本书为“新材料计量检测标准丛书”的一个分册。


本丛书所述新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。随着产品设计日益精确，设计余量不断减少，产品结构功能更加一体化，材料与器件更加集成化、微型化；高性能产品对材料特性的需求日益明显，需采用标准设备、物质和检测方法准确计量新材料的结构和特性，同时需要培养GJ和浙江省新材料战略性产业和质检行业的人才。


本丛书主要是论述新材料在设计、研发、制造及应用等阶段的计量技术，通过计量技术实现单位统一和量值准确可靠的测量，为提升新材料的产品质量提供支撑。


本丛书作者均为中国计量大学材料学院教师，新材料计量是他们学院的优势方向，这也为本书内容质量提供了保障。





本分册为《功能材料计量与质量管理》。世界范围内的计量领域正面临以量子计量为基础的自然基准取代实物基准的重大技术革命，这将对各个领域的测量技术及精度产生深远影响。本书宗旨是让材料类专业的学生学会功能材料研发相关的计量学的发展、计量学基础知识、功能材料计量以及质量管理的知识，进一步提升学生对功能材料计量的工作原理和质量管理方法的理解，增强学生对功能材料计量与质量工作的认识，培养学生的计量质量意识，培养学生分析和解决问题的能力。
全教材内容共8章，第1章到第5章论述了功能材料计量。主要包括计量学概念及其发展，使读者了解计量的定义、起源、发展和重要性。介绍了计量单位，使读者了解单位制、国际单位制、基本物理常数和单位的量子基准。介绍量值传递与溯源，使读者了解计量基准、计量标准、测量器具、量值传递与溯源、标准物质和测量不确定度等。介绍功能材料计量，使读者了解功能材料概念与分类、十大专业计量、功能材料计量的内容、功能材料计量检测、测量不确定度评定和功能材料计量的应用实例等。第6章至第8章论述了质量管理，主要包括质量管理概论、质量控制技术和质量管理体系，使读者了解质量与质量管理的基本知识和原理、质量管理技术方法和质量管理体系等。

通过学习本书，计量学零基础的读者可以更好地了解计量学的发展史、计量的意义，以及Cs原子钟的概念原理等，是一本集计量与质量管理的综合性教材。

计量是GJ质量基础设施的重要要素之一,发挥着基础性的技术支撑作用。计
量是指实现单位统一、量值准确可靠的活动。计量是科学技术的基础,没有计量就没
有科学。计量涉及国民经济和社会发展的各个领城、各个方面,是一个GJ和地区核
心竞争力的重要标志之一。新材料作为我国七大战略性新兴产业,是我国实现从工
业大国向工业强国转型的基本保障。新材料是指具有优异性能的结构材料和特殊
性质的功能材料,如高端金属结构材料、磁光电功能材料、新能源材料等,有着广阔
的市场前景和重大需求。功能材料计量是指应用测量技术确定功能材料的固有内
在特性和外延特性,包括组分特性、微观结构特性和物理、化学性能的表征与测量
的科学。
质量发展是兴国之道,强国之策。质量反映一个GJ的综合实力, 是企业和产业核
心竞争力的体现,也是GJ文明程度的体现;是科技创新、资源配置、劳动者素质等因素
的集成,又是法治环境、文化教育、诚信建设等方面的综合反映。质量强国已成为GJ
战略,提升全民质量素养是质量强国战略的重要基石,全面的质量提升必然要求强化全
民的质量意识和素养作为思想引领。
为了材料类专业的学生更好地了解计量的发展和在功能材料中的应用以及质量
的重要性,掌握必备的计量及其发展、计量技术、功能材料计量以及质量等方面的基
础知识,进一步巩固功能材料计量的工作原理和质量管理方法,增强对功能材料计量
与质量管理工作的认识,培养学生的计量和质量意识、分析和解决问题的能力,编者
在充分搜集有关计量及其技术、功能材料计量和质量管理方面文献资料的基础上,编
写了本书。
本书是根据中国计量大学材料科学与工程专业教学计划和“功能材料计量与质量
管理”课程教学大纲要求编写的。本书是材料科学与工程专业的一门主干课程,其宗旨
是让学生在计量技术和质量等基础学习之上,对材料科学与工程专业涵盖的内容,特别
是功能材料计量和质量管理有深入的了解和学习。
全书内容共8章,第1章到第5章为功能材料计量,主要包括计量学概念及其发
展,使读者了解计量的定义、起源、发展和重要性;介绍了计量单位,使读者了解单位
制、国际单位制、基本物理常数和单位的量子基准;介绍量值传递与溯源,使读者了解
计量基准、计量标准、测量器具、量值传递与溯源、标准物质和测量不确定度等;介绍
功能材料计量,使读者了解功能材料概念与分类、十大专业计量、功能材料计量的内
容、功能材料计量检测测量不确定度评定和功能材料计量的应用实例等。第6章至
第8章为质量管理,主要包括质量管理概论、质量控制技术和质量管理体系,使读者
了解质量与质量管理的基本知识和原理、质量管理技术方法和质量管理体系等。本
书每章后都留有一定量的习题,这些习题是为了巩固每章知识点和检验知识掌握程度
而设置的。
本书由中国计量大学王疆瑛任主编,由中国计量大学张景基和卫国英任副主编。
具体编写分工如下:第1章、第2章、第5章、第6章由王疆瑛编写,第3章、第7章由
张景基编写。第4章、第8章由卫国英编写,全书由王疆瑛统稿。
本书得到浙江省普通高校“十三五”新形态教材项目和中国计量大学GJ一流专业
材料科学与工程专业建设资助,特此感谢。
本书可作为高等学校材料类专业及相关专业本科或研究生的教材,内容取舍受到
学时的限制,对于本书未涉及的内容,有兴趣的读者可查阅所列的参考资料。
限于作者的知识水平,错误和不当之处在所难免,敬请广大读者不吝指正。

