无机材料合成与制备PDF电子书下载

第1章　经典合成方法 1

1.1　高温合成 1

1.1.1 高温的获得和测量 1

1.1.2 高温合成反应类型 7

1.1.3 高温固相反应 8

1.1.4　化学转移反应 11

1.2　低温合成和分离 14

1.2.1 低温的获得、测量和控制 14

1.2.2　低温分离 19

1.2.3 冷冻干燥法合成氧化物和复合氧化物粉体 23

1.3　高压合成 27

1.3.1 高压高温的产生和测量 28

1.3.2 高压高温合成方法 30

1.3.3 高压下无机材料合成 31

1.3.4 高压在合成中的作用 36

1.3.5 无机材料高压合成的研究方向及展望 37

参考文献 38

第2章　软化学合成方法 40

2.1　概述 40

2.1.1 软化学方法的基本原理 40

2.1.2 软化学方法的分类 40

2.1.3　软化学体系及产物的表征技术 40

2.2　先驱物法 42

2.2.1　概述 42

2.2.2 先驱体法在无机合成中的应用 42

2.2.3　先驱体法的特点和局限性 44

2.3　溶胶-凝胶法 44

2.3.1 概述 44

2.3.2　溶胶-凝胶法的特点 44

2.3.3　溶胶-凝胶法过程中的反应机理 44

2.3.4　溶胶-凝胶法在无机合成中的应用 45

2.4　低热固相反应 46

2.4.1 概述 46

2.4.2 低热固相反应机理 47

2.4.3　低热固相反应的规律 47

2.4.4 固相反应与液相反应的差别 48

2.4.5 低热固相反应的应用 49

2.5　水热与溶剂热合成 50

2.5.1 水热与溶剂热合成基础 50

2.5.2 功能无机材料的水热与溶剂热合成 51

2.5.3 水热与溶剂热合成技术 53

2.6　化学气相沉积理论 55

2.6.1 化学气相沉积的分类 55

2.6.2　化学气相沉积机理概述 56

2.6.3　化学气相沉积 57

2.6.4 影响化学气相沉积制备材料质量的因素 58

2.6.5 化学气相沉积制备材料的应用 59

2.7　插层反应与支撑接枝工艺 59

2.7.1 插层反应 59

2.7.2 支撑和接枝工艺 60

参考文献 62

第3章　特殊合成方法 63

3.1 电解合成 63

3.1.1 电化学的一些基本概念 63

3.1.2 含高价态元素化合物的电氧化合成 64

3.1.3 含中间价态和特殊低价态元素化合物的电还原合成 64

3.1.4 水溶液中的电沉积 65

3.1.5 熔盐电解 67

3.1.6 非水溶剂中无机化合物的电解合成 68

3.2　无机光化学合成 68

3.2.1 基本概念 69

3.2.2 实验方法 71

3.2.3 光化学合成法在无机合成中的应用 72

3.3　微波合成 74

3.3.1　概述 74

3.3.2　微波燃烧合成和微波烧结 74

3.3.3　微波水热合成 76

3.3.4　微波辐射法在无机合成中的应用 76

3.4 自蔓延高温合成 77

3.4.1　概述 77

3.4.2 自蔓延高温合成原理 77

3.4.3 自蔓延高温合成反应类型 78

3.4.4 自蔓延高温合成技术及其特点 79

3.4.5 自蔓延高温合成法的工艺与设备概况 80

3.4.6 自蔓延高温合成在无机合成中的应用 81

参考文献 82

第4章　无机薄膜材料与制备技术 83

4.1　薄膜及其特征 83

4.1.1 薄膜的定义 83

4.1.2　薄膜的特性 83

4.1.3 薄膜的结构与缺陷 85

4.1.4　薄膜和基片 87

4.2　薄膜的形成与生长 88

4.2.1 薄膜生长过程概述 88

4.2.2　薄膜的形核理论 89

4.2.3 薄膜的成核率及连续薄膜的形成 91

4.2.4 薄膜生长的晶带模型 91

4.3　薄膜的物理制备方法 92

4.3.1 真空蒸镀 93

4.3.2　溅射沉积法 98

4.3.3 离子镀和离子束沉积 104

4.4　薄膜的化学制备方法 106

4.4.1 化学气相沉积 106

4.4.2　溶液镀膜法 112

4.5　薄膜的表征 114

4.5.1 薄膜厚度的测量 114

4.5.2 薄膜的其他表征方法 119

4.6　典型薄膜材料简介 119

4.6.1　金刚石薄膜材料 119

4.6.2　氧化锌薄膜材料 122

4.6.3　铜铟镓硒薄膜材料 125

参考文献 127

第5章　先进陶瓷与新型耐火材料的制备 129

5.1 先进陶瓷材料及其特点 129

