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第1章 绪论 1

1.1 材料与化学 1

1.2 材料的分类 3

1.3 材料化学的特点 4

1.4 材料化学在各个领域的应用 5

1.4.1 生物医药领域 5

1.4.2 电子信息领域 5

1.4.3 环境和能源领域 6

1.4.4 结构材料领域 6

1.5 材料化学的主要内容 6

参考文献 7

思考题 8

第2章 材料的结构 9

2.1 元素和化学键 9

2.1.1 元素及其性质 9

2.1.2 原子间的键合 11

2.1.3 原子间的相互作用与键能 13

2.2 晶体学基本概念 15

2.2.1 晶体与非晶体 15

2.2.2 晶格、晶胞和晶格参数 16

2.2.3 晶系 17

2.2.4 晶向指数和晶面指数 18

2.2.5 晶面间距 19

2.3 晶体材料的结构 19

2.3.1 金属晶体 20

2.3.2 离子晶体 22

2.3.3 硅酸盐结构 28

2.3.4 共价晶体 32

2.4 晶体缺陷 32

2.4.1 点缺陷 33

2.4.2 线缺陷和位错 36

2.4.3 面缺陷 39

2.4.4 体缺陷 40

2.5 固溶体 40

2.5.1 置换型固溶体 41

2.5.2 填隙型固溶体 42

2.5.3 固溶体的形成对晶体材料性质的影响 42

参考文献 43

思考题 43

第3章 材料的性能 45

3.1 化学性能 45

3.1.1 耐氧化性 45

3.1.2 耐酸碱性 46

3.1.3 耐有机溶剂性 47

3.1.4 耐老化性 47

3.2 力学性能 48

3.2.1 材料的强度 48

3.2.2 材料的硬度 50

3.2.3 疲劳性能 51

3.3 热性能 52

3.3.1 热容 52

3.3.2 热膨胀 53

3.3.3 热传导 54

3.4 电性能 55

3.4.1 导电性能 55

3.4.2 介电性能 57

3.4.3 铁电性与压电性 58

3.5 磁性 59

3.5.1 磁性基本概念 59

3.5.2 磁性的种类 59

3.5.3 磁畴和磁化曲线 60

3.6 光学性能 61

3.6.1 光的吸收和透过 61

3.6.2 光的反射和折射 63

3.6.3 材料的颜色 64

参考文献 65

思考题 65

第4章 材料化学热力学 66

4.1 化学热力学基础及应用 66

4.1.1 化学热力学回顾 66

4.1.2 化学热力学在材料研究中的应用 68

4.2 埃灵罕姆图及其应用 69

4.2.1 埃灵罕姆图 69

4.2.2 埃灵罕姆图的应用 70

4.3 相平衡与相图 72

4.3.1 相平衡与相律 72

4.3.2 相图 73

参考文献 85

思考题 85

第5章 材料的制备 87

5.1 晶体生长技术 87

5.1.1 熔体生长法 87

5.1.2 溶液生长法 89

5.2 气相沉积法 91

5.2.1 物理气相沉积法 91

5.2.2 化学气相沉积法 93

5.3 溶胶-凝胶法 100

5.3.1 溶胶凝胶法的基本原理 100

5.3.2 溶胶-凝胶法的应用 101

5.3.3 溶胶-凝胶法的优点和弱点 103

5.4 液相沉淀法 103

5.4.1 直接沉淀法 103

5.4.2 共沉淀法 103

5.4.3 均匀沉淀法 104

5.5 固相反应 104

5.5.1 固相反应分类 104

5.5.2 固相反应的特点 104

5.5.3 固相反应的过程和机理 105

5.5.4 影响固相反应的因素 105

5.5.5 固相反应实例 107

5.6 插层法和反插层法 107

5.7 自蔓延高温合成法 109

5.7.1 自蔓延高温合成法机理 109

5.7.2 自蔓延高温合成法的化学反应类型 110

5.7.3 自蔓延高温合成技术类型 111

5.8 非晶材料的制备 113

参考文献 114

思考题 114

第6章 金属材料 116

6.1 金属材料结构与性能 116

6.1.1 金属晶体结构 116

6.1.2 合金基本结构与性能 118

6.1.3 铁系合金的组织结构 120

6.1.4 金属材料热处理 122

6.2 超耐热合金 123

6.2.1 超耐热合金定义 123

6.2.2 超耐热合金的分类 123

6.2.3 提高超耐热合金性能的途径 124

6.3 超低温合金 125

