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第6篇 晶体材料 1

第1章 晶体结构与形态 3

1晶体格子构造 5

2晶体的对称 5

2.1晶体的几何形态与对称 5

2.2对称点群 5

3晶格结构与结晶形态 8

3.1金属晶格与结晶的形态 8

3.2离子晶格与结晶形态 9

3.3原子晶格与结晶形态 9

3.4分子晶格与晶体形态 9

4七个晶系晶体结晶形态与定向 10

4.1等轴晶系 11

4.2六方晶系 11

4.3三方晶系 12

4.4四方晶系 13

4.5斜方晶系 13

4.6单斜晶系 14

4.7三斜晶系 14

5晶体结晶形态的多变性 15

6晶体形态的结晶化学基础 16

6.1晶体构型与化学键 16

6.2负离子配位多面体在晶体中的结晶方位与晶体结晶形态 17

第2章 晶体生长基础 30

1生长界面结构的动力学转换效应 30

1.1生长机理的理论研究 30

1.2水杨酸苯酯的新实验数据 30

1.3晶体生长过程的光学实时观测研究 31

2晶体生长中的流体运动效应 32

2.1质量传输过程 32

2.2动量传输过程 34

2.3热量传输过程 35

2.4流体非稳态传输过程 36

3晶体形态稳定性 37

3.1晶体形态稳定性与生长机制 38

3.2实时观察方法研究界面稳定性 38

3.3晶体形态的Monte Carlo模拟 38

3.4晶体形态稳定性与扩散效应 38

3.5对流效应对晶体界面非稳定性的影响 39

4负离子配位多面体生长基元理论模型及其应用 40

4.1模型的结晶化学基础 40

4.2模型的结晶学基础 40

4.3模型的实验基础 40

4.4模型的稳定能计算 41

4.5模型在晶体生长中的作用 43

第3章 晶体生长方法 48

1水溶液法生长晶体 48

1.1溶液溶解度与饱和度 48

1.2晶体生长平衡态 48

1.3晶体生长方法简介 48

1.4晶体的生长形态与籽晶取向和杂质影响 50

1.5水溶液法晶体生长习性机理实例 50

2水热法生长晶体 52

2.1水热法 52

2.2高温高压下水溶液热力学特性 52

2.3水热生长晶体动力学 53

2.4水热法生长晶体缺陷 55

2.5水热法制备纳米晶 55

3助熔剂法生长晶体 56

3.1助熔剂的选择 56

3.2助熔剂生长方法 56

3.3助熔剂生长晶体的溶液结构与晶体生长习性 57

4熔体提拉法 58

5坩埚下降法 60

6外延生长技术 61

7区熔法 61

8焰熔法 62

第4章 非线性光学晶体 63

1非线性光学晶体的理论基础 63

1.1晶体的非线性光学效应 63

1.2参量过程和非参量过程 63

1.3非线性电极化率的增强 64

1.4位相匹配 64

1.5角度位相匹配 64

1.6温度位相匹配 65

1.7光学混频 66

1.8光学参量放大和参量振荡 66

1.9三阶非线性光学效应 66

1.10光折变效应 66

2磷酸盐晶体 67

2.1磷酸二氢钾晶体 67

2.2磷酸二氘钾晶体 68

2.3磷酸钛氧钾晶体 68

3 α-碘酸锂晶体 69

4硼酸盐晶体 69

4.1 β-偏硼酸钡晶体 69

4.2三硼酸锂晶体 71

4.3四硼酸锂铯晶体 72

5铌酸盐晶体 73

5.1铌酸盐晶体 73

5.2铌酸钾晶体 75

5.3铌酸钾锂晶体 75

5.4钽铌酸钾晶体 76

5.5铌酸锶钡晶体 77

6钛酸盐晶体 78

6.1钛酸钡晶体 78

7准位相匹配材料 78

7.1准位相匹配技术的基本原理 79

7.2准位相匹配材料的制备 79

7.3准位相匹配技术的优缺点 79

8半导体型非线性光学晶体 79

8.1体型半导体非线性光学晶体 79

8.2量子阱结构材料和超晶格材料 82

9有机非线性光学晶体 82

9.1 L精氨酸磷酸盐晶体 83

9.2酰胺类尿素晶体 83

9.3苯基衍生物晶体 84

9.4吡啶衍生物晶体 85

9.5酮衍生物晶体 85

10紫外，深紫外非线性光学晶体 86

10.1 KBBF晶体 86

