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第一章 陶瓷材料的结构 1

1.1 晶系、布拉维晶胞 1

《应用物理学丛书》出版说明 1

1.2 元素的晶体结构 4

1.2.1 概述 4

1.2.2 配位数及配位多面体 13

1.2.3 Pauling规律 13

1.3 简单密堆积结构--立方密堆积(ccp)和六方密堆积(hcp) 14

1.4 结合力的一般性质 16

1.5 晶体键合类型 19

1.5.1 离子晶体 19

1.5.4 分子晶体 20

1.5.5 氢键晶体 20

1.5.2 共价晶体 20

1.5.3 金属晶体 20

1.6 几种典型晶体结构 21

1.6.1 金刚石结构 21

1.6.2 石墨结构 22

1.6.3 NaCl型结构 22

1.6.4 CsCl型结构 22

1.6.5 闪锌矿型结构 23

1.6.6 纤锌矿型结构 24

1.6.7 萤石型结构 24

1.6.8 金红石型结构 25

1.6.10 尖晶石型结构 26

1.6.9 刚玉型结构 26

1.6.11 钙钛矿 27

参考文献 44

第二章 陶瓷中的缺陷 45

2.1 点缺陷 45

2.1.1 本征与非本征缺陷 45

2.1.2 描述缺陷的符号和单位 46

2.1.3 缺陷的化学反应表达式 48

2.1.4 电子结构与无序 50

2.1.5 缺陷缔合与淀析 53

2.2.1 位错 57

2.2 线缺陷和面缺陷 57

2.2.2 晶界 61

2.3 氧化物陶瓷中的缺陷 63

2.3.1 石盐结构型氧化物 64

2.3.2 萤石结构型氧化物 65

2.3.3 钙钛矿结构型氧化物 66

2.4 半导体中的点缺陷和扩散 67

2.4.1 扩散机理 67

2.4.2 硅 69

2.4.3 砷化镓 69

2.4.4 Laplace缺陷谱研究方法 70

2.5.1 孪晶界 71

2.5 氧化物超导体中的缺陷 71

2.5.2 氧/空位有序结构 72

2.5.3 晶界 73

2.6 过渡金属碳化物陶瓷 74

2.6.1 非化学计量的化学键特性 74

2.6.2 非化学计量碳化物固溶体 76

2.7 陶瓷中的氧缺陷 77

2.7.1 氧化锆陶瓷中的氧空位 78

2.7.2 氮化铝陶瓷中的氧缺陷 79

2.8 缺陷工程 80

2.8.1 单晶硅基片的缺陷工程 80

2.8.3 异质结构和异质外延 81

2.8.2 砷化镓的缺陷工程 81

2.8.4 陶瓷的固溶烧结技术 83

参考文献 84

第三章 陶瓷材料的扩散与电导 86

3.1 连续扩散动力学 86

3.1.1 原子扩散过程 86

3.1.2 Fick定律 87

3.2 原子迁移和扩散系数 89

3.3 扩散的热力学行为 90

3.3.1 热力学过程 90

3.3.2 扩散微观过程 93

3.4.1 MgO中的扩散 95

3.4 几种氧化物材料的扩散现象 95

3.4.2 过渡金属氧化物中的扩散 97

3.5 电导率 100

3.5.1 固体的能带结构 101

3.5.2 电导率和迁移率的一般表达式 102

3.5.3 扩散与离子电导 103

3.5.4 氧化钴和氧化镍：p型电子导体 106

3.6 高温超导材料正常态的电阻率 108

3.6.1 Pr掺杂对Y1-xPrxBa2Cu3O7-8体系的超导电性及正常态输运性质的影响 108

3.6.2 氧含量的变化对Bi2Sr2CaCu2O8+x单晶正常态电阻率的影响 113

3.6.3 Gd掺杂对Bi2Sr2Ca1-xGdxCu2Oy单晶载流子浓度和各向异性电阻率的影响 118

3.6.4 磁场对输运行为及临界电流的影响 120

3.7 锰氧化物的巨磁电阻效应 131

3.7.1 磁电阻 133

3.7.2 热电效应 134

3.7.3 CMR效应的理论解释 136

3.7.4 掺杂等条件对CMR材料性能的影响 137

参考文献 148

第四章 陶瓷的相图 152

4.1 热力学与相平衡 152

4.1.1 热力学基本定律 152

4.1.2 自由能与相平衡 154

4.1.3 自由能与成分 155

4.2 单组元体系相图 158

4.2.1 压力-温度图 158

4.1.4 相律 158

4.2.2 Clausius-Clapeyron公式 160

4.3 二元相图 161

4.3.1 二元相图的基本类型与不变体系反应 161

4.3.2 相图中的谬误 165

