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第一章 绪论:无机 材料化学学科探讨 1

1.1 无机材料化学与材料科学和固体化学的关系 1

1.2 无机材料化学的定义和研究范围 4

1.3 无机材料化学在材料科学中的地位 8

1.4 与无机材料化学渊源有关的三个方面 9

1.5 无机材料化学学科在我国的发展 11

1.6 概述与展望 15

参考文献 16

第二章 相变(一):晶型转变及其控制方法 19

2.1 可逆与不可逆晶型转变 20

2.2 重构式与位移式晶型转变 24

2.3 BaTiO3的晶型转变和烧结温度的控制 28

2.4 SiO2 的晶型转变和应用 29

2.5 ZrO2的晶型转变和陶瓷增韧 34

2.6 Ca2SiO4(C2S)和Ca3SiO5(C3S) 的晶型转为和水泥生产工艺控制 39

2.7 晶型转变的其他控制方法 41

2.7.1 异相对晶型转变的阻滞作用 41

习题 42

2.7.2 晶界对体积效应的缓冲作用 42

参考文献 44

第三章 多元凝聚系统相图及其应用 46

3.1 二元系统相图 47

3.1.1 KF-BaTiO3系统和提拉法低温制备单晶 47

3.1.2 CaO-Al2O3系统和转熔过程的包晶反应 48

3.1.3 CaO-SiO2系统和二液分层及复杂的二元系统相图 50

3.1.4 CaO-SiO2系统相图富硅部分和BaB2O4 低温相的制备 54

3.1.5 MgO-NiO和CaAl2Si2O8-NaAlSi3O4 系统分级结晶现象 56

3.1.6 Al2O3-Cr2O3系统及Li2O-Nb2O5 系统和同成分熔点 58

3.1.7 SiO2-Al2O3系统和3Al2O3.2SiO2(A3S2) 的性质 60

3.1.8 MgO-Cao系统和共晶转变点 63

3.1.9 MgO-SiO2系统及其在耐火材料工业中的应用 65

3.1.10 CaO-ZrO2系统相图富锆部分和ZrO2 晶型转为的控制 67

3.2 三元系统相图 69

3.2.1 基本原理和基本类型 69

3.2.2 CaO-Al2O3-SiO2系统相图及其在水泥工业中的应用 93

3.2.3 Na2O-CaO-SiO2系统相图及其在玻璃生产中的应用 101

3.2.4 K2O-Al2O3-SiO2系统相图及其在瓷器生产中的应用 106

3.2.5 MgO-Al2O3-SiO2系统相图及其在无机非金属材料制备中的应用 111

3.3 四元系统相图 116

3.3.1 基本原理 116

3.3.2 CaO-C2S-C12A7-C4AF系统相图图及其在水泥生产中的应用 127

习题 134

参考文献 138

4.1.1 理想晶体和实际晶体 140

4.1 引言 140

第四章 缺陷化学 140

4.1.2 缺陷分类及缺陷化学研究的对象和方法 142

4.2 点缺陷的类型 145

4.2.1 热缺陷 145

4.2.2 杂质缺陷 145

4.2.3 非化学计量缺陷 145

4.2.4 电子缺陷和带电缺陷 146

4.3 弗仑克尔缺陷 147

4.4 肖特基缺陷 149

4.5 杂质缺陷 152

4.6 电子缺陷和带电缺陷 154

4.7 点缺陷和缺陷反应表示法及点缺陷的研究方法 155

4.7.1 克罗格-明克符号 156

4.7.2 色心(colour centre)及点缺陷的研究方法 158

4.7.3 缺陷反应及其书写原则 161

4.8 材料超亲水或两憎(amphiphobic)表面的研制 164

4.8.1 项目的由来:1997年Nature 高度两亲(amphiphilic)表面的论文 165

4.8.2 研发的热点:制作材料的超亲水或两憎表面 166