10.2 KABO晶体 87

第5章 铁电和压电晶体 89

1压电与铁电晶体的基础 89

1.1晶体的物理性能与宏观对称性 89

1.2晶体介电性的基础 90

1.3晶体弹性的基础 90

1.4晶体的铁电性 93

1.5压电方程 95

2铁电和压电晶体的介绍 96

2.1 PMNT和PZNT晶体 96

2.2 BaTiO3晶体 101

2.3 LiNbO3和LiTaO3晶体 103

2.4钨青铜结构晶体 105

2.5水溶性铁电晶体 106

3非铁电性压电晶体 108

3.1 SiO2晶体 108

3.2 ZnO晶体 110

3.3 α-LiIO3晶体 111

3.4 LGS晶体 112

3.5四硼酸锂（Li2B4O7）晶体 113

3.6磷酸铝（α-AlPO4）和GaPO4晶体 113

3.7锗酸铋（Bi12 GeO20）晶体 114

3.8压电晶体的结构与形成机理 115

第6章 电光晶体 117

1电光效应的理论基础 117

1.1线性电光效应 117

1.2二次电光效应 117

1.3电光系数的测量 117

1.4电光效应的应用 117

1.5电光晶体的一般要求 119

2 KDP族晶体 119

3 ABO3型晶体 120

3.1 LiNbO3和LiTaO3晶体 120

3.2立方晶系钙钛矿型晶体 121

3.3钨青铜型晶体 122

4 AB型晶体 123

5杂类晶体 124

第7章 声光晶体 127

1声光效应的理论 127

1.1两种衍射类型 127

1.2正常和异常声光效应 127

1.3声光系数的测量 127

1.4声光效应的应用 127

1.5声光晶体的品质因数 129

2声光晶体 129

第8章 光学晶体 131

1光在介质中的传播 131

1.1材料的折射率 131

1.2材料对光的吸收 131

1.3光的色散 132

1.4非线性折射率 132

2光学晶体的应用及对光学介质材料的要求 132

3光学晶体的分类 136

4光学晶体的发展 139

第9章 热释电晶体 141

1热释电晶体 141

2晶体热释电系数及其优值因子 141

3热释电晶体材料 142

3.1 TGS[ （NH2 CH2 COOH）3 H2 SO4］单晶系列 142

3.2钽酸锂和铌酸锂晶体 143

3.3正方钨青铜型结构的晶体 143

3.4铌镁酸铅钛酸铅（PMNT）弛豫铁电体单晶 143

第10章 激光晶体 145

1固体激光工作物质概述 145

2固体激光工作物质的光谱性质 147

3固体激光工作物质的基本要求 148

4氧化铝晶体为基质的激光晶体 148

4.1掺铬氧化铝晶体（红宝石） 148

4.2掺钛氧化铝晶体（掺钛蓝宝石） 149

5 YAG系列晶体为基质的激光晶体 150

5.1掺稀土离子石榴石晶体 150

5.2掺稀土铝酸钇晶体 153

6氟化物晶体为基质的激光晶体 155

6.1掺稀土离子氟化物晶体 155

6.2掺过渡金属离子氟化物晶体 157

7钒酸盐晶体为基质的激光晶体 158

8色心激光晶体 159

8.1 F2色心 161

8.2 F2+色心 161

8.3 F2-色心 161

9其他重要的激光晶体 162

9.1掺铬铝酸铍晶体（BeAl2O4：Cr3+） 162

9.2氟磷酸盐晶体 162

9.3掺铬镁橄榄石晶体 164

9.4掺铬氟铝酸盐晶体 165

10自倍频激光晶体 166

10.1四硼酸铝钇钕晶体 166

10.2掺钕三硼氧酸钆钙晶体（Ca4GdO（BO3）3：Nd3+，GdCOB:Nd3+） 166

第11章 闪烁晶体 169

1闪烁晶体在高能物理上的应用 169

2闪烁晶体在医学应用领域 170

2.1 X射线成像 170

2.2 γ射线照相机 170

2.3 X射线层面照相术 170

2.4正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography，PET） 170

2.5医学成像技术对闪烁晶体的性能要求 170

2.6 PET用新型闪烁体的研发状况 171