5.2　先进陶瓷粉体的制备 130

5.2.1 沉淀法 132

5.2.2 水解法 134

5.2.3　有机树脂法 135

5.3　先进陶瓷成型 136

5.3.1 成型方法的分类及特点 136

5.3.2　原位凝固成型 138

5.3.3 其他新型胶态成型技术 150

5.3.4 其他新型成型方法 153

5.4　先进陶瓷的烧结 154

5.4.1 反应热压烧结 154

5.4.2 反应烧结 157

5.4.3 放电等离子烧结 161

5.5　新型耐火材料 169

5.5.1 氧化物—非氧化物复合耐火材料 170

5.5.2　含游离CaO的碱性耐火材料 184

5.5.3　纳米复合耐火材料 197

5.5.4 高效不定型耐火材料和梯度浇注料 203

参考文献 204

第6章　晶体材料的制备 210

6.1　人工晶体概述 210

6.1.1 人工晶体的发展 210

6.1.2 人工晶体的分类及应用 211

6.2　晶体生长基础 212

6.2.1 晶体成核理论 212

6.2.2 晶体生长的界面过程 216

6.3 晶体的生长方法和技术 217

6.3.1 气相生长法 217

6.3.2　水溶液生长法 223

6.3.3　助熔剂法 229

6.3.4　熔体生长法 235

6.4　水热法在合成无机晶体中的应用 244

6.4.1 石英晶体的水热合成 245

6.4.2 KTP晶体的水热法生长 246

6.4.3 ZnO晶体的水热法生长 247

6.4.4 BSO晶体的水热法生长 247

6.4.5 其他晶体的水热合成 248

参考文献 249

第7章　非晶态材料的制备 251

7.1　非晶材料的结构 251

7.1.1 非晶材料的结构特征 251

7.1.2 无机玻璃的结构 252

7.1.3 非晶合金的结构 253

7.1.4 非晶态的X射线散射特征 255

7.2　非晶合金形成理论 256

7.2.1 熔体结构与玻璃形成能力 256

7.2.2 非晶合金形成热力学 258

7.2.3 非晶合金形成动力学 258

7.3　非晶合金的形成规律 259

7.3.1 形成非晶合金的合金化原则 259

7.3.2　合金的玻璃形成能力判据 261

7.3.3 影响玻璃形成能力的因素 263

7.4　非晶材料制备技术 264

7.4.1 非晶粉末的制备 265

7.4.2　非晶薄膜的制备 269

7.4.3 薄带非晶合金的制备 270

7.4.4 大块非晶合金制备 270

7.5　非晶合金的性能及应用 244

7.5.1 非晶合金的性能 244

7.5.2 非晶合金的应用 278

参考文献 281

第8章　功能信息材料的制备 283

8.1　微电子材料 283

8.1.1　硅基材料 284

8.1.2 SOI（Silicon on Insulator）材料 285

8.1.3　SiGe/Si外延材料 287

8.1.4　砷化镓单晶材料 288

8.1.5　宽禁带材料 289

8.2　光电子材料 291

8.2.1 LED材料 291

8.2.2 LCD材料 291

8.2.3 PDP材料 292

8.2.4　光纤、光缆材料 293

8.2.5　激光晶体材料 294

8.2.6　非线性晶体材料 295

8.3　新型元器件材料 295

8.3.1 电子陶瓷材料 295

8.3.2　覆铜板材料（CCL） 297

8.3.3　压电晶体材料 297

8.3.4　磁性材料 298

参考文献 299

第9章　新能源材料的制备及应用 300

9.1　概述 300

9.2　锂离子电池材料 302

9.2.1　概述 302

9.2.2 负极材料 304

9.2.3　正极材料 308

9.2.4 电解质材料 311

9.2.5 锂离子电池的应用 313

9.3　太阳能电池材料 315

9.3.1　概述 315

9.3.2 晶体硅太阳能电池材料 316

9.3.3 非晶硅太阳电池材料 320

9.3.4 太阳能电池的应用与展望 324

9.4　燃料电池材料 325

9.4.1　概述 325

9.4.2 质子交换膜燃料电池（PEMFC）材料 326

9.4.3 固态氧化物燃料电池（SOFC）材料 330

9.4.4 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）材料 335

9.4.5 燃料电池的应用 337

参考文献 339