4.8.3 作者的分析:制作材料超亲水或两憎表面技术的关键和难点 168

4.9 热缺陷的平衡和浓度 171

4.9.1 热缺陷浓度的计算 171

4.9.2 影响热缺陷浓度的因素 175

4.10 缺陷的缔合和缺陷簇 177

习题 181

参考文献 183

5.1.1 固溶体的定义 187

第五章 固溶体和非化学计量化合物 187

5.1 固溶体的定义和分类及固溶反应的书写原则 187

5.1.2 固溶体的分类 189

5.1.3 固溶反应的书写原则 191

5.2 影响置换固溶体固溶度的因素及压电陶瓷 194

5.2.1 影响固溶度的因素之一:离子尺寸 194

5.2.2 影响固溶度的因素之二:离子价 200

5.2.3 复合钙钛矿型固溶体,压电陶瓷 201

5.2.4 影响固溶度的因素之三:场强 208

5.2.5 影响固溶度的因素之四:电负性 209

5.2.6 影响固溶度的因素之五:晶体结构 210

5.3 填隙型因溶体 213

5.4 置换型固溶体生成机制 215

5.4.1 等阶等数置换固溶体 215

5.4.2 异价不等数置换固溶体:空位机构 216

5.4.3 异价不等数置换固溶体:填隙机构 216

5.4.4 异价等数置换固溶体:变价机构 217

5.4.5 异价等数置换固溶体:补偿机构 219

5.4.6 组成和结构缺陷对晶格活性的影响 220

5.5 非化学计量化合物 221

5.5.1 晶体的点缺陷和化学计量的关系,基本的缺陷反应方程式 222

5.5.2 处理非化学计量化合物的两种途径 226

5.5.3 阴离子空位(MaXb-y)型非化学计量化合物 229

5.5.4 阳离子填隙(Ma＋yXb)型非化学计量化合物 231

5.5.5 氧化锌气敏材料的研制 234

5.5.6 阴离子填隙(MaXb＋y)型非化学计量化合物 235

5.5.7 阳离子空位(Ma-yXb)型非化学计量化合物 236

5.5.8 小结:非化学计量化合物的形成条件和机理 238

5.5.9 固体中低浓度点缺陷的控制 240

5.6 固溶体的性质 242

5.6.1 固溶体的电性能 243

5.6.2 固溶体的光学性能(一)及透明电光陶瓷 245

5.6.3 固溶体的光学性能(二)及人造宝石 246

5.7 固溶体和非化学计量化合物的研究方法 249

5.7.1 微质量法 250

5.7.2 化学分析法 251

5.7.3 差热分析法 252

5.7.4 X射线粉末衍射法 252

5.7.5 密度法 256

5.7.6 由相均匀性判断塞龙(Sialon)陶瓷的结构 262

习题 265

参考文献 270

第六章 位错和面缺陷 273

6.1 位错模型的提出 274

6.1.1 晶体的滑移现象 274

6.1.2 晶体的理论强度和实际强度 275

6.2 位错的类型 276

6.2.1 刃位错 276

6.2.2 螺位错 278

6.2.3 混合型位错 279

6.3 柏格斯矢量和位错的守恒及定义 279

6.3.1 柏格斯矢量 279

6.3.2 位错的定恒和密度 283

6.3.3 位错的定义 284

6.4 位错的应变能 285

6.4.1 位错核心能 285

6.4.2 弹性应变能 286

6.4.3 位错的应变能在实际问题中的应用 286

6.5 位错的运动和增殖 287

6.5.1 位错的滑移 287

6.5.2 位错的攀移 291

6.5.3 位错的增殖 292

6.6 位错间及其与空位间的相互作用 294

6.6.1 平行螺位错间的相互作用 294

6.6.2 平行刃位错间的相互作用 295

6.6.3 位错与空位间的相互作用及蠕变 296

6.7 小角度晶界 299

6.8 大角度晶界 301

习题 302

参考文献 304