3闪烁晶体发光机制 171

4闪烁晶体性能特征指标 172

5钨酸铅晶体（PWO） 173

5.1 PbWO4晶体结构 173

5.2钨酸铅晶体形态 174

5.3 PWO晶体的发光中心与发光机制 174

5.4 PWO晶体的闪烁特性 176

5.5 PWO晶体光学性能的各向异性效应 178

5.6 PWO晶体掺质研究 181

5.7坩埚下降法生长PWO晶体 181

5.8提拉法生长PWO晶体 182

6锗酸铋晶体（BGO） 182

6.1 BGO晶体的特征和主要用途 183

6.2 BGO晶体的闪烁性能 183

6.3 BGO晶体发光机理 184

6.4 BGO晶体的辐照损伤 184

6.5 BGO晶体掺质研究 186

6.6 BGO：La晶体在室温下的闪烁特性 186

6.7 BGO晶体的生长方法和工艺 188

6.8晶体结构与表面形貌 189

6.9晶体缺陷 191

7碘化铯CsI（Tl）晶体 194

7.1 CsI（Tl）晶体光致发光 195

7.2 CsI（Tl）晶体光产额 195

7.3 CsI（Tl）晶体X射线激发的发射光谱 195

7.4 Tl在Cal晶体中的分布 195

7.5 Tl在大尺寸CsI（Tl）晶体中分布与发光均匀性的关系 197

7.6晶体表面抛光对CsI（Tl）晶体光产额与均匀性的影响 197

7.7晶体形状与表面处理对光产额均匀性影响 198

7.8晶体的包装对光产额的影响 199

7.9晶体表面条件优化对晶体闪烁性能的改善 199

7.10 CsI（Tl）晶体的热释光研究 199

8氟化铅晶体（PbF2） 199

8.1 PbF2晶体结构与相变 199

8.2氟化物晶体生长概述 200

8.3 PbF2晶体的生长 201

8.4 PbF2晶体缺陷 201

8.5 PbF2晶体缺陷特征 202

8.6 PbF2晶体的光吸收 204

8.7掺质氟化铅晶体的发光特征 205

9硅酸镥晶体（LSO） 206

9.1 LSO晶体闪烁性能 207

9.2 LSO晶体生长 208

第12章 宝石晶体 209

1金刚石晶体 209

1.1物理化学特征 209

1.2成因、产地 209

1.3经济评价标准 209

1.4质量改善 210

1.5合成金刚石 210

1.6金刚石相似品 211

2刚玉类晶体 212

2.1天然红宝石、蓝宝石 212

2.2人工改善 213

2.3合成刚玉 213

3绿柱石晶体 214

3.1天然绿柱石 214

3.2人工改善 215

3.3合成绿柱石晶体 215

4金绿宝石 216

4.1天然金绿宝石 216

4.2合成金绿宝石 216

5中档宝石 216

5.1水晶 216

5.2尖晶石 217

5.3锆石 217

5.4石榴石 218

5.5橄榄石 219

5.6黄玉 220

5.7电气石 220

5.8长石 221

6玉石 221

6.1翡翠 221

6.2软玉 222

6.3蛇纹石玉 222

6.4合成玉石 222

参考文献 224

第7篇 无机涂层材料 227

第1章 概述 229

1涂料的定义及其特性 229

2无机涂料的作用和地位 230

3无机涂料国内外发展近况及趋势 230

第2章 无机涂层材料与涂层 233

1等离子体喷涂陶瓷涂层材料 233

1.1等离子体喷涂涂层工艺 233

1.2热阻涂层 233

1.3耐磨涂层 235

1.4医用生物涂层 236

1.5电解水电极涂层 238

2航天器热控涂层 240

3电致变色涂层（薄膜） 242

4太阳选择性吸收涂层 243

5其他涂层 243

5.1隐身涂层 243

5.2红外辐射涂层 244

5.3高温抗氧化涂层 244

5.4导电涂层 244

第3章 无机涂料分类和合成 245

1无机涂料的分类 245

1.1纯无机基料及其涂料 245

1.2有机-无机复合树脂及其涂料 251

2纳米组成涂料或纳米结构涂料 256

参考文献 258

第8篇 耐火材料 259

第1章 耐火材料基础 261

1耐火材料的分类 261

