反向的偶極子數，因此電介質整體出現宏觀偶極矩，這種極化稱為取向極化。空間電荷極化：混亂分布的空間電荷，在外電場作用下。趨向于有序化.即空間電荷的正負電荷質點分別向外電場的負、正極方向移動，從而表現為極化。4、壓電效應的條件壓電效應：對晶體在一些特定方向上加力，則在力的垂直方向的平面上出現正、負束縛電荷，這種現象為壓電效應。產生條件：（1）結構沒有對稱中心。（2）壓電體必須是電介質，其結構必須有帶正、負電荷的質點——離子或離子團存在。5、熱釋電的條件熱釋電性：晶體由于溫度作用而使共電極化強度變化，這就是熱釋電性。產生條件：（1）結構上具有極軸，沒有對稱中心（2）晶體具有自發極化（固有極化）的能力6、為什么有壓電效應不一定有熱釋電效應當壓電效應發生時，機械應力引起正、負電荷的重心產生相對位移，一般不同方向上位移大小不等，出現凈電偶極矩。而當溫度變化時，晶體受熱膨脹在各方向同時發生，并且在對稱方向上必定有相等的膨脹系數，即在這些方向上所引起的正、負電荷重心的相對位移相等，重合的現狀沒有隨溫度而改變，故沒有熱釋電現象。7、鐵電性鐵電性：晶體中其極化強度隨外加電場的變化而變化的性質。產生條件：鐵電體具有自發極化（電場極化），無對稱中心，有極軸和電滯回線。第四章磁學性能1、理解原子的固有磁距原子固有磁矩由電子的軌道磁矩和電子的自旋磁矩構成，電子繞原子核運動，產生軌道磁矩；電子的自旋也產生自旋磁矩。當電子層的各個軌道電子都排滿時，其電子磁矩相互抵消，這個電子層的磁矩總和為零。原子中如果有未被填滿的電子殼層，其電子的自旋磁矩未被抵消(方向相反的電子自旋磁矩可以互相抵消)，原子就具有“永久磁矩”。原子的固有磁矩如何產生：原子中有未填滿的電子層，自旋磁矩未被抵消2、P197圖6-2Br：剩余磁感應強度Hc：矯頑力Bs：飽和磁感應強度3、順磁性、抗磁性的來源(1)抗磁性：軌道運動的電子在外磁場作用下產生附加的且與外磁場反向的磁矩。產生原因：外加磁場作用下電子繞核運動所感應的附加磁矩造成的。(2)順磁性：材科的順磁性來源于原子的固有磁矩。產生原因：因為存在未填滿的電子層，原子存在固有磁矩，當加上外磁場時，為了降低靜磁能，原子磁矩要轉向外磁場方向，結果使總磁矩不為零而表現出磁性。4、軟磁、硬磁材料人們通常將矯頑力Hc很小而磁化率Χ很大的材料稱為“軟磁材料”，而將Hc很大而磁化率Χ較小的材料稱為“硬磁材料”5、磁疇在鐵磁材料中存在著許多自發磁化的小區域，我們把磁化方向一致的小區域，稱為磁疇。6、自發磁化及其產生原因在沒有外磁場的情況下，材料所發生的磁化稱為自發磁化。（1）從能量的角度：鐵磁性物質自發磁化是由于電子間的相互作用產生的。當兩個原子相接近時，電子云相互重疊，由于3d層和4s層的電子能量相差不大，因此它們的電子可以相互交換位置，迫使相鄰原子自旋磁矩產生有序排列。因交換作用所產生的附加能量成為交換能，用Eex表示。交換能的正負取決于A和，當A為正值(A>0)時，時，Eex為負最大值，即相鄰自旋磁矩同向平行排列時能量最低，即自發磁化；（當A為負值(A＜0).=180`，Eex為負最大值，即相鄰自旋磁矩反向平行排列時能量最低，即產生反磁性。）（2）交換能積分常數A與原子之間的距離a和未填滿電子殼層半徑r之比有如下關系：當a/r＞3時，A＞0，有自發磁化傾向。（當a/r＜3時，A＜0，這時自旋磁矩反向平行排列時能量最低）7、Pd、Fe都有未填滿電子層，為什么鐵是鐵磁性，Pd是順磁性？8、單疇顆粒如果組成材料的顆粒足夠小，以致整個顆粒可以在一個方向自發磁化到飽和，從而成為單個磁疇，這樣的顆粒稱為單疇顆粒。單疇顆粒的磁化特點：單疇顆粒中不存在疇壁，因而在技術磁化時不會有壁移過程，而只能依靠疇的轉動。具有低的磁導率和高的矯頑力。9、技術磁化的三個過程技術磁化是指在外磁場作用下鐵磁體從完全退磁狀態磁化至飽和狀態的內部變化過程。鐵磁物質的磁化可以分為三個階段：起始磁化階段、急劇磁化階段及緩慢磁化至飽和階段。起始磁化階段：在外加磁場的作用下，能態低的銳角疇擴大，能態高的鈍角疇縮小，是鐵磁體宏觀上表現出微弱的磁化，該過程是可逆的。