6.3.1 超低温对材料的特殊要求 125

6.3.2 超低温合金的研究 125

6.4 超塑合金 126

6.4.1 超塑性合金现象 126

6.4.2 超塑性合金类别 126

6.4.3 超塑性合金的应用 127

6.5 形状记忆合金 128

6.5.1 形状记忆合金特征 128

6.5.2 形状记忆效应机理 129

6.5.3 形状记忆合金材料 130

6.5.4 形状记忆合金的应用 131

6.6 储氢合金 132

6.6.1 氢气储存与储氢合金 132

6.6.2 储氢原理 133

6.6.3 储氢合金的开发 135

6.6.4 储氢材料的应用 135

6.7 非晶态金属材料 137

6.7.1 非晶态金属材料及其基本特征 137

6.7.2 非晶态金属材料的性能与用途 137

参考文献 139

思考题 139

第7章 无机非金属材料 141

7.1 无机非金属材料的分类及特点 141

7.2 水泥与玻璃 143

7.2.1 水泥 143

7.2.2 玻璃 144

7.3 陶瓷 150

7.3.1 陶瓷的定义 150

7.3.2 陶瓷一般结构与基本性质 151

7.3.3 陶瓷分类 152

7.3.4 陶瓷合成化学 153

7.3.5 结构陶瓷 155

7.3.6 功能陶瓷 158

7.4 半导体材料 176

7.4.1 半导体材料概述 176

7.4.2 半导体分类及特点 177

7.4.3 PN结 180

7.4.4 单质硅半导体材料 181

7.4.5 重要的化合物半导体 182

7.4.6 半导体材料的应用 185

7.5 超导材料 187

7.5.1 超导现象及其临界条件 187

7.5.2 两类超导体 187

7.5.3 超导理论简介 189

7.5.4 超导材料发展 190

7.5.5 超导材料的应用简介 190

参考文献 191

思考题 192

第8章 高分子材料 193

8.1 高分子结构与性能 193

8.1.1 高分子化学结构 194

8.1.2 高聚物的分子量及分子量分布 197

8.1.3 高分子链的柔顺性 197

8.1.4 高聚物的结晶 198

8.2 高分子合成 198

8.2.1 聚合反应的分类 198

8.2.2 自由基聚合反应 199

8.2.3 离子型聚合反应 200

8.2.4 配位聚合反应 202

8.2.5 共聚合反应 203

8.2.6 缩合聚合 204

8.2.7 聚合实施方法 205

8.3 聚合物光子材料 205

8.3.1 感光性高分子材料 205

8.3.2 塑料光导纤维 216

8.4 电功能高分子 219

8.4.1 导电高分子材料 219

8.4.2 光电导高分子材料 226

8.4.3 高分子压电材料 228

8.5 化学功能高分子 230

8.5.1 离子交换树脂 230

8.5.2 超强吸水高分子材料 233

8.5.3 聚合物分离膜材料 237

8.5.4 医药高分子材料 243

参考文献 244

思考题 245

第9章 高性能复合材料 246

9.1 复合材料概述 246

9.2 复合材料的命名与分类 247

9.3 复合材料的基体材料 248

9.3.1 金属基体材料 249

9.3.2 无机非金属材料（陶瓷） 251

9.3.3 聚合物基体材料 251

9.4 复合材料的增强相 258

9.4.1 纤维增强体 259

9.4.2 晶须增强体 264

9.4.3 颗粒增强体 265

9.5 复合材料主要性能与制造 265

9.5.1 聚合物基复合材料 265

9.5.2 金属基复合材料 268

9.5.3 陶瓷基复合材料 271

参考文献 272

思考题 272

第10章 纳米材料 274

10.1 纳米材料的种类 274

10.2 纳米材料的特性 278

10.2.1 纳米效应 278

10.2.2 纳米材料的特殊性质 279

10.3 纳米材料的制备 281

10.3.1 物理方法 281

10.3.2 化学方法 284

10.3.3 纳米体的分散及稳定化 289

10.4 纳米材料的应用 291

10.4.1 力学方面的应用 291

10.4.2 光学方面的应用 292

10.4.3 在医学方面的应用 292

10.4.4 在磁学方面的应用 293

10.4.5 电学方面的应用 293

10.4.6 催化方面的应用 294

参考文献 294

思考题 294