1.1按化学属性分类 261

1.2按化学矿物组成分类 261

1.3其他分类方法 262

2耐火材料的组成、结构与性质 262

2.1耐火材料的化学-矿物组成 262

2.2耐火材料的显微结构 262

2.3耐火材料的常温物理性质 263

2.4耐火材料的热学性质和导电性质 263

2.5耐火材料的力学性质 264

2.6耐火材料的高温使用性质 265

2.7抗渣蚀性能 266

3耐火材料的外形尺寸准确性及外观缺陷 267

4耐火材料的制造工艺概述 267

4.1原材料的加工制造 267

4.2耐火原料的破粉碎 277

4.3坯料的制备 277

4.4成形 278

4.5砖坯干燥 278

4.6耐火制品的烧成 279

第2章 硅质耐火材料 281

1硅质原料 281

1.1硅质原料的分类及其特征 281

1.2硅质原料的特性 282

2制品 282

2.1硅坯 282

2.2硅质绝热板 286

2.3熔融石英制品 286

第3章 硅酸铝质耐火材料 288

1概述 288

1.1硅酸铝质耐火材料的分类 288

1.2与硅酸铝系耐火材料有关的相图 288

2硅铝系耐火原料 290

2.1蜡石原料 290

2.2黏土原料 291

2.3高铝矾土原料 293

2.4蓝晶石族矿物原料 296

2.5合成莫来石原料 299

3硅铝系耐火制品 300

3.1黏土质耐火制品 300

3.2半硅质耐火制品 303

3.3高铝质耐火制品 304

3.4硅线石质耐火制品 306

3.5莫来石质耐火制品 308

第4章 碱性耐火材料制品 310

1概述 310

1.1碱性耐火材料发展历史和特性 310

1.2碱性耐火材料制品分类 312

2碱性耐火原料 312

2.1我国菱镁矿的化学成分、物理性能、分布及储量 312

2.2镁砂 313

2.3镁铝尖晶石 315

2.4镁铬尖晶石 316

2.5镁钙砂 316

2.6其他碱性耐火原料简介 317

3镁质耐火制品 317

3.1镁质制品的生产工艺 318

3.2镁质制品的化学组成对性能的影响 318

3.3与镁质耐火材料有关的物系 319

3.4镁质制品的显微结构 321

3.5提高镁质制品质量的途径 322

3.6镁砖及镁硅砖 322

4镁钙耐火材料制品 323

4.1镁钙系耐火材料抗水化方法 323

4.2镁钙砖 325

4.3与白云石质耐火材料有关的物系 325

4.4白云石砖 326

5镁铬耐火材料制品 327

5.1 MgO-Cr2 O3系耐火材料相关相图 327

5.2镁铬耐火材料制品 330

6镁铝耐火材料制品 331

6.1尖晶石合成及相平衡关系 332

6.2镁铝砖中Al2O3含量对其性能的影响 333

第5章 碳复合耐火材料 334

1碳复合耐火材料原料 334

1.1碳素原料的结构及特点 334

1.2石墨 335

1.3焦炭 335

1.4炭黑 336

1.5抗氧化剂 336

2碳复合耐火材料结合剂 337

2.1结合碳结构 337

2.2沥青类结合剂 337

2.3酚醛树脂 339

2.4沥青-树脂复合结合剂 340

3镁碳耐火材料 340

3.1 MgO-C砖的性能及影响因素 340

3.2 MgO-C砖的应用 341

4铝碳耐火材料 344

4.1铝碳质滑动水口 344

4.2铝碳质长水口、整体塞棒和浸入式水口 346

5铝镁碳耐火材料 348

5.1主原料的选择 348

5.2基质组成的确定 348

5.3石墨的影响 349

5.4树脂结合铝镁碳砖的性能与应用 349

6镁钙碳耐火材料 350

6.1含游离CaO的碱性耐火材料 350

6.2 MgO-CaO-C砖组成与性能的关系 351

6.3 MgO-CaO-C砖的应用 352

7Al2O3 -SiC-C砖 353

7.1铁水预处理对耐火材料性能的要求 353

7.2 Al2 O3 -SiC-C砖的组成对性能的影响 353

7.3Al2O3-SiC-C砖的生产与应用 354

8炭砖 355

8.1高炉用炭砖 355

8.2电炉用炭块 357

