材料化学PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 材料的发展历史及在现代社会中的重要地位 1

第二节 材料的分类及基本概况 1

一、金属材料 2

二、非金属材料 2

三、高分子材料 2

四、复合材料 3

第三节 材料化学的任务 4

第二章 化学热力学基础 5

第一节 热力学函数的性质及其重要关系式 5

一、热力学函数的定义 5

二、热力学函数的性质 8

三、热力学函数间的关系 9

第二节 化学反应热效应与标准热力学函数 11

一、化学反应热效应 11

二、反应进度 12

三、盖斯定律 13

四、生成热与反应热 14

五、反应热与温度的关系 16

六、标准摩尔熵及熵变的计算 18

七、标准摩尔吉布斯函数及其改变量的计算 23

第三节 敞开体系的热力学关系式 26

一、化学势 26

二、偏摩尔量 28

三、偏摩尔量的集合公式 29

四、吉布斯-杜亥姆公式 30

五、多相敞开体系的基本关系式 30

六、气态物质的化学势表达式 32

第四节 固体热力学理论简介 35

一、状态参量 35

二、状态方程及热力学势函数 36

三、线性状态方程物性参数 38

第三章 相图 40

第一节 相律 40

一、几个重要概念 40

二、相律的推导及应用 42

第二节 相变 45

一、一级相变和二级相变 46

二、“λ”型与混合型相变 49

第三节 相图分析 49

一、单组分体系相图 49

二、二组分体系相图 51

三、三组分体系相图 62

第四章 溶液与固溶体 66

第一节 拉乌尔定律和亨利定律 66

一、拉乌尔定律 66

二、亨利定律 66

第二节 理想液体混合物和稀溶液 68

一、理想液体混合物 68

二、稀溶液 70

三、稀溶液的依数性 72

第三节 实际溶液 77

一、实际溶液对理想液体混合物的偏差 77

二、实际溶液中各组分的化学势及活度概念 78

三、渗透系数 80

四、超额函数 81

第四节 溶液中化学反应的平衡常数 83

第五节 固溶体 85

一、固溶体的分类 85

二、置换型固溶体 87

三、间隙型固溶体 89

四、固体的混合熵与吉布斯自由能 90

五、固溶体的性质 91

六、固溶体的研究方法 92

第五章 表面现象与胶体分散体系 96

第一节 表面现象热力学 96

一、比表面吉布斯自由能 96

二、表面张力 97

三、影响表面张力的因素 97

四、表面现象基本规律 99

第二节 分散度对体系物性的影响 99

一、分散度对体系热力学函数的影响 99

二、分散度对蒸气压的影响 100

三、分散度对体系凝固点的影响和过冷现象 102

四、分散度对固体在液体中的溶解度的影响和溶液过饱和现象 103

第三节 介稳状态和新相的生成 103

一、介稳状态 103

二、新相的生成 104

第四节 润湿现象 108

一、润湿程度的度量标准——接触角 109

二、润湿类型和润湿功 110

第五节 液体界面的性质 111

一、吉布斯吸附公式 111

二、液体的表面张力与浓度的关系 112

三、表面活性物质在溶液表面上的排列与单分子层膜 113

第六节 固体表面的吸附 114

一、固体表面吸附的本质 114

二、吸附平衡与吸附曲线 115

三、兰格缪尔单分子层吸附理论 116

四、BET多分子层吸附理论 117

五、弗伦德利希吸附等温式 118

第七节 表面现象在材料科学中的应用 119

一、气-固吸附在陶瓷工艺中的应用 119

二、气-固吸附在真空镀膜工艺中的应用 120

三、气体的除杂净化 120

四、晶界电势与晶界偏析 120

第八节 分散体系 121

一、分散体系概念 121

二、胶体分散体系及分类 122

第九节 溶胶的性质 122

一、光学性质 122

二、动力性质 125

三、溶胶的电学性质 129

四、溶胶的稳定性和聚沉作用 134

第十节 胶体的制备和净化 138

一、分散法 138

二、凝聚法 139

三、溶胶的净化 140

第十一节 溶胶-凝胶技术 141

一、溶胶-凝胶的制备 141

二、胶凝过程 142

第十二节 溶胶-凝胶技术在纳米材料制备中的应用 144

一、纳米材料的基本性质 144

二、纳米材料的制备方法 145

第六章 金属与合金 147

第一节 金属材料概论 147

第二节 金属的结构与物性 147

一、金属键 147

二、金属的晶体结构 148

三、金属的物理性质 149

第三节 金属的化学性质 152

一、金属的氧化反应 153

二、金属与水、酸的反应 153

三、金属与碱的反应 154

第四节 金属的提炼 154

一、热分解法 155

二、热还原法 155

三、电解法 156

第五节 金属还原过程热力学 157

第六节 金属的精炼 159

一、电解精炼法 159

二、气相精炼法 160

三、区域熔炼法 160

第七节 合金 161

一、低共熔混合物 161

二、金属固溶体 161

三、金属化合物 162

第八节 金属的腐蚀与防护 163

一、金属的腐蚀 163

二、金属的防护 164

三、电镀 166

第九节 钢铁的冶炼原理 166

一、铁的冶炼原理 166

二、钢的冶炼原理 167

三、钢铁的结构 168

第七章 非金属材料 170

第一节 非金属材料的物质结构 170

一、陶瓷材料的相组成 170

二、非金属材料的化学键 170

三、离子晶体中正负离子的堆积方式 172

四、简单氧化物的晶体结构 173

五、比较复杂氧化物的晶体结构 174

六、共价晶体的晶体结构 175

第二节 陶瓷的化学组成 176

第三节 陶瓷制造（烧结）过程的化学变化 177

第四节 水泥 177

第五节 特种陶瓷的工艺过程 179

第六节 半导体材料 180

一、超纯锗的制备 180

二、超纯硅的制备 181

三、砷化镓的制备 184

第八章 高分子材料 185

第一节 高分子材料概论 185

第二节 高分子材料的合成方法 186

一、缩合聚合——缩聚 186

二、加成聚合 188

第三节 高分子材料的结构与性能 191

一、高分子链的化学结构与构型 191

二、高分子链的构象与柔顺性 195

三、高分子的聚集态（晶态）结构 196

四、高聚物的结构因素对其性能的影响 202

五、高聚物的物理状态及其与结构的关系 204

第四节 高分子材料的化学转变及老化 206

一、聚合物侧链的反应及应用 206

二、聚合物的交联与降解 209

三、聚合物的老化与防老化 212

第九章 复合材料 214

第一节 复合材料概论 214

一、复合材料的定义与发展 214

二、复合材料的种类 215

三、复合材料的组成 215

第二节 基体材料 216

一、环氧树脂 216

二、酚醛树脂 218

三、聚酰亚胺 224

四、氰酸酯树脂 228

五、不饱和聚酯 231

第三节 增强纤维 236

一、玻璃纤维 237

二、碳纤维 239

三、硼纤维 242

四、SiC纤维 243

五、芳纶纤维 247

六、超高相对分子质量聚乙烯纤维 253

第四节 复合材料界面的化学问题 256

一、概述 256

二、复合材料的界面 258

三、增强材料的表面处理 263

参考文献 272