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第一章 绪论 1

第一节 材料科学及其发展 1

第二节 现代材料及其分类 6

第三节 现代材料化学的研究对象和内容 12

第二章 固体材料的结构与表征 15

第一节 晶体材料结构 16

一、空间点阵 17

二、晶面指数与晶向指数 21

三、晶体的宏观对称性和点群 23

四、晶体的微观对称性和空间群 30

五、晶体结构的基本类型 33

六、晶体结构与元素周期表的关系 40

一、固体材料中结合键的基本类型 42

第二节 固体材料中的结合键 42

二、金属材料中的结合键和固体电子论 46

三、无机材料中的结合键和鲍林规则 58

第三节 缺陷化学基础 62

一、晶体缺陷的分类 63

二、点缺陷和电子缺陷 66

三、缺陷化学反应方程式 69

四、点缺陷的化学平衡 74

五、非整比化合物 82

六、位错 84

第四节 非晶态材料结构 87

一、非晶态固体的结构特征 87

二、无机玻璃的结构 88

三、非晶态金属的结构 91

四、非晶态聚合物的结构 92

五、非晶态材料的玻璃化转变 95

第五节 高分子材料结构 97

一、高分子主链的构成--一次结构 99

二、高分子主链的构象--二次结构 104

三、三次结构和高次结构 106

第六节 材料结构的表征 113

一、材料结构表征的主要内容和方法 113

二、衍射技术 116

三、显微技术 124

四、波谱技术 126

五、质谱技术 150

六、电子能谱表面分析 152

七、热分析技术 154

一、热力学定律及其在材料中的应用 159

第一节 材料化学热力学基础 159

第三章 材料化学热力学和动力学 159

二、△G°-T关系及其应用 164

第二节 相图及相图化学 171

一、固体材料中的基本晶体相 171

二、相平衡与相律 174

三、单元系相图 175

四、二元系相图 177

五、三元系相图 186

第三节 材料化学动力学 199

一、固体中的扩散 199

二、固态相变 214

第四节 固相反应 216

一、固相反应的特点和分类 227

二、固相反应的热力学和动力学 228

三、烧结反应 231

第四章 固体材料性能学 238

第一节 材料的力学性能 238

一、强度与塑性 239

二、硬度与韧性 243

三、耐磨性与疲劳特性 244

第二节 无机材料的脆性与强化增韧 245

一、材料的脆性断裂现象 245

二、无机材料的强度 247

三、无机材料的强化与增韧途径 250

第三节 固体材料的物理性能 253

一、材料的热学性能 253

二、材料的电学性能 255

三、材料的光学性能 257

四、材料的磁学性能 269

第四节 固体材料的化学性能 275

一、材料的化学性能与材料腐蚀 275

二、无机材料的腐蚀 276

第五节 高分子材料的腐蚀 277

一、化学腐蚀 278

二、物理腐蚀 281

三、应力腐蚀 283

四、生物及微生物腐蚀 284

第六节 金属材料的耐腐蚀性 285

一、金属腐蚀的基本类型 285

二、水相腐蚀 286

三、局部腐蚀 309

四、氧化--干腐蚀 321

一、正确选用材料、合理设计构件 328

第七节 固体材料的防腐蚀 328

二、腐蚀环境的改善与控制 330

三、电化学保护 334

四、采用保护性覆盖层 335

第五章 现代材料制备化学 355

第一节 现代材料设计简介 356

一、材料设计的目的和主要内容 356

二、材料设计的基本步骤和实例 358

第二节 现代材料制备方法比较 361

一、金属材料的制备特点 361

二、无机材料的制备特点 362

三、高分子合成材料的制备特点 363

第三节 晶体材料的制备 364

一、溶液法 365

二、溶胶-凝胶法 371

三、水热合成法 380

四、固相法 386

五、气相法 392

第四节 晶体生长技术 398

一、最佳晶体生长体系的选择 398

二、晶体生长方法的分类 399

三、气相生长法制备单晶 400

四、从溶液中生长单晶 401

五、从熔体中生长单晶 404

六、固相生长单晶 409

第五节 非晶态材料的制备 410

一、非晶态材料的一般制法 410