8.3铝电解用阴极炭块 358

8.4炭质糊类制品 358

第6章 碳化硅质耐火材料 360

1氧化物结合SiC制品 360

1.1黏土结合SiC制品 360

1.2莫来石结合SiC制品 360

1.3 SiO2结合SiC制品 360

2氮化物结合SiC制品 361

2.1氮化硅结合SiC制品 362

2.2赛隆结合碳化硅制品 365

2.3氧氮化硅和复相氮化物结合SiC制品 368

3自结合SiC制品 368

3.1β-SiC结合SiC制品 368

3.2重结晶SiC制品 369

4渗硅反应烧结SiC制品 370

5 SiC复合制品 370

6 SiC制品的用途 371

第7章不定形耐火材料 372

1不定形耐火材料概念 372

1.1不定形耐火材料分类 372

1.2不定形耐火材料的制备 372

1.3不定形耐火材料的应用 373

2不定形耐火材料用结合剂 373

2.1结合剂的分类 373

2.2结合剂的结合机理 373

2.3结合剂的选用原则 374

3不定形耐火材料用外加剂 375

3.1外加剂的分类 375

3.2减水剂（分散剂） 375

3.3增塑剂（塑化剂） 375

3.4促凝剂（促硬剂） 375

3.5缓凝剂 375

3.6保存剂 375

3.7防缩剂 376

4不定形耐火材料的粒度组成 376

4.1颗粒级配理论简介 376

4.2粒度组成的控制 376

5不定形耐火材料的作业性能 377

5.1和易性 377

5.2稠度 377

5.3流动性（流动值） 377

5.4铺展性 377

5.5可塑性 378

5.6附着率 378

5.7马夏值 378

5.8触变性 379

5.9凝结性 379

5.10硬化性 379

6耐火浇注料 379

6.1铝酸钙水泥结合浇注料 380

6.2低、超低水泥耐火浇注料 381

6.3无水泥耐火浇注料 382

6.4磷酸盐结合浇注料 383

6.5水玻璃结合浇注料 384

6.6铝-镁质浇注料 384

6.7氧化铝-碳化硅-碳质浇注料 386

6.8耐酸耐火浇注料 386

6.9耐碱耐火浇注料 387

6.10耐磨耐火浇注料 387

6.11钢纤维增强耐火浇注料 387

6.12轻质（隔热）耐火浇注料 389

7耐火可塑料 390

7.1黏土结合可塑料 390

7.2磷酸结合可塑料 390

7.3硫酸铝结合可塑料 391

8 耐火捣打料 391

8.1铝-镁质捣打料 391

8.2高铝-碳化硅-碳质捣打料 392

8.3碱性耐火捣打料 392

8.4锆英石质耐火捣打料 392

9喷射耐火材料 393

9.1喷射耐火材料施工装备 393

9.2硅酸铝质喷射耐火材料 394

9.3碱性喷射耐火材料 395

9.4高铝-碳化硅-碳质喷射料 396

9.5火焰喷补料 396

10干式耐火振捣料 398

10.1硅质干式振捣料 398

10.2硅酸铝质干式振捣料 398

10.3刚玉质干式振捣料 399

10.4碱性干式振捣料 399

11耐火挤压料与压注料 401

11.1Al2O3-SiO2-SiCC质炮泥 401

11.2耐火压注料 402

12耐火泥浆 403

12.1硅质耐火泥浆 403

12.2硅酸铝质耐火泥浆 403

12.3碱性耐火泥浆 404

12.4碳化硅和炭质耐火泥浆 404

13耐火涂料（涂抹料） 405

13.1钢液“洁净化”涂料 405

13.2热辐射涂料 405

13.3防氧化耐火涂料 406

13.4耐酸耐火涂料 406

13.5碱性耐火涂料 406

13.6耐热和耐火保温涂料 407

第8章 隔热耐火材料 408

1隔热耐火制品 408

1.1氧化铝质隔热耐火砖 408

1.2高铝质隔热耐火砖 408

1.3黏土质隔热耐火砖 409

1.4硅质隔热耐火砖 410

1.5硅藻土隔热砖 410

1.6膨胀珍珠岩制品 411

1.7膨胀蛭石制品 412

1.8硅酸钙板 412

1.9漂珠砖 412

1.10空心球制品 413

2耐火纤维 413

2.1耐火纤维的制备工艺 414