急劇磁化階段：鈍角疇瞬時轉向與磁場成銳角的易磁化方向，發生巴克豪森跳躍，不可逆的。當所有的原子磁矩都轉向與磁場成銳角的易磁化方向后，晶體成為單疇。如果再增強磁場，磁矩將逐漸轉向外磁場H的方向。飽和狀態階段：當外磁場使磁疇的磁化強度矢量與外磁場方向一致（或基本上一致)時，磁化達到飽和，稱為磁飽和狀態，此過程是可逆的。10、提高剩余磁化強度Mr的措施①使材料的易磁化方向與外磁場方向一致；②進行磁場熱處理。11、提高矯頑力Hc的措施要提高材料的磁矯頑力，必須增加壁移的阻力：①提高磁致伸縮系數λs②設法使材料產生內應力σ③增加雜質的濃度β和彌散度δ/d④選擇K值較高而Ms值較低的材料12、用雜質理論分析技術磁化的三個過程從能量角度考慮，在無外磁場作用時，疇壁如果位于雜質處，疇壁就要被雜質穿孔而減少疇壁總面積，因此疇壁能低。如果施加磁場使疇壁移動離開這個位置，疇壁的面積就要增大，導致疇壁能量的增高，給疇壁遷移造成阻力。13、磁致伸縮效應當鐵磁體在磁場中被磁化時，由于原子磁矩有序排列，電子間的相互作用，導致原子間距的自發調整過程而使其尺寸和形狀發生改變。P219圖6-41（冷加工變形量對純鐵磁性能的影響）磁導率μm，隨形變量的增加而下降，而矯頑力Hc則相反。剩余磁感應強度Br，在臨界變形度下(約5%-8%)急劇下降，而在臨界變形度以上則隨形變量的增加而增加。晶粒細化對磁性的影響和塑性變形的作用相似，晶粒越細，則矯頑力和磁滯損耗越大，而磁導率越小。形變影響原因：在臨界變形度以下，只有少量晶粒發生了塑性變形，整個晶體的應力狀態比較簡單，沿鐵絲軸向應力狀態有利于磁疇在去磁后的反向可逆轉動而使Br降低；在臨界變形度以下，晶體中大部分晶粒參與形變，應力狀態復雜，內應力增加明顯，不利于磁疇在去磁后的反向可逆轉動，因而使Br隨形變量的增加而增加。冷塑性變形不影響飽和磁化強度。15、坡莫合金合金成分、磁性能特點WNi=78%，μ最大，λs、K趨于016、超交換通過夾在磁性離子間的氧離子形成的間接交換作用，稱為超交換作用。17、間隙固溶體磁性能特點Hc、u隨溶質原子濃度的增加，Hc增加，而μ、Br降低，且在低濃度時貼別顯著。18、鐵磁金屬與順磁、抗磁金屬組成金屬化合物為順磁性的原因主要是因為這些順磁或抗磁金屬的4s電子進入鐵磁金屬未填滿的3d殼層，因為使鐵磁金屬Ms降低，表現為順磁性。鐵磁金屬與非金屬所組成的化合物Fe3O4,FeSi2,FeS等均呈亞鐵磁性，即兩相鄰原子的自旋磁矩反平行排列，而又沒有完全抵消。而Fe3C和Fe4N則為弱鐵磁性。鐵磁金屬與非金屬組成為亞鐵磁性的原因兩相鄰原子的自旋磁矩反平行排列，而又沒有完全抵消。鋼中奧氏體、鐵素體、Fe3C各是什么磁性A：順磁性F：順磁性Fe3C：弱鐵磁性M：鐵磁性第五章光學性能1、介質的折射率為何大于1（n=c/vv為何變慢）當光的電磁場作用到介質上時，介質的原子受到外加電場的作用而極化，正電荷沿著電場方向移動，負電荷沿著反電場方向移動，這樣正負電荷的中心發生相對位移。外電場越強，原子正負電荷中心距離越大。由于這種光波電磁場和介質原子的電子體系的相互作用而產生的極化，“拖住”了電磁波的步伐，使光波的傳播速度減少。2、雙折射當光通過除立方晶體以外的其他品型介質時，一般都要分為振動方向和互垂直、傳播速度不等的兩個波，它們分別形成兩條折射光線，這個現象稱為雙折射。3、決定反射的因素光的反射：指光在傳播到不同物質時，在分界面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象。R=((n21-1)/(n21+1))2在垂直入射的情況下，光在界面上反射的多少取決于兩種介質的相對折射率n21，如果n1和n2相差很大，那么界面反射損失就嚴重。如果n1等于n2，幾乎沒有反射損失。由許多塊玻璃組成透鏡系統。反射損失更可觀。為了減小這種界面損失，常常采用折射率和玻璃相近的膠將它們粘起來，這樣，除了最外和最內的表面是玻璃和空氣的相對折射率外，內部各界面都是玻璃和膠的較小的相對折射率，從而大大減小了界面的反射損失。4、光吸收、均勻吸收、選擇性吸收光的吸收：光是一種能量流，在光通過物質傳播時，會引起物質的價電子躍遷或使原子振動，從而使光能的一部分轉變為熱能，導致光能的衰減，這種現象稱為光的吸收。