二、非晶态金属的制备 412

三、非晶态半导体的制备 414

四、非晶态高聚物的制备 416

一、加成聚合 418

第六节 高分子材料的制备 418

二、缩合聚合 422

三、开环聚合 424

四、聚合方法 426

第六章 新型金属材料 430

第一节 低合金高强度钢 431

一、低合金高强度钢的合金成分 431

二、低合金高强度钢的应用 433

第二节 超高强度钢 433

一、超高强度钢的合金成分 434

二、超高强度钢的主要性能 435

第三节 新型铝合金 436

一、铝合金的组织特点和分类 437

二、铝的合金化 438

三、几种重要的新型铝合金 440

第四节 先进钛合金 445

一、钛的性能特点 445

二、钛的合金化 447

三、钛合金的基本类型 449

第五节 稀土金属材料 455

一、稀土金属和合金材料 455

二、稀土高性能磁性材料 457

三、稀土贮氢材料 466

四、稀土核材料 472

五、稀土超导材料 479

第七章 先进无机材料 485

第一节 先进陶瓷 486

一、氮化硅陶瓷 486

二、碳化硅陶瓷 489

三、硼化物陶瓷 491

四、氧化铝陶瓷 494

五、氧化锆陶瓷 498

六、导电陶瓷 502

七、压电陶瓷 507

八、光学陶瓷 510

九、生物陶瓷 512

第二节 新型玻璃 517

一、玻璃材料的特性和分类 517

二、光功能玻璃 519

三、电子玻璃 523

四、新型建筑玻璃 524

第三节 人工晶体 527

一、人工水晶 528

二、人造宝石 529

三、光学晶体 530

四、压电晶体 531

五、激光晶体 533

六、高压合成的晶体 533

七、其他晶体 535

第四节 无机涂层 536

一、无机涂层的特点和分类 536

二、无机涂层的制备方法 537

三、无机涂层的应用 540

第八章 高分子合成材料 541

第一节 概述 541

第二节 工程塑料 543

一、通用工程塑料 543

二、特种工程塑料 549

一、概述 552

第三节 高分子液晶材料 552

二、侧链液晶高分子 555

三、主链液晶高分子 558

四、高分子液晶材料的应用 560

第四节 高分子压电材料 564

一、高分子压电材料的性能和分类 564

二、高分子复合物压电材料 566

三、高分子压电材料的应用 567

第五节 导电高分子材料 568

一、高分子导电机理 569

二、导电高分子材料的制备 571

三、导电高分子材料的应用 575

第六节 高分子胶粘剂 575

一、胶粘剂的成分和功能 576

二、几种重要的结构胶粘剂 577

第七节 高分子涂料 581

一、高分子防腐涂料 581

二、高分子耐热涂料 586

三、隔热烧蚀涂料 588

第九章 现代复合材料 591

第一节 复合材料概述 592

一、复合材料的特性 592

二、复合材料的分类 593

第二节 复合材料用增强材料 595

一、有机纤维 596

二、无机纤维 597

三、晶须 599

四、颗粒 601

一、材料的复合原则 602

第三节 复合原理 602

二、复合材料的界面理论 603

三、混合定律 606

第四节 树脂基复合材料 607

一、热固性树脂基复合材料 607

二、热塑性树脂基复合材料 610

第五节 金属基复合材料 614

一、纤维增强金属基复合材料 614

二、晶须增强金属基复合材料 618

三、颗粒增强金属基复合材料 619

第六节 陶瓷基复合材料 622

一、纤维补强增韧陶瓷基复合材料 622

二、晶须补强增韧陶瓷基复合材料 624

三、颗粒弥散强化复相陶瓷 626

一、碳-碳复合材料的特性 627

第七节 碳-碳复合材料 627

二、碳-碳复合材料的制备 628

三、碳-碳复合材料的应用 630

第十章 环境材料与资源化学 633

第一节 环境材料 633

一、环境材料出现的历史背景 633

二、环境材料的研究内容 635

三、材料资源化、循环制备与使用 645

第二节 资源化学 645

一、自然资源及其分类 646

二、资源的综合利用 647

三、废弃物资源化的一般原理 652

四、废气和废水的资源化 654

五、废弃材料与废渣的资源化 665

参考文献 675

附录 680