2.2耐火纤维的性质 415

2.3耐火纤维品种 417

3耐火纤维制品 420

3.1硅酸铝耐火纤维毯 421

3.2硅酸铝耐火纤维毡 421

3.3耐火纤维板 422

3.4耐火纤维纸 422

3.5耐火纤维绳 422

3.6耐火纤维制品的施工技术 423

第9章 建材工业用耐火材料 424

1建材工业用耐火材料的作业性质 424

1.1耐侵蚀性能 424

1.2玻璃窖用耐火材料气泡析出率 424

1.3熔铸耐火制品玻璃相渗出温度 425

1.4水泥窖烧成带用砖的黏挂窖皮性能 426

1.5氢扩散度 428

2熔铸耐火制品 428

2.1熔铸锆刚玉耐火制品生产工艺 428

2.2熔铸氧化铝耐火制品 430

3建材工业窑炉耐火材料的应用 430

3.1水泥窖用耐火材料 431

3.2玻璃窖用耐火材料 438

4陶瓷窖用耐火材料 446

4.1窖体材料 446

4.2窖具材料 447

4.3窖车材料 447

第10章 耐火材料的回收利用 449

1基本概况 449

2用后耐火材料的回收 450

2.1用后耐火材料的拆除 450

2.2用后耐火材料的分类拣选 450

3用后耐火材料的处理方法 450

3.1去除用后耐火材料内的泥土、灰尘和掺杂物 450

3.2除去用后耐火材料渣层和渗透层 451

3.3破粉碎加工 451

3.4用后耐火材料除铁 451

3.5均化技术 451

3.6分离技术 451

4用后耐火材料再生的方法 452

4.1直接使用法 452

4.2初级使用法及降级使用法 452

4.3中级使用法 453

4.4高级使用法 454

5耐火材料修复再利用 454

5.1损坏原因分析 454

5.2滑板修补工艺概述 454

6展望 455

参考文献 456

第9篇碳、石墨材料 461

第1章 碳的晶体结构及碳材料分类 463

1碳的晶体结构 463

1.1sp3杂化轨道键合与金刚石结构 463

1.2sp2杂化轨道键合与石墨结构 463

1.3 sp杂化轨道键合与卡宾（carbyne） 464

1.4富勒烯（fullerene）和碳纳米管 464

1.5无定形碳 465

2碳相图 466

3碳材料的分类 467

3.1不同键合状态的碳材料 467

3.2天然碳材料和人工碳材料 467

3.3碳材料按应用分类 467

第2章碳、石墨材料的组织结构与性能 468

1石墨微晶与乱层结构 468

2碳、石墨材料的结构缺陷 468

3碳、石墨材料的力学性能 469

3.1金刚石与类金刚石薄膜 469

3.2石墨结构碳材料 469

4碳、石墨材料的热学性能 470

4.1比热容及蒸汽压 470

4.2热导率 471

4.3热膨胀系数 471

4.4抗热振性 471

5碳、石墨材料的电磁性能 472

5.1导电性 472

5.2磁性能 473

6碳、石墨材料的核物理性能 473

7碳、石墨材料的化学性能 474

7.1氧化反应 474

7.2碳的高温固相反应 474

7.3石墨的插层反应 475

第3章碳、石墨材料工程基础 476

1碳、石墨材料的原料及其处理 476

1.1固体原料的煅烧 476

1.2沥青的调制 476

1.3原料的其他处理 476

1.4传统碳材料的制备工艺 476

2天然石墨的加工 477

2.1鳞片石墨 477

2.2微晶石墨 477

3炭化工程基础 477

3.1炭化过程的基本反应 477

3.2气相炭化 478

3.3液相炭化 481

3.4固相炭化 482

4石墨化 483

5石墨层间化合物反应 483

5.1石墨层间化合物（GICs） 483

5.2氟化石墨 484

5.3柔性石墨和膨胀石墨 485

第4章 工程应用的碳、石墨材料 487

1冶金用碳、石墨材料 487

1.1石墨电极 487

1.2阳极 488

1.3炭块及炭糊 488

1.4连续铸造用石墨 490

1.5冶金中的其他应用 490

2电工及电子用碳、石墨材料 490

2.1电刷 490

2.2半导体材料生产用高纯石墨 491

