本書為“新材料計量檢測標(biāo)準(zhǔn)叢書”的一個分冊。
本叢書所述新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。隨著產(chǎn)品設(shè)計日益精確，設(shè)計余量不斷減少，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能更加一體化，材料與器件更加集成化、微型化；高性能產(chǎn)品對材料特性的需求日益明顯，需采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、物質(zhì)和檢測方法準(zhǔn)確計量新材料的結(jié)構(gòu)和特性，同時需要培養(yǎng)GJ和浙江省新材料戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)和質(zhì)檢行業(yè)的人才。
本叢書主要是論述新材料在設(shè)計、研發(fā)、制造及應(yīng)用等階段的計量技術(shù)，通過計量技術(shù)實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量，為提升新材料的產(chǎn)品質(zhì)量提供支撐。
本叢書作者均為中國計量大學(xué)材料學(xué)院教師，新材料計量是他們學(xué)院的優(yōu)勢方向，這也為本書內(nèi)容質(zhì)量提供了保障。
本分冊為《功能材料計量與質(zhì)量管理》。世界范圍內(nèi)的計量領(lǐng)域正面臨以量子計量為基礎(chǔ)的自然基準(zhǔn)取代實物基準(zhǔn)的重大技術(shù)革命，這將對各個領(lǐng)域的測量技術(shù)及精度產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本書宗旨是讓材料類專業(yè)的學(xué)生學(xué)會功能材料研發(fā)相關(guān)的計量學(xué)的發(fā)展、計量學(xué)基礎(chǔ)知識、功能材料計量以及質(zhì)量管理的知識，進(jìn)一步提升學(xué)生對功能材料計量的工作原理和質(zhì)量管理方法的理解，增強學(xué)生對功能材料計量與質(zhì)量工作的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的計量質(zhì)量意識，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。
全教材內(nèi)容共8章，第1章到第5章論述了功能材料計量。主要包括計量學(xué)概念及其發(fā)展，使讀者了解計量的定義、起源、發(fā)展和重要性。介紹了計量單位，使讀者了解單位制、國際單位制、基本物理常數(shù)和單位的量子基準(zhǔn)。介紹量值傳遞與溯源，使讀者了解計量基準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)、測量器具、量值傳遞與溯源、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和測量不確定度等。介紹功能材料計量，使讀者了解功能材料概念與分類、十大專業(yè)計量、功能材料計量的內(nèi)容、功能材料計量檢測、測量不確定度評定和功能材料計量的應(yīng)用實例等。第6章至第8章論述了質(zhì)量管理，主要包括質(zhì)量管理概論、質(zhì)量控制技術(shù)和質(zhì)量管理體系，使讀者了解質(zhì)量與質(zhì)量管理的基本知識和原理、質(zhì)量管理技術(shù)方法和質(zhì)量管理體系等。
通過學(xué)習(xí)本書，計量學(xué)零基礎(chǔ)的讀者可以更好地了解計量學(xué)的發(fā)展史、計量的意義，以及Cs原子鐘的概念原理等，是一本集計量與質(zhì)量管理的綜合性教材。
計量是GJ質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施的重要要素之一,發(fā)揮著基礎(chǔ)性的技術(shù)支撐作用。計
量是指實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動。計量是科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ),沒有計量就沒
有科學(xué)。計量涉及國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的各個領(lǐng)城、各個方面,是一個GJ和地區(qū)核
心競爭力的重要標(biāo)志之一。新材料作為我國七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),是我國實現(xiàn)從工
業(yè)大國向工業(yè)強國轉(zhuǎn)型的基本保障。新材料是指具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和特殊
性質(zhì)的功能材料,如高端金屬結(jié)構(gòu)材料、磁光電功能材料、新能源材料等,有著廣闊
的市場前景和重大需求。功能材料計量是指應(yīng)用測量技術(shù)確定功能材料的固有內(nèi)
在特性和外延特性,包括組分特性、微觀結(jié)構(gòu)特性和物理、化學(xué)性能的表征與測量
的科學(xué)。
質(zhì)量發(fā)展是興國之道,強國之策。質(zhì)量反映一個GJ的綜合實力, 是企業(yè)和產(chǎn)業(yè)核
心競爭力的體現(xiàn),也是GJ文明程度的體現(xiàn);是科技創(chuàng)新、資源配置、勞動者素質(zhì)等因素
的集成,又是法治環(huán)境、文化教育、誠信建設(shè)等方面的綜合反映。質(zhì)量強國已成為GJ
戰(zhàn)略,提升全民質(zhì)量素養(yǎng)是質(zhì)量強國戰(zhàn)略的重要基石,全面的質(zhì)量提升必然要求強化全
民的質(zhì)量意識和素養(yǎng)作為思想引領(lǐng)。
為了材料類專業(yè)的學(xué)生更好地了解計量的發(fā)展和在功能材料中的應(yīng)用以及質(zhì)量
的重要性,掌握必備的計量及其發(fā)展、計量技術(shù)、功能材料計量以及質(zhì)量等方面的基
礎(chǔ)知識,進(jìn)一步鞏固功能材料計量的工作原理和質(zhì)量管理方法,增強對功能材料計量
與質(zhì)量管理工作的認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生的計量和質(zhì)量意識、分析和解決問題的能力,編者
