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第一章 晶体学基础 1

1.1　晶体结构的周期性 1

1.1.1 晶体结构的周期性与点阵 1

1.1.2　晶体结构参数 7

1.1.3 晶体缺陷 13

1.2　晶体结构的对称性 17

1.2.1　对称性基本概念 17

1.2.2　晶体的宏观对称性 30

1.2.3 晶体的微观对称性 38

1.3　晶体结构的X射线衍射 41

1.3.1 晶体X射线衍射基本原理 42

1.3.2　衍射方向 44

1.3.3　衍射强度 49

1.3.4　常用晶体X射线衍射实验方法 53

1.4　晶体结构的描述 62

习题与思考题 67

主要参考书目 69

第二章 晶态和非晶态材料的特性 71

2.1　晶体特征的结构基础 71

2.2　晶体学点群和晶体的性质 73

2.2.1 晶体学点群的分类 73

2.2.2　晶体的点群和晶体的物理性质 74

2.3　非整比化合物材料 76

2.4　液晶材料 77

2.4.1　液晶和塑晶 77

2.4.2　液晶的特性 78

2.4.3　液晶材料 80

2.4.4　液晶显示技术 81

2.5　玻璃和陶瓷 84

2.5.1 晶态材料与非晶态材料的异同 84

2.5.2　玻璃 85

2.5.3 陶瓷 92

习题与思考题 95

主要参考书目 95

第三章　金属材料 97

3.1　金属特性与金属键 97

3.1.1 自由电子理论 98

3.1.2　能带理论 98

3.2　金属单质结构 101

3.2.1 金属单质结构的近似模型——等径圆球密堆积 101

3.2.2　三维密堆积的三种典型型式 102

3.2.3　金属单质结构概况 105

3.2.4　金属原子半径 108

3.3　合金结构 109

3.3.1　金属固溶体 109

3.3.2　金属化合物 112

3.3.3　合金结构与性能 114

3.4　金属材料 115

3.4.1　轻质金属材料 115

3.4.2　钢铁的结构与性能 121

3.4.3　非晶态金属材料 124

3.4.4　形状记忆合金 127

习题与思考题 128

主要参考书目 129

第四章　无机非金属材料 130

4.1　离子晶体 130

4.1.1　几种二元离子晶体的典型结构形式 130

4.1.2　离子键与晶格能 134

4.1.3　离子半径 137

4.1.4　Goldschmidt结晶化学定律 144

4.1.5　关于多元复杂离子晶体结构的规则——Pauling规则 148

4.2　分子间作用力与超分子化学 151

4.2.1　分子间作用力 151

4.2.2　超分子化学 157

4.2.3　晶体工程 160

4.3　无机非金属材料 169

4.3.1　无机非金属材料分类 169

4.3.2　碳素材料 171

4.3.3　单质硅 178

4.3.4　无机化合物材料 183

4.3.5　硅酸盐材料 187

习题与思考题 200

主要参考书目 201

第五章　高分子材料 203

5.1　高分子材料的发展 203

5.2　高分子材料的结构特点和性能 205

5.2.1　高分子链的结构 205

5.2.2　高聚物分子间的作用力 210

5.2.3　晶态高分子的结构特点 211

5.2.4 高聚物的物理状态转变 216

5.2.5　高分子材料的性能 219

5.3　高分子的聚合方法 225

5.3.1　聚合机理 225

5.3.2　加聚 227

5.3.3　缩聚 230

5.4　塑料 232

5.4.1　塑料的分类 232

5.4.2　塑料的应用 233

5.4.3　塑料的加工 238

5.5　橡胶 243

5.5.1 天然橡胶 243

5.5.2　合成橡胶 244

5.5.3　橡胶的加工 246

5.6　纤维 248

5.6.1　纤维的分类 248

5.6.2　合成纤维 249

5.6.3　纤维加工成型 251

5.7　复合材料 253

5.7.1　复合材料的特性 253

5.7.2　木质材料 256

5.8　医用高分子材料 259

5.8.1　概况 259

5.8.2　生物医用高分子材料 261

5.8.3　造硬组织材料 263

5.8.4　人工器官及其关键材料 266

5.8.5　高分子药物 268

5.9　导电高分子材料 270

5.9.1　导电高分子材料的分类 270

5.9.2　高分子导电机理 271

5.9.3　π共轭导电高分子材料 271

5.9.4　新型导电聚合物体系 272

5.9.5　导电高分子材料的应用 273

5.10　高吸水性高分子材料 275

5.10.1 发展概况 275

5.10.2　超强吸水高分子材料的种类和特征 276

5.10.3　超强吸水高分子材料的制备方法 278

5.10.4　超强吸水高分子材料的应用 279

习题与思考题 281

主要参考书目 281

第六章　纳米材料 283

6.1　纳米科技及纳米材料应用进展 283

6.1.1　纳米科技进展 284

6.1.2　纳米材料的种类 284

6.1.3　纳米材料的特异性能 286

6.2　纳米材料的制备 290

6.2.1　纳米粉体的合成 293

6.2.2　纳米复合材料的制备 295

6.2.3　碳纳米管的制备 299

6.3　纳米结构测试技术 300

6.3.1　基本原理 300

6.3.2　常用仪器 302

6.3.3　检测技术的应用研究 303

6.4　纳米材料的应用 307

6.4.1　纳米材料在高科技中的地位 307

6.4.2　磁学应用 309

6.4.3　纳米催化 313

6.4.4 陶瓷增韧 315

6.4.5 光学应用 316

6.4.6 医学应用 319

6.4.7　环保应用 321

习题与思考题 322

主要参考书目 323

第七章　新型功能材料 324

7.1　光学功能材料 324

7.1.1　激光材料 324

7.1.2　红外材料 326

7.1.3　发光材料 331

7.2 半导体材料 336

7.2.1　半导体的导电机理 336

7.2.2　半导体的分类 337

7.2.3　半导体材料 337

7.3　超导材料 346

7.3.1　超导体的基本物理性质 346

7.3.2　超导体的临界参数 347

7.3.3　超导机理 349

7.3.4　超导材料的种类 349

7.3.5　超导材料的性能 350

7.3.6　超导材料的应用 353

7.4　热电、压电和铁电材料 355

7.4.1　热电材料 355

7.4.2　压电材料 357

7.4.3　铁电材料 358

7.5　功能转换材料 362

7.5.1　光电转换材料 362

7.5.2　磁光材料 367

7.5.3　声光材料 371

习题与思考题 374

主要参考书目 374