2.3电子器件用碳、石墨材料 491

3机械及仪器用碳、石墨材料 492

3.1机械装备中的轴承、密封及制动用碳、石墨材料 492

3.2润滑用碳、石墨材料 494

3.3电加工用碳、石墨材料 495

3.4仪器用碳、石墨材料 495

4化工用碳、石墨材料 496

5电池用碳、石墨材料 497

5.1一次电池中的应用 497

5.2二次电池中的应用 498

5.3燃料电池 498

6环保用碳、石墨材料 498

6.1活性炭的结构与性能 499

6.2活性炭的制备 500

6.3活性炭及活性炭纤维的应用 500

7核能用碳、石墨材料 500

8航空航天用碳、石墨材料 501

8.1结构材料 501

8.2抗氧化、烧蚀材料 501

9生物医学用碳、石墨材料 501

9.1作为生物医学材料的碳材料 502

9.2碳质人造器官的现状 502

第5章 碳纤维及其复合材料 503

1碳纤维 503

1.1碳纤维的生产工艺 503

1.2碳纤维的结构 503

1.3碳纤维的性能 504

1.4碳纤维的应用 504

2碳纤维复合材料 505

2.1碳纤维增强树脂基复合材料 505

2.2碳纤维增强陶瓷基复合材料 507

2.3碳纤维增强金属基复合材料 508

2.4碳／碳复合材料 510

第6章 人工金刚石及金刚石薄膜 513

1金刚石和人工合成金刚石 513

1.1金刚石的分类 513

1.2金刚石的形态及结构 513

1.3金刚石的基本性质 513

1.4人工金刚石 514

1.5金刚石的应用 515

2人工合成金刚石薄膜 515

2.1低压化学气相沉积（CVD）法 515

2.2 金刚石薄膜的性质与应用 517

2.3金刚石薄膜的缺陷及研究进展 517

3类金刚石碳膜 517

3.1类金刚石碳膜的结构 517

3.2类金刚石碳膜的合成原理与方法 518

3.3等离子体法制备DLC膜的原理和特点 518

3.4类金刚石碳膜的性能与应用 518

3.5发展前景与存在的问题 519

第7章C60和碳纳米管 520

1C60 520

1.1C60的制备与纯化 520

1.2C60的性能与应用前景 520

2碳纳米管（CNT） 521

2.1碳纳米管的制备及纯化 521

2.2碳纳米管的性能及应用前景 522

参考文献 524

第10篇 水泥与混凝土 527

第1章 硅酸盐系列通用水泥 529

1概述 529

2硅酸盐水泥 530

2.1组成与定义 530

2.2技术要求 530

2.3性能特点 530

2.4适用范围 531

3普通硅酸盐水泥 531

3.1组成与定义 531

3.2技术要求 531

3.3性能特点 531

3.4适用范围 531

4矿渣硅酸盐水泥 531

4.1组成与定义 531

4.2技术要求 531

4.3性能特点 532

5火山灰质硅酸盐水泥 532

5.1组成与定义 532

5.2技术要求 533

5.3性能特点 533

5.4适用范围 533

6粉煤灰硅酸盐水泥 533

6.1组成与定义 533

6.2技术要求 533

6.3性能特点 533

6.4适用范围 533

7复合硅酸盐水泥 533

7.1组成与定义 533

7.2技术要求 534

7.3性能特点 534

7.4使用范围 534

第2章 特种及新品种水泥 535

1概述 535

2快硬高强水泥 536

2.1硅酸盐体系水泥 536

2.2铝酸盐体系水泥 540

2.3氟铝酸盐体系水泥 541

2.4硫铝酸盐体系水泥 544

2.5其他 545

3膨胀水泥 547

3.1硅酸盐体系膨胀水泥 547

3.2铝酸盐、硫铝酸盐体系膨胀水泥 548

4自应力水泥 549

4.1硅酸盐体系自应力水泥 550

4.2铝酸盐、硫铝酸盐体系自应力水泥 550

5水工水泥 552

5.1中热硅酸盐水泥 552

5.2低热硅酸盐水泥 553

5.3低热矿渣硅酸盐水泥 553

5.4低热粉煤灰硅酸盐水泥 554

5.5低热微膨胀水泥 554

5.6粉煤灰低热微膨胀水泥 555

