普通高等教育材料科学与工程专业教材 材料化学PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 材料的发展历史及在现代社会中的重要地位 1

第二节 材料的分类及基本概况 2

一、金属材料 2

二、非金属材料 2

三、高分子材料 3

四、复合材料 4

第三节 材料化学的任务 5

第二章 化学热力学基础 6

第一节 热力学函数的性质及其重要关系式 6

一、热力学函数的定义 6

二、热力学函数的性质 10

三、热力学函数间的关系 10

第二节 化学反应热效应与标准热力学函数 14

一、化学反应热效应 14

二、反应进度 15

三、盖斯定律 16

四、生成热与反应热 17

五、反应热与温度的关系 19

六、标准摩尔熵及熵变的计算 22

七、标准摩尔吉布斯函数及其改变量的计算 27

第三节 敞开体系的热力学关系式 31

一、化学势 31

二、偏摩尔量 33

三、偏摩尔量的集合公式 34

四、吉布斯—杜亥姆公式 35

五、多相敞开体系的基本关系式 36

六、气态物质的化学势表达式 38

第四节 固体热力学理论简介 41

一、状态参量 42

二、状态方程及热力学势函数 43

三、线性状态方程物性参数 45

第三章 相图 47

第一节 相律 47

一、几个重要概念 47

二相律的推导及应用 50

第二节 相变 53

一、一级相变和二级相变 54

二、“λ”型与混合型相变 58

第三节 相图分析 58

一、单组分体系相图 59

二、双组分体系相图 60

三、三组分体系相图 74

第四章 溶液与固溶体 79

第一节 拉乌尔定律和亨利定律 79

一、拉乌尔定律 79

二、亨利定律 79

第二节 理想液体混合物和稀溶液 81

一、理想液体混合物 81

二、稀溶液 84

三、稀溶液的依数性 86

第三节 实际溶液 92

一、实际溶液对理想液体混合物的偏差 92

二、实际溶液中各组分的化学势及活度概念 93

三、渗透系数 96

四、超额函数 97

第四节 溶液中化学反应的平衡常数 99

第五节 固溶体 102

一、固溶体的分类 102

二、置换型固溶体 104

三、间隙型固溶体 107

四、固体的混合熵与吉布斯自由能 108

五、固溶体的性质 109

六、固溶体的研究方法 111

第五章 表面现象与胶体分散体系 115

第一节 表面现象热力学 115

一、比表面吉布斯自由能 115

二、表面张力 116

三、影响表面张力的因素 117

四、表面现象基本规律 118

第二节 分散度对体系物性的影响 119

一、分散度对体系热力学函数的影响 119

二、分散度对蒸气压的影响 120

三、分散度对体系凝固点的影响和过冷现象 122

四、分散度对固体在液体中的溶解度的影响和溶液过饱和现象 123

第三节 介稳状态和新相的生成 124

一、介稳状态 124

二、新相的生成 125

第四节 润湿现象 130

一、润湿程度的度量标准——接触角 131

二、润湿类型和润湿功 132

第五节 液体界面的性质 134

一、吉布斯吸附公式 134

二、液体的表面张力与浓度的关系 135

三、表面活性物质在溶液表面上的排列与单分子层膜 136

第六节 固体表面的吸附 137

一、固体表面吸附的本质 137

二、吸附平衡与吸附曲线 138

三、兰格缪尔单分子层吸附理论 140

四、BET多分子层吸附理论 141

五、弗伦德利希吸附等温式 142

第七节 表面现象在材料科学中的应用 143

一、气-固吸附在陶瓷工艺中的应用 143

二、气-固吸附在真空镀膜工艺中的应用 144

三、气体的除杂净化 145

四、晶界电势与晶界偏析 145

第八节 分散体系 145

一、分散体系概念 145

二、胶体分散体系及分类 146

第九节 溶胶的性质 147

一、光学性质 147

二、动力性质 149

三、溶胶的电学性质 155

四、溶胶的稳定性和聚沉作用 161

第十节 胶体的制备和净化 165

一、分散法 165

二、凝聚法 166

三、溶胶的净化 168

第十一节 溶胶—凝胶技术 169

一、溶胶—凝胶的制备 169

二、胶凝过程 170

第十二节 溶胶—凝胶技术在纳米材料制备中的应用 173

一、纳米材料的基本性质 173

二、纳米材料的制备方法 174

第六章 金属与合金 177

第一节 金属材料概论 177

第二节 金属的结构与物性 178

一、金属键 178

二、金属的晶体结构 178

三、金属的物理性质 180

第三节 金属的化学性质 183

一、金属的氧化反应 184

二、金属与水、酸的反应 184

三、金属与碱的反应 185

第四节 金属的提炼 185

一、热分解法 186

二、热还原法 186

三、电解法 187

第五节 金属还原过程热力学 189

第六节 金属的精炼 191

一、电解精炼法 191

二、气相精炼法 192

三、区域熔炼法 192

第七节 合金 193

一、低共熔混合物 193

二、金属固溶体 194

三、金属化合物 195

第八节 金属的腐蚀与防护 196

一、金属的腐蚀 196

二、金属的防护 197

三、电镀 199

第九节 钢铁的冶炼原理 199

一、铁的冶炼原理 200

二、钢的冶炼原理 201

三、钢铁的结构 202

第七章 非金属材料 204

第一节 非金属材料的物质结构 204

一、陶瓷材料的相组成 204

二、非金属材料的化学键 205

三、离子晶体中正负离子的堆积方式 206

四、简单氧化物的晶体结构 208

五、比较复杂氧化物的晶体结构 210

六、共价晶体的晶体结构 210

第二节 陶瓷的化学组成 211

第三节 陶瓷制造（烧结）过程的化学变化 212

第四节 水泥 213

第五节 特种陶瓷的工艺过程 215

第六节 半导体材料 216

一、超纯锗的制备 217

二、超纯硅的制备 218

三、砷化镓的制备 221

第八章 高分子材料 222

第一节 高分子材料概论 222

第二节 高分子材料的合成方法 223

一、缩合聚合——缩聚 223

二、加成聚合 226

第三节 高分子材料的结构与性能 229

一、高分子链的化学结构与构型 230

二、高分子链的构象与柔顺性 234

三、高分子的聚集态（晶态）结构 235

四、高聚物的结构因素对其性能的影响 242

五、高聚物的物理状态及其与结构的关系 245

第四节 高分子材料的化学转变及老化 247

一、聚合物侧链的反应及应用 247

二、聚合物的交联与降解 251

三、聚合物的老化与防老化 254

第九章 复合材料界面的化学问题 256

第一节 概述 256

第二节 复合材料的界面 258

一、聚合物基复合材料的界面 258

二、金属基复合材料的界面 261

三、陶瓷基复合材料的界面 264

第三节 增强材料的表面处理 265

一、玻璃纤维 265

二、碳纤维 270

三、Kevlar纤维 272

四、超高相对分子质量聚乙烯纤维 273

五、金属纤维 273

参考文献 275