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第1章 几何结晶学 1

1.1 几何结晶学研究史 1

1.2 晶体、非晶质体与准晶体 3

1.2.1 晶体 3

1.2.2 非晶质体的概念 3

1.2.3 准晶体的概念 4

1.2.4 晶体的内部构造 4

1.3 晶体的性质 6

1.3.1 自限性 6

1.3.2 均一性 7

1.3.3 异向性 8

1.3.4 对称性 8

1.3.5 最小内能性 9

1.3.6 稳定性 11

1.4 晶体的几何对称性 11

1.4.1 对称要素及对称操作 11

1.4.2 对称要素的组合——32种对称型（点群） 14

1.4.3 单形和聚形 16

1.4.4 晶体定向、晶面符号和晶棱符号 20

本章小结 24

第2章 晶体结构的空间几何 25

2.1 晶体结构的空间格子 25

2.1.1 空间格子 25

2.1.2 14种空间格子（布拉维格子） 26

2.2 晶体结构的对称性 30

2.2.1 滑移面 30

2.2.2 平移轴 31

2.2.3 螺旋轴 31

2.3 晶体的内部结构与几何外形 33

2.3.1 晶体的内部结构 33

2.3.2 晶体的几何外形 33

2.3.3 230种空间群 33

2.4 等效点系 42

2.4.1 等效点系符号 42

2.4.2 C1 2v-Pmm2的等效点系 43

2.4.3 D14 4h-P42/mnm的等效点系 44

2.4.4 等效点系与单形对比 46

本章小结 46

第3章 晶体生长 48

3.1 晶体的成核与生长 48

3.1.1 晶核的形成 48

3.1.2 熔体中晶体的生长 49

3.1.3 相界面状态及稳定性 50

3.2 烧结过程中的晶体生长 51

3.2.1 一次再结晶 52

3.2.2 多结晶体中正常结晶粒成长和二次再结晶 53

3.3 晶体的规则连生 54

本章小结 56

第4章 晶体化学基本原理 58

4.1 晶体中的化学键 58

4.2 离子晶格与晶格能 59

4.3 离子类型与离子半径 62

4.3.1 离子类型 62

4.3.2 原子半径与离子半径 64

4.4 紧密堆积原理 65

4.4.1 球体最紧密堆积原理 65

4.4.2 等大球体的最紧密堆积 65

4.4.3 非等大球体的紧密堆积 67

4.4.4 紧密堆积原理的化合物 67

4.5 配位数和配位多面体 68

4.5.1 配位数 68

4.5.2 配位多面体 69

4.5.3 配位数与离子半径的关系 69

4.6 化学键性与晶格类型 71

4.6.1 晶体中的键性 71

4.6.2 晶格类型 71

4.6.3 离子的极化 72

4.6.4 结晶化学定律 73

4.6.5 鲍林规则 74

4.7 典型无机化合物的晶体结构 75

4.7.1 AX型晶体 76

4.7.2 AX2型晶体 79

4.7.3 A2X3型晶体 82

4.7.4 ABO3型晶体 83

4.7.5 AB2O4型晶体 86

4.8 类质同像 88

4.8.1 类质同像的概念 88

4.8.2 类质同像的类型 89

4.8.3 类质同像的影响因素 89

4.8.4 类质同像的研究意义 90

4.9 同质多像 90

4.9.1 同质多像的概念 90

4.9.2 同质多像转变 92

4.9.3 同质多像的研究意义 93

4.10 多型性 93

4.10.1 多型性概念 93

4.10.2 多型的表示方法 93

4.10.3 多型研究的意义 93

4.11 有序—无序 93

4.11.1 有序—无序的概念 93

4.11.2 有序—无序的类型 94

4.11.3 有序—无序转变 94

4.11.4 有序—无序的研究意义 94

4.12 晶体结构参数与晶型的关系 95

本章小结 97

第5章 硅酸盐矿物的晶体化学分类 99

5.1 硅酸盐矿物的化学组成 99

5.1.1 形成硅酸盐矿物的造种元素 99

5.1.2 硅酸盐矿物的阳离子配位 99

5.1.3 硅酸盐矿物的阴离子特征 100

5.2 硅酸盐的晶体结构特征 100

5.2.1 硅氧骨干的特征 100

5.2.2 阳离子配位的特征 102

5.3 硅酸盐矿物的分类 102

5.3.1 岛状基型硅酸盐矿物 102

5.3.2 环状基型硅酸盐矿物 103

5.3.3 链状基型硅酸盐矿物 105

5.3.4 层状基型硅酸盐矿物 108

5.3.5 层架状基型硅酸盐矿物 115

5.4 硅酸盐矿物中的晶体结构缺陷 117

5.4.1 点缺陷 118

5.4.2 位错（线缺陷） 118

5.4.3 面缺陷 118

5.4.4 晶体表面、界面 118

5.4.5 晶体缺陷的研究方法 120

5.4.6 晶体缺陷研究的意义 120

本章小结 121

第6章 硅酸盐矿物中的过渡性晶体结构 123

6.1 硅酸盐矿物中的过渡性晶体结构 123

6.2 黑云辉闪石 124

6.2.1 黑云辉闪石矿物间的结构关系 124

6.2.2 辉闪石中的非周期结构 125

6.2.3 非周期结构的形成机理 132

6.3 矿物中的调幅结构 132

6.3.1 调幅结构的概念 132

6.3.2 与结构畸变有关的调幅结构 133

6.3.3 与成分变化有关的调幅结构 133

6.4 反相晶畴结构 135

