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第一章　绪论 1

1.1固体无机化学的内容和任务 1

1.2　固体物质的分类 2

1.3　固体无机化学的研究热点和前沿 2

1.3.1　新的反应和合成方法 3

1.3.2　非整比化合物 3

1.3.3　晶界、表面和低维化合物 4

1.3.4　新型稀土化合物 5

1.3.5　异常价态和价态起伏 6

1.3.7　纳米材料 7

1.3.6　功能材料 7

第二章　晶体结构 9

2.1　点阵 9

2.1.1　一般概念 9

2.1.2　直线点阵 10

2.1.3　平面点阵 11

2.1.4　空间点阵 12

2.1.5　点阵和群 13

2.2　晶体的对称性 13

2.2.1　晶体的宏观对称元素与对称操作 14

2.2.2　晶体的微观对称性 18

2.3　32个点群 19

2.4　14种空间点阵 22

2.4.1　布拉维法则 22

2.4.2　14种空间点阵 22

2.5　230个空间群 23

2.6　晶胞中的微粒、晶棱和晶面符号 25

2.6.1　微粒的分数坐标 25

2.6.2　晶棱指标 26

2.6.3　晶面符号 26

2.6.4　d间距公式 27

2.8　金属键和金属晶体 28

2.7　点阵和晶体的关系 28

2.9　离子键和离子晶体 30

2.10　共价键和共价键晶体 33

2.11分子间作用力和分子型晶体 34

2.12　氢键和氢键型晶体 35

2.13　混合键型晶体 37

习题 38

第三章　晶体结构缺陷 40

3.1晶体结构缺陷的类型 40

3.1.1　缺陷的类型 40

3.1.2　点缺陷的类型 40

3.2.1　克罗格-明克符号 42

3.2　缺陷的表示方法 42

3.2.2　书写缺陷反应式的基本原则 43

3.2.3　点缺陷的浓度 45

3.3　点缺陷 46

3.3.1肖特基（Schottky）缺陷 46

3.3.2　弗仑克尔（Frenkel）缺陷 47

3.3.3肖特基和弗仑克尔缺陷生成的热力学 48

3.3.4　色心 50

3.3.5　非整比晶体中的空位和填隙子 54

3.4　缺陷簇 54

3.5　换位原子 57

3.6　线缺陷 58

3.7　面缺陷 60

3.8　扩展缺陷 60

3.8.1　堆垛层错 60

3.8.2　亚晶粒界和反相畴界 61

3.8.3　晶体学切变结构 62

3.9　非整比和缺陷 65

习题 67

4.1.1　固溶体的含义 68

4.1.2　固溶体的分类 68

4.1　概述 68

第四章　固溶体 68

41.3　固溶体的表示方法 70

4.1.4　固溶体的特点 70

4.2　取代固溶体 71

4.2.1　离子尺寸 71

4.2.2　晶体结构 72

4.2.3　离子电荷 73

4.3　填隙固溶体 73

4.4　异价取代固溶体 73

4.4.1　离子补偿机理 73

4.4.2　电子补偿机理：金属，半导体和超导体 76

4.5　对形成固溶体条件的进一步讨论 78

4.6　固溶体的性质 79

4.6.1卫格定律（Vegare slaw）与雷特格定律（Retger slaw） 79

4.62　固溶体的电性能 80

4.6.3　固溶体的光学性质 82

4.7　研究固溶体的实验方法 85

4.7.1　X射线粉末衍射 85

4.7.2　差热分析（DTA） 88

4.7.3　密度测量 88

习题 89

5.1.2　水热法和高压法 91

5.1.1　制陶法（ceramicmethod） 91

5.1　固体物质的典型合成与制备方法 91

第五章 固体物质的合成与制备 91

5.1.3　热熔法 95

5.1.4　化学气相沉积法 96

5.2　软化学和绿色合成方法 106

5.2.1　概述 106

5.2.2　先驱物法 108

5.2.3　溶胶-凝胶法 111

5.2.4　拓扑化学反应 115

5.2.5　低热固相反应 121

5.2.6　助熔剂法 125

5.2.7　流变相反应 125

5.3　纳米粉体的制备 130

5.3.1由固体制备纳米粉末 131

5.3.2　由溶液制备纳米粉末 131

5.3.3　由气体制备纳米粉末 131

5.4　非晶态固体的制备 133

5.4.1　熔体冷却法 134

5.4.2　液相析出法 134

5.4.4　晶体能量泵入法 135

5.5　单晶生长 135

5.4.3　气相凝聚法 135

5.6　薄膜的制备 140

5.6.1　化学及电化学方法 140

5.6.2　物理方法 141

5.7　精细陶瓷材料的制备 142

5.7.1　粉末的制备 143

5.7.2　粉末加工和成型 144

5.7.3　烧结 144

习题 145

第六章 固体物质的表征 147

6.1　概述 147

6.2　结构表征 148

6.2.1　固体的形貌、光学特性和表面 149

6.2.2　固体颗粒的表征 150

6.2.3　显微结构分析 156