在充分搜集有關(guān)計量及其技術(shù)、功能材料計量和質(zhì)量管理方面文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,編
寫了本書。
本書是根據(jù)中國計量大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)計劃和“功能材料計量與質(zhì)量
管理”課程教學(xué)大綱要求編寫的。本書是材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門主干課程,其宗旨
是讓學(xué)生在計量技術(shù)和質(zhì)量等基礎(chǔ)學(xué)習(xí)之上,對材料科學(xué)與工程專業(yè)涵蓋的內(nèi)容,特別
是功能材料計量和質(zhì)量管理有深入的了解和學(xué)習(xí)。
全書內(nèi)容共8章,第1章到第5章為功能材料計量,主要包括計量學(xué)概念及其發(fā)
展,使讀者了解計量的定義、起源、發(fā)展和重要性;介紹了計量單位,使讀者了解單位
制、國際單位制、基本物理常數(shù)和單位的量子基準(zhǔn);介紹量值傳遞與溯源,使讀者了解
計量基準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)、測量器具、量值傳遞與溯源、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和測量不確定度等;介紹
功能材料計量,使讀者了解功能材料概念與分類、十大專業(yè)計量、功能材料計量的內(nèi)
容、功能材料計量檢測測量不確定度評定和功能材料計量的應(yīng)用實例等。第6章至
第8章為質(zhì)量管理,主要包括質(zhì)量管理概論、質(zhì)量控制技術(shù)和質(zhì)量管理體系,使讀者
了解質(zhì)量與質(zhì)量管理的基本知識和原理、質(zhì)量管理技術(shù)方法和質(zhì)量管理體系等。本
書每章后都留有一定量的習(xí)題,這些習(xí)題是為了鞏固每章知識點和檢驗知識掌握程度
而設(shè)置的。
本書由中國計量大學(xué)王疆瑛任主編,由中國計量大學(xué)張景基和衛(wèi)國英任副主編。
具體編寫分工如下:第1章、第2章、第5章、第6章由王疆瑛編寫,第3章、第7章由
張景基編寫。第4章、第8章由衛(wèi)國英編寫,全書由王疆瑛統(tǒng)稿。
本書得到浙江省普通高�！笆濉毙滦螒B(tài)教材項目和中國計量大學(xué)GJ一流專業(yè)
材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)資助,特此感謝。
本書可作為高等學(xué)校材料類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科或研究生的教材,內(nèi)容取舍受到
學(xué)時的限制,對于本書未涉及的內(nèi)容,有興趣的讀者可查閱所列的參考資料。
限于作者的知識水平,錯誤和不當(dāng)之處在所難免,敬請廣大讀者不吝指正。
王疆瑛，教授，博士，現(xiàn)任中國計量大學(xué)材化學(xué)院副院長。2001年3月至2004年11月，同濟(jì)大學(xué)信息材料與器件專業(yè)，獲得材料學(xué)博士學(xué)位；2005年1月至今，在中國計量大學(xué)材化學(xué)院工作。主持和參與GJ自然科學(xué)基金項目、浙江省科技計劃項目、浙江省自然科學(xué)基金項目以及企業(yè)合作項目等多個項目，曾獲得新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎、浙江省科學(xué)技術(shù)獎二等獎以及浙江省高等教育教學(xué)成果二等獎，在國際重要期刊《Solar Energy Materials and Solar Cells》《Journal of Alloys and Compounds》《Journal Materials Research》《Materials Research Bulletin》等發(fā)表SCI收錄論文40余篇，獲得GJ發(fā)明專利6項，出版教材1部。講授《材料物理基礎(chǔ)》、《質(zhì)量管理學(xué)》《材料工程基礎(chǔ)》等課程。
第one篇 功能材料計量
第1章 計量概念及其發(fā)展 ……………………………………………………………… 1
1.1 計量學(xué)的定義 ……………………………………………………………………… 2
1.2 計量的產(chǎn)生與發(fā)展 ………………………………………………………………… 4
1.2.1 計量的起源 …………………………………………………………………… 5
1.2.2 計量的發(fā)展 …………………………………………………………………… 6
1.2.3 計量的重要性 ………………………………………………………………… 8
1.2.4 計量的發(fā)展趨勢 ……………………………………………………………… 9
【思考題與習(xí)題】
第2章 計量單位 ………………………………………………………………………… 12
2.1 量和量值…………………………………………………………………………… 12
2.1.1 量的定義……………………………………………………………………… 12
2.1.2 量值…………………………………………………………………………… 13
2.1.3 量制與量綱…………………………………………………………………… 14
2.2 單位和單位制 …………………………………………………………………… 14
2.2.1 單位…………………………………………………………………………… 14
2.2.2 單位制………………………………………………………………………… 15
2.3 國際單位制………………………………………………………………………… 15
2.3.1 國際單位制的形成…………………………………………………………… 15
2.3.2 國際單位制及其單位………………………………………………………… 16
2.3.3 國際單位制的特點…………………………………………………………… 17
2.3.4 法定計量單位與應(yīng)用………………………………………………………… 18
2.4 基本物理常數(shù)……………………………………………………………………… 24
2.5 單位的量子基準(zhǔn)…………………………………………………………………… 28
【思考題與習(xí)題】………………………………………………………………………… 30
第3章 量值傳遞與溯源和測量
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