選擇吸收：同一物質對各種波長的光吸收程度不一樣，有的波長的光吸收系數可以非常大，而對另一波長的吸收系數又可以非常小。均勻吸收：介質在可見光范圍對各種波長的吸收程度相同。5、P80圖3-4（金屬材料、半導體、電介質產生吸收峰的原因）（1）金屬對光能吸收很強烈，這是因為金屬的價電子處于未滿帶，吸收光子后即呈激發態，用不著躍遷到導帶即能發生碰撞而發熱。（2）半導體的禁帶比較窄，吸收可見光的能量就足以躍遷。（3）電介質的禁帶寬，可見光的能量不足以使它躍遷，所以可見光區沒有吸收峰。紫外光區能量高于禁帶寬度，可以使電介質發生躍遷，從而出現吸收峰。電介質在紅外區也有一個吸收峰，這是因為離子的彈性振動與光子輻射發生諧振消耗能量所致。6、散射及其產生原因散射：材料中如果有光學性能不均勻的結構，例如含有透明小粒子，光性能不同的晶界相、氣孔或其他夾雜物，都會引起一部分光束偏離原來的傳播方向而向四面八方散開來，這種現象稱為散射。產生原因：光波遇到不均勻結構產生的次級波，與主波方向不一致，與主波合成出現干涉現象，使光偏離原來的方向，從而引起散射。7、彈性散射與非彈性散射的區分彈性散射：光的波長(或光子能量)在散射前后不發生變化的，稱為彈性散射。非彈性散射：當光束通過介質時，人射光子與介質發生非彈性碰撞，使散射光的波長(或頻率)發生改變，這種散射稱為非彈性散射。與彈性散射相比，非彈性散射通常要弱幾個數量級，常常被忽略。8、從波動理論、能量觀點解釋紅移、藍移（1）從波動觀點來看，光的非彈性散射機制是光波電磁場與介質內微觀粒子固有振動之間的耦合，從而激發介質微觀結構的振動或導致振動的消失，以致散射光波頻率相應出現“紅移”〔頻率降低〕或“藍移”(頻率增高)。（2）從能量觀點來看，可用簡單的能級躍遷圖表示。圖a表示瑞利散射過程，圖b可表示紅移過程，圖c表示藍移過程。分子從虛能級向下躍遷時回到了較高能級E2，并伴隨一個光子發射，這個光子的頻率與入射光子頻率相比“紅移”了v，其數值相當于兩個能級的能量差。如果介質分子原來處于較高能級E2，在吸收頻率為v0的入射光子躍遷到一個較高的虛級后，分子向回躍遷到了低能級E1，并同時發射了一個頻率藍移的散射光子。9、色散材料的折射率隨入射光的頻率的減小(或波長的增加)而減小的性質，稱為材料的色散。10、受激輻射、自發輻射的特征與區別自發輻射過程是指，如果原子已經處于高能級，那么它就可能自發、獨立地向低能級躍遷并發射一個光子，其能量為:hν=E2-E1。各個原子發射的自發輻射光子，除了能量(頻率)受上式限制外，其發射方向和偏振態都是隨機和無規的。受激輻射過程是，當一個能量滿足hν=E2-E1的光子趨近高能級E2的原子時，人射的光子誘導高能級原子發射一個和自己性質完全相同的光子來。受激輻射的光子和人射光子具有相同的頻率、方向和偏振狀態。11、激活介質的作用實現粒子數反轉的介質，具有對光的放大作用12、激光材料是如何構成的激光材料由基質和激活離子組成。基質的作用主要是為激活離子（發光中心）提供一個合適的晶格場，使之產生受激發射，應用最廣的基質是氧化物及氟化物晶體，如Al2O3、Y3Al5O15、YAlO3、BaF、SrF、YLiF等；作為發光中心的少量摻雜離子稱為激活離子，主要是過度族金屬離子、三價稀土離子等。紅寶石（CrAl2O3）加工好的紅寶石激光器呈棒狀，兩端面平行，靠近兩個端面各放置一面鏡子，以便使一些自發發射的光通過激光棒來回反射。其中一個鏡子起完全反射的作用，另一個鏡子只是部分反射。當沿著激光棒的長度方向用氙閃光燈照射時，大部分閃光的能量以熱的形式散失，一小部分被激光棒吸收，Cr3+的d電子可以從4A2基態激發到4F1和4F2激發態。這些激發態壽命很短(10-9s)，通過無輻射躍遷迅速衰變，降到2E能級。2E激發態的壽命很長，約為5x10-3s，這表明有足夠的時間形成位子數反轉。然后由2E能級躍遷返回基態，多余的能量以激光形式釋放出來，于是產生了激光。第六章彈性變形與內耗1、晶體結構材料與高彈態聚合物的物理本質(1)原晶體結構克服原子