王疆瑛，教授，博士，现任中国计量大学材化学院副院长。2001年3月至2004年11月，同济大学信息材料与器件专业，获得材料学博士学位；2005年1月至今，在中国计量大学材化学院工作。主持和参与GJ自然科学基金项目、浙江省科技计划项目、浙江省自然科学基金项目以及企业合作项目等多个项目，曾获得新疆维吾尔自治区科技进步二等奖、浙江省科学技术奖二等奖以及浙江省高等教育教学成果二等奖，在国际重要期刊《Solar Energy Materials and Solar Cells》《Journal of Alloys and Compounds》《Journal Materials Research》《Materials Research Bulletin》等发表SCI收录论文40余篇，获得GJ发明专利6项，出版教材1部。讲授《材料物理基础》、《质量管理学》《材料工程基础》等课程。

第one篇 功能材料计量
第1章 计量概念及其发展 ……………………………………………………………… 1
1.1 计量学的定义 ……………………………………………………………………… 2
1.2 计量的产生与发展 ………………………………………………………………… 4
1.2.1 计量的起源 …………………………………………………………………… 5
1.2.2 计量的发展 …………………………………………………………………… 6
1.2.3 计量的重要性 ………………………………………………………………… 8
1.2.4 计量的发展趋势 ……………………………………………………………… 9
【思考题与习题】
第2章 计量单位 ………………………………………………………………………… 12
2.1 量和量值…………………………………………………………………………… 12
2.1.1 量的定义……………………………………………………………………… 12
2.1.2 量值…………………………………………………………………………… 13
2.1.3 量制与量纲…………………………………………………………………… 14
2.2 单位和单位制 …………………………………………………………………… 14
2.2.1 单位…………………………………………………………………………… 14
2.2.2 单位制………………………………………………………………………… 15
2.3 国际单位制………………………………………………………………………… 15
2.3.1 国际单位制的形成…………………………………………………………… 15
2.3.2 国际单位制及其单位………………………………………………………… 16
2.3.3 国际单位制的特点…………………………………………………………… 17
2.3.4 法定计量单位与应用………………………………………………………… 18
2.4 基本物理常数……………………………………………………………………… 24
2.5 单位的量子基准…………………………………………………………………… 28
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 30
第3章 量值传递与溯源和测量