6.4.1 辉石矿物的反相晶畴结构 135

6.4.2 斜长石中的反相晶畴非周期结构 138

6.5 层状硅酸盐矿物中的非周期结构 138

6.5.1 规则、无规则混层 138

6.5.2 一些常见的混层矿物 138

本章小结 139

第7章 硅酸盐晶体化学的定量分类 141

7.1 硅酸盐晶体结构的研究阶段 141

7.1.1 第一阶段：硅酸盐结构类型及硅酸盐体系形成 141

7.1.2 第二阶段：大、小离子对硅氧骨干及折曲程度控制作用的研究 141

7.1.3 第三阶段：定量研究硅酸盐晶体结构规律 144

7.2 硅酸盐定量晶体化学分类符号 144

7.3 硅氧骨干的新分类 146

7.3.1 硅氧骨干的定量依据 146

7.3.2 岛状硅氧骨干 148

7.3.3 链状硅氧骨干 149

7.3.4 层状硅氧骨干 151

7.3.5 架状硅氧骨干 154

7.4 阳离子性质对硅氧骨干形状的影响 154

本章小结 157

第8章 硅酸盐水泥中物相的晶体化学 158

8.1 硅酸三钙 158

8.1.1 C3S的晶体结构 158

8.1.2 C3S多晶现象与温度的关系 159

8.1.3 C3S的多晶现象 159

8.2 硅酸二钙 161

8.2.1 C2S五种晶型的晶体结构 161

8.2.2 C2S多晶随温度的变化 164

8.2.3 有外来元素时C2S的多晶型 165

8.3 铝酸盐相 166

8.3.1 Ca3Al2O6的晶体结构 166

8.3.2 8CaO·Na2O·3Al2O3固熔体的晶体结构 167

8.3.3 α-5CaO·3Al2O3固熔体的晶体结构 167

8.3.4 CaO·2Al2O3固熔体的晶体结构 168

8.3.5 C12A7固熔体的晶体结构 169

8.3.6 K9.6Ca1.2Si12O30固熔体的晶体结构 169

8.3.7 Ca4（A16O12）（SO4）固熔体的晶体结构 169

8.3.8 CaF2的晶体结构 170

8.3.9 α-CaSO4固熔体的晶体结构 170

8.4 铁铝酸盐相 171

8.4.1 4CaO·Al203·Fe203的晶体结构 171

8.4.2 2CaO·Fe203的晶体结构 172

8.4.3 Ca8Fe4Al4020-1和Ca8Fe4Al4020-2的晶体结构 174

8.4.4 Fe1.33Al0.67Ca205的晶体结构 174

8.4.5 Ca2（Fe0.741Al1.259）05的晶体结构 176

8.4.6 Ca2Al2（Si04）03的晶体结构 177

8.4.7 α-K2S04和β-K2S04的晶体结构 177

8.5 硅酸盐水泥矿物 178

8.5.1 阿利特 178

8.5.2 贝利特 180

8.5.3 铝酸三钙 181

8.5.4 铁铝酸盐相 181

8.5.5 少量矿相 183

8.6 水化产物的物相结构 183

8.6.1 水化硅酸钙 183

8.6.2 六方水化铝酸钙 185

8.6.3 立方水化铝酸钙和水化铁酸钙（水石榴子石） 186

8.6.4 硅酸二钙的α-单水化合物 186

8.6.5 AFt相 187

8.6.6 AFm相 188

8.6.7 六方柱状相 188

8.6.8 六方板状相 189

8.6.9 氢氧化钙 191

8.6.10 氢氧化铝（三水铝石） 191

8.6.11 其他相 191

本章小结 192

第9章 陶瓷材料晶体化学 194

9.1 黏土类原料晶体化学 194

9.1.1 高岭石类 194

9.1.2 蒙脱石类 196

9.1.3 伊利石类 198

9.1.4 水铝英石 199

9.2 石英类原料晶体化学 199

9.2.1 α-方石英结构 201

9.2.2 α-鳞石英结构 202

9.2.3 α-石英结构 203

9.3 长石类原料晶体化学 204

9.3.1 钾长石结构 205

9.3.2 钠长石结构 206

9.3.3 滑石结构 207

本章小结 208

第10章 玻璃材料的晶体化学 209

10.1 玻璃结石的晶体化学 209

10.1.1 硅氧类矿物的晶体化学 209

10.1.2 铝氧类矿物的晶体化学 212

10.1.3 硅酸盐类矿物的晶体化学 214

10.1.4 铝硅酸盐类矿物的晶体化学 216

10.1.5 其他矿物的晶体化学 219

10.2 微晶玻璃的晶体化学 220

10.2.1 微晶玻璃的分类 220

10.2.2 微晶玻璃的晶化过程 222

10.2.3 微晶玻璃的组成及性质 226

本章小结 242

第11章 电子背散射衍射技术在硅酸盐晶体化学中的应用 243

11.1 常规研究方法 243

11.1.1 光学显微分析 243

11.1.2 透射电子显微分析 243

11.1.3 高分辨透射电子显微分析 244

11.1.4 扫描电子显微分析 245

11.1.5 电子探针显微分析 246

11.1.6 晶体结构的X射线分析 246

11.1.7 扫描探针显微分析 249

11.2 EBSD研究方法、基本原理和设备简介 249

11.3 EBSD在硅酸盐晶体化学中的应用前景 252

11.3.1 织构及取向差分析 252

11.3.2 晶粒尺寸及形状的分析 252

11.3.3 晶界、亚晶及孪晶性质的分析 253

11.3.4 相鉴定及相比计算 253

11.3.5 应变测量 253

本章小结 253

参考文献 254