4.3.3 无限固溶 166

4.3.4 有限固溶 166

4.3.5 中间化合物 171

4.3.6 包晶相图和异元熔化 171

4.3.7 亚稳固相平衡 173

4.3.8 固相线和液相线温度 176

4.3.9 可变原子价体系：Fe-O二元系 177

4.3.10 SiO2-Al2O3系相图 179

4.3.11 含ZrO2的二元系相图 179

4.3.12 部分其他二元相图 182

4.3.13 二元杠杆定律的应用 185

4.3.14 相图与自由能-成分图之间的关系 186

4.4 三元相图的特征 187

4.4.1 三元相图的构成 187

4.4.2 三元系截面图 190

4.4.3 投影状态图 191

4.4.4 SiO2-Al2O3-“FeO”三元系 192

4.4.5 初相区 193

4.4.7 边界曲线及等温线 195

4.4.6 同元和异元熔化化合物 195

4.4.8 三元恒定点 196

4.4.9 相容三角形 197

4.4.10 固相线面温度 198

4.4.11 液-液不相溶性 198

4.5 三元相图的运用 199

4.5.1 由三元相图构造二元相图 199

4.5.2 三元杠杆定律 207

4.6 加热与冷却时的反应 210

4.6.1 三元共晶反应 210

4.6.2 三元包晶反应 212

4.6.3 加热时的反应 213

4.6.4 平衡结晶路径 224

4.6.5 伴有部分再吸收的结晶 229

4.6.6 非平衡结晶 232

4.6.7 其他三元相图举例 234

4.7 可置换式盐化合物相图 237

参考文献 243

第五章 先进陶瓷材料制备科学技术 245

5.1 先进陶瓷材料制备工艺特点 245

5.1.1 不同现代材料制备工艺过程与特点 245

5.1.2 传统陶瓷材料制备工艺简介 246

5.1.3 现代陶瓷材料制备工艺特点与重要性 247

5.1.4 现代先进陶瓷制备工艺过程分解 248

5.1.5 其他现代无机非金属材料制备工艺过程简介 250

5.2 化学法粉体制备科学技术 252

5.2.1 粉体对现代陶瓷材料制备的重要性 252

5.2.2 溶液法 255

5.2.3 固相与气相法 258

5.2.4 纳米氧化锆粉体化学法制备与晶粒生长规律 259

5.2.5 粉体团聚性质 265

5.2.6 氧化锆/氧化铝复相粉体制备与性能 273

5.3 固相烧结理论 279

5.3.1 烧结阶段的划分及相关理论回顾 279

5.3.2 固相烧结过程中的热力学问题 281

5.3.3 烧结中期气孔稳定性模型 283

5.3.4 烧结中期气孔的显微结构模型 286

5.3.5 烧结中期致密化方程 289

5.3.6 烧结后期致密化方程 293

5.3.7 有关问题讨论 294

5.3.8 新致密化方程的意义及其与Coble理论比较 307

5.4 固相烧结中期晶粒生长与致密化关系 309

5.4.1 晶粒生长与致密化的关系 310

5.4.2 颗粒堆积体的粗化与致密化的关系 320

5.4.3 物质传输的扩散途径 322

5.4.4 超细氧化锆素坯烧结过程中粗化与致密化关系 324

5.5 固相烧结后期晶粒生长与显微结构发展 340

5.5.1 致密单相晶粒生长动力学 341

5.5.2 存在第二相粒子时的晶粒生长 343

5.5.3 晶粒不正常生长 345

5.5.4 显微结构发展的控制 347

5.6 液相烧结致密化机制 352

5.6.1 液相烧结过程的某些特殊性 352

5.6.2 液相传质机制 354

5.6.3 固相颗粒传质机制 355

5.6.4 固相烧结理论在液相烧结中的应用 356

5.7 热压烧结致密化机制 358

5.7.1 物质迁移方式与原有致密化理论 358

5.7.2 新气孔模型热压烧结致密化方程 361

5.7.3 塑性流动致密化机理 362

5.8.1 晶化相变的时间-温度-相变图 363

5.8 晶体的成核与生长过程 363

5.8.2 均相成核生长过程 364

5.8.3 非均相成核过程 371

5.9 玻璃与玻璃陶瓷 374

5.9.1 玻璃陶瓷中的晶化控制 375

5.9.2 单相体系中的分相 377

5.9.3 多相体系中的分相 383

5.10 复相材料 385

5.10.1 陶瓷基复相材料制造方法 385

5.10.2 复相材料性质的组合规则 388

5.10.3 渗流现象 393

参考文献 398

后记 402