6.2.4　表面分析 158

6.2.5　晶态表征 161

6.2.6　波谱技术 170

6.3　组成和纯度表征 179

6.3.1　化学分析 180

6.3.2　原子光谱分析法 181

6.3.3　分光光度法 181

6.3.4　特征X射线分析法 182

6.3.6　质谱 184

6.3.5　X射线激发光学荧光光谱 184

6.3.7　中子活化分析 185

习题 186

第七章　热分析 188

7.1　概述 188

7.2　热重法（TG） 189

7.2.1　热重曲线 190

7.2.2　热重曲线的影响因素 192

7.2.3　微商热重法（DTG） 195

7.3　差热分析（DTA） 197

7.3.1　差热分析的基本原理 198

7.3.2　差热曲线的特性 199

7.3.3　影响差热曲线的因素 200

7.3.4　微商差热分析（DDTA） 203

7.4　差示扫描量热法（DSC） 205

7.4.1　差示扫描量热法的基本原理 205

7.4.2　DSC曲线及其表达 207

7.4.3　影响因素 208

7.5　热机械分析（TMA） 210

7.6　热分析的联用 210

7.6.1　概述 210

7.6.2　TG-DTA联用 212

7.6.3　TG-DSC联用 214

7.6.4　TG-FTIR联用 215

7.6.5　DSC-FTIR联用 216

7.6.6　DSC-X射线衍射法联用 216

7.6.7　TG-MS联用 218

7.6.8　热分析和其他仪器的联用 219

7.7　热分析的应用 219

7.7.1　概述 219

7.7.2　玻璃特征温度的测定 221

7.7.3　多形体相变及性质控制 222

7.7.4　材料鉴定 222

7.7.5　相图的测定 223

7.7.6　分解机理 224

7.7.7　反应动力学研究 225

7.7.8　焓和热容的测量 225

7.7.9　高聚物 226

习题 227

第八章 固体的扩散和表面化学 228

8.1引言 228

8.2　扩散的机理 228

8.3　柯肯德尔效应——互扩散 230

8.4　扩散的定律 231

8.5　金属原子的扩散 232

8.6　离子的扩散 233

8.7.1　表面张力和表面自由能 235

8.7　表面的热力学性质 235

8.7.2　表面能的理论估计 237

8.8　表面扩散 238

8.8.1　晶体表面的缺陷模型 239

8.8.2　随机行走理论 240

8.8.3　宏观扩散参数 241

8.8.4　扩散定律 242

8.9　表面蒸发 245

8.10　表面吸附 246

8.10.1　物理吸附和化学吸附 246

8.10.2　吸附等温线 247

8.10.3　吸附层的结构 249

8.11　表面催化 249

8.11.1　催化反应 249

8.11.2　表面催化反应的条件 250

8.12　电子表面态 251

8.12.1电子表面态及其分布 251

8.12.2　电子表面态的研究方法 251

8.1.3　纳米粒子的表面 252

习题 253

第九章　相平衡和相转变 255

9.1　相律 255

9.2　杠杆定律 257

9.3　单元体系的相图 258

9.3.1　H2O体系 259

9.3.2　SiO2体系 260

9.3.3　凝聚的单元体系 260

9.4　二元体系的相图 261

9.4.1　完全互溶的二元体系 261

9.4.2　有低共熔点的完全不互溶的二元体系 262

9.4.3　有低共熔点的部分互溶的二元体系 262

9.4.4　有转熔（包晶）反应的部分互熔的二元体系 263

9.4.6　生成异成分熔融化合物的二元体系 264

9.4.5　生成同成分熔融化合物的二元体系 264

9.5　三元体系相图 265

9.5.1　三元相图的表示法 265

9.5.2　三元相图的分类 266

9.6　相变的定义和热力学分类 267

9.6.1　相变的定义 267

9.6.2　相变的分类 267

9.7　固态相变动力学 270

9.7.1相变的热力学驱动力 270

9.7.2　成核 271

9.73　长大和总转变速率 275

9.7.4　固体中扩散控制的转变 277

9.7.5　固体中的马氏体转变 279

9.8　相转变的机理 281

9.9　钢的相变 282

习题 283

第十章 固相反应 284

10.1　固相反应的属性 284

10.1.1　固相反应的分类 284

10.1.2　研究固相反应的目的和意义 284

10.1.3　固相反应的驱动力 285

10.1.4　固相反应的机理 285

10.2　单一固相的反应 286

10.3.1　加成反应 288

10.3　固-固相反应 288

10.3.2　交换反应 289

10.4　粉末和烧结反应 291

10.4.1　粉末反应 291

10.4.2　烧结反应 295

10.5　固-气相反应 297

10.6　固-液相反应 301

10.7　影响固相反应的因素 302

