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第1章 无机材料化学概论 1

1.1 材料化学的起源与发展 1

1.1.1 材料化学的起源 1

1.1.2 材料科学与化学和物理学的关系 3

1.2 无机材料化学的研究内涵 4

1.3 无机材料化学的研究热点与展望 9

1.3.1 科技和工业用的各种材料趋向复合化 9

1.3.2 结构化学新技术的应用使信息材料多功能集成化成为现实 10

1.3.3 新的化学工艺的应用使低维材料迅速发展 10

1.3.4 新高科技领域的发展与结构化学和新材料的应用密切相关 11

第2章 无机材料化学设计 13

2.1 无机材料化学设计的基本原理与方法 13

2.1.1 什么是材料设计 13

2.1.2 材料设计的主要途径 16

2.2 量子化学与材料设计 19

2.2.1 从头计算法 20

2.2.2 密度泛函理论方法 20

2.2.3 量子化学设计材料的应用 21

2.3 无机材料设计化学热力学 23

2.3.1 固体材料化学热力学基本理论 23

2.3.2 由热力学理论设计与合成材料的基本方法 27

2.4 无机材料设计化学动力学 31

2.4.1 动力学反应机理 32

2.4.2 相变过程动力学 34

2.4.3 材料生长过程动力学 38

第3章 无机材料结构与缺陷化学理论及应用 41

3.1 晶体与非晶体结构 41

3.1.1 晶体结构简介 41

3.1.2 晶体结构的基本类型 43

3.1.3 晶体结构与元素周期表的关系 45

3.1.4 非晶体的结构特征 46

3.1.5 无机玻璃的结构 46

3.1.6 非晶态金属的结构 48

3.2 无机材料结构优化设计 49

3.2.1 铁电材料的结构优化设计 49

3.2.2 氧化锆增韧材料结构设计 52

3.3 无机材料缺陷结构化学简介 56

3.3.1 晶体缺陷的分类 57

3.3.2 点缺陷简介 57

3.3.3 缺陷化学反应方程式 58

3.3.4 点缺陷的化学平衡 59

3.3.5 线缺陷及其类型 62

3.4 无机材料缺陷化学优化设计 64

3.4.1 非整比化合物缺陷材料 64

3.4.2 钙钛矿型化合物的缺陷与应用 65

3.5 纳米结构材料与应用 70

3.5.1 纳米技术与纳米材料 70

3.5.2 纳米结构材料的分类 71

3.5.3 纳米结构材料的设计与应用 72

3.6 团簇及其组装材料 76

3.6.1 团簇的化学特征 77

3.6.2 团簇结构的理论探讨 79

3.6.3 团簇制备的实验技术及方法 80

3.6.4 团簇的典型材料——富勒烯组装材料的设计 81

第4章 无机材料软化学 83

4.1 软化学简介 83

4.2 胶体化学简介 85

4.2.1 分散体系与溶胶 85

4.2.2 溶胶的基本性质 86

4.2.3 胶体粒子的构造 90

4.2.4 溶胶的稳定性和聚沉作用 91

4.2.5 胶体的制备 93

4.3 无机非金属材料浆料的胶体特性 95

4.3.1 黏土胶体化学的特点 95

4.3.2 陶瓷浆料 97

4.3.3 无机非金属材料浆料悬浮性胶体的化学制备 98

4.4 溶胶-凝胶理论与无机材料 100

4.4.1 溶胶-凝胶法特点 100

4.4.2 溶胶-凝胶工艺过程 101

4.4.3 溶胶-凝胶法分类及原理 104

4.4.4 溶胶-凝胶法在材料制备中的应用 107

4.5 水热化学法制备材料理论与应用 109

4.5.1 水热化学法简介 109

4.5.2 水热化学法制备材料过程 110

4.6 气相化学沉积理论与材料 114

4.6.1 化学气相沉积的分类 115

4.6.2 化学气相淀积机理概述 116

4.6.3 化学气相沉积技术反应装置 116

4.6.4 影响化学气相沉积制备材料质量的因素 117

4.6.5 化学气相沉积制备材料的应用 117

4.7 插层反应与支撑接枝工艺 119

4.7.1 插层反应 119

4.7.2 支撑和接枝工艺 120

第5章 无机材料化学特种合成理论与应用 123

5.1 无机材料合成化学简介 123

5.1.1 新型无机材料的合成与制备发展的主要内容 123

5.1.2 极端条件下的合成路线、反应方法与制备技术的基础性研究 124

5.1.3 仿生合成与无机合成中生物技术的应用 124

5.1.4 绿色合成反应与工艺的基础性研究 125

5.2 等离子体合成材料 125

5.2.1 等离子体产生简介 125

5.2.2 微波等离子体简介 127

5.2.3 微波等离子合成材料化学的应用 128

5.3 微波合成化学制备材料 133

5.3.1 微波简介及其特点 133

5.3.2 物质对微波的吸收 133

5.3.3 微波加热的特点 134

5.3.4 微波在材料合成与化学反应中的作用 136

5.3.5 微波在材料合成中的应用实例 137

5.4 光化学合成材料 138

5.4.1 光化学简介 138

5.4.2 光的化学与物理过程简介 139

5.4.3 光化学反应及其特性 142

5.4.4 激光合成化学 144

5.4.5 光化学合成技术的应用 145

5.5 高温自蔓燃合成技术 146

5.5.1 高温自蔓燃合成简介 146

5.5.2 高温自蔓燃合成的热力学基础 147

5.5.3 自蔓燃合成的分类 151

5.5.4 高温自蔓燃合成技术的应用 151

5.6 仿生合成材料技术 153

5.6.1 仿生合成材料技术简介 153

5.6.2 仿生合成材料理论初步 153

5.6.3 仿生合成材料的应用 155

第6章 无机材料的化学制备理论与技术 157

6.1 无机材料化学制备技术概述 157

6.2 零维材料制备理论与技术 158

6.2.1 沉淀法制备纳米粉体材料简介 159

6.2.2 沉淀法制备纳米粉体应用举例 160

6.3 一维材料制备理论与技术 164

6.3.1 一维纳米材料的结构特点 164

6.3.2 一维纳米材料的制备 164

6.3.3 一维纳米材料的应用 167

6.4 二维材料制备理论与技术 169

6.4.1 薄膜材料的简介 169

6.4.2 薄膜材料的制备概述 169

6.4.3 薄膜材料制备理论 170

6.4.4 膜制备应用举例 173

6.5 三维材料制备理论与技术 178

6.5.1 胶态成型 178

6.5.2 无机材料快速成型技术 184

6.6 多孔材料制备理论与技术 184

6.6.1 多孔陶瓷的制备 185

6.6.2 多孔材料制备应用举例 188

6.7 复合材料制备理论与技术 193

6.7.1 复合材料的结构设计简介 193

6.7.2 陶瓷基复合材料的制备 193

参考文献 196