10.7.1　固体的表面积 302

10.7.2　温度 303

10.7.5　矿化剂 304

10.7.4　化学组成和结构 304

10.7.3　压力与气氛 304

10.8　固相反应的研究方法 305

10.8.1　综合热分析 306

10.8.2　高温X射线分析 307

10.8.3　试料成型研究法 308

习题 309

第十一章 固体的电性质 311

11.1　金属，半导体和绝缘体 311

11.2　能带理论 312

11.3.1　金属的能带结构 316

11.3　金属和绝缘体的能带结构 316

11.3.2　绝缘体的能带结构 317

11.4　半导体的能带结构 318

11.5　半导体的应用 321

11.6　无机固体的能带结构 324

11.7　无机固体的颜色 327

11.8　超导性与超导体 329

11.8.1　超导体的基本特征 330

11.8.2　超导体的分类及性质 330

11.8.3　超导隧道效应 332

11.8.4　超导理论基础 333

11.8.5　超导体研究进展和应用 335

11.9　介电体 336

11.10　铁电性 340

11.11　热释电性 347

11.12　压电性 347

11.13　铁电体、压电体及热电体的应用 349

习题 353

第十二章 固体的磁性质 354

12.1　基本理论 354

12.1.1　物质在磁场中的行为 354

12.1.2　居里（Curie）定律和居里-韦氏（Curie-Weiss）定律 357

12.1.3　磁矩的计算 358

12.1.4　磁有序及超交换 360

12.2　典型的磁性材料 362

12.2.1　金属和合金 362

12.2.2　过渡金属氧化物 365

12.2.3　多元氧化物 367

12.3　磁性材料的应用 379

12.3.1　变压器磁芯 379

12.3.2　信息储存 380

12.3.3　磁泡储存器 380

12.3.4　永磁体 381

12.4　巨磁电阻效应及应用 381

12.4.1　磁电阻和巨磁电阻 381

12.4.2　巨磁电阻材料 382

12.4.3　双交换机理 384

12.4.4　巨磁电阻的应用 385

习题 387

第十三章 固体的光学性质 388

13.1　光和固体的相互作用 388

13.2　折射和色散 389

13.3　全反射与光导纤维 390

13.4　发光现象和发光体 391

13.4.1　概述 391

13.4.2　位形坐标模型 393

13.4.3　发光体 395

13.4.4　反斯托克斯发光体 397

13.5　光的吸收与激光 397

13.5.1　光的吸收 397

13.5.2　固体激光器 399

习题 402

第十四章 固体的热学性质和机械性质 403

14.1　晶格的热振动和热容 403

14.1.1　晶格的热振动 403

14.1.2　热能和热容 404

14.2　热膨胀 407

14.3　热传导 410

14.4　热电效应 411

14.4.1　汤姆逊（Thomson）效应 412

14.4.2　佩尔蒂尔（Peltier）效应 413

14.4.3　西比克（Seebeck）效应 414

14.4.4　热电偶 414

14.5　耐热无机材料 417

14.6　应力和变形 418

14.7　弹性系数 418

14.8　塑性变形 421

14.9　固体材料的强化 423

习题 424

15.1　材料的分类 425

第十五章 固体无机材料及其设计 425

15.2　固体无机材料的设计 427

15.2.1　引言 427

15.2.2　材料设计的涵义 428

15.2.3　材料设计中应该考虑的构造 430

15.2.4　组织—微细构造的设计 434

15.2.5　形状控制 437

15.3　非晶态物质 438

15.3.1　玻璃的通性 438

15.3.2　玻璃的结构 438

15.3.3　玻璃态形成的条件 440

15.3.4　光导纤维用玻璃 441

15.3.5　其他非晶态材料 443

15.4　纳米粒子 444

15.5　复合材料 445

15.6　储氢材料 446

15.7　固体电解质 450

15.7.1　固体电解质的结构及性质 450

15.7.2　氧浓度测定原理 452

15.7.3　固体电解质在电池中的应用 455

15.8　锂离子电池正极材料 457

15.8.1　锂离子电池简介 457

15.8.2　锂离子电池正极材料概述 460

15.8.3　几种重要的正极材料 462

15.9　非线性光学材料 479

15.10　阴极射线致色和光致色材料 482

习题 483

附录1　基本物理和化学常数 485

附录2　分子能量单位 485

附录3　SI基本单位的名称和符号 486

附录4　某些SI导出单位的名称、符号和定义 486

附录5　非SI单位换算为SI单位的换算系数 487

附录6　温度的换算 487

参考文献 488