5.7抗硫酸盐硅酸盐水泥 555

6油井水泥 556

6.1 API通用油井水泥 556

6.2特种油井水泥 557

7装饰水泥 558

7.1白色水泥 559

7.2彩色水泥 559

7.3无熟料装饰水泥 560

8耐高温水泥及胶凝材料 560

8.1水硬性耐高温水泥体系 561

8.2非水硬性耐高温胶凝材料 562

9其他特种水泥 562

9.1砌筑水泥 562

9.2低碱度水泥 562

9.3石膏矿渣水泥 563

9.4碱矿渣水泥 564

9.5防辐射水泥 564

9.6氯氧镁水泥 566

9.7耐酸水泥 567

第3章 混凝土 570

1混凝土原材料 570

1.1水泥 570

1.2集料 571

1.3化学外加剂 574

1.4矿物掺合料和矿物外加剂 582

1.5混凝土拌合用水 584

2混凝土配合比设计及制备 584

2.1混凝土配合比的设计 584

2.2混凝土的拌制 586

2.3混凝土的运输 586

2.4混凝土的浇筑 586

2.5混凝土的养护 587

2.6其他特殊措施 587

3新拌混凝土的性能 587

3.1工作性 587

3.2含气量 590

3.3凝结时间 593

4混凝土性能 594

4.1强度 594

4.2混凝土的变形性能 598

4.3混凝土的耐久性 601

5特种混凝土 616

5.1高性能混凝土 616

5.2防辐射混凝土 618

5.3聚合物混凝土 620

5.4纤维增强混凝土 624

5.5沥青混凝土 629

5.6耐腐蚀混凝土 632

5.7补偿收缩混凝土 637

5.8装饰混凝土 638

5.9轻集料混凝土 641

参考文献 651

第11篇 其他新型无机材料 653

第1章 绝热材料 655

1概述 655

2绝热材料的分类及其形态 655

3绝热材料的微观传热理论基础 656

3.1物质导热机制概述 656

3.2致密材料的热导率及其变化规律 657

3.3绝热材料的传热机制 657

3.4绝热材料的导热因子分析 658

4影响绝热材料绝热性能的物理和化学因素 658

4.1温度对热导率的影响 659

4.2体积密度对热导率的影响 659

4.3气孔尺度、形态和分布对热导率的影响 660

4.4气压对热导率的影响 661

4.5晶体结构对热导率的影响 662

4.6化学成分对热导率的影响 662

4.7纤维直径和渣球率对热导率的影响 663

4.8含水率对热导率的影响 663

5绝热材料性能优化和热设计 665

5.1绝热材料的固相（纤维和颗粒）成分以及结构的优化和热设计 665

5.2绝热材料显微组织的优化和设计 665

5.3绝热材料抗辐射导热的组分设计 665

5.4绝热材料体积密度的优化 665

5.5绝热材料性能的优化实例 665

6绝热材料的综合技术要求 666

7绝热材料的主要性能指标 667

7.1热导率 667

7.2比热容 668

7.3蓄热系数 668

7.4耐热性和使用温度 668

7.5容重 668

7.6强度 669

7.7含水率和含湿率 669

7.8化学惰性 669

8绝热材料的正确选用和合理应用 669

8.1绝热材料正确选用的原则 669

8.2绝热材料的最佳绝热厚度计算 670

8.3绝热材料的合理应用——复合结构及其实例 670

9绝热材料的新突破——超级绝热材料的研发现状及应用 671

9.1纳米孔硅质超级绝热材料 671

9.2 VIP超级绝热材料 672

9.3超级绝热材料的绝热原理 673

9.4超级绝热材料的应用 673

第2章 纳米无机材料 674

1概述 674

2纳米粉体的制备 675

2.1纳米粉体的制备方法及原理概述 675

2.2气相法 675

2.3液相法 677

2.4固相法 680

3纳米无机材料的成形 681

3.1干法成形 681

3.2湿法成形 683

4纳米无机材料的烧结 685

4.1烧结过程概述 685

4.2影响烧结的因素 686

4.3纳米无机材料的烧结 686

5纳米无机材料的结构、性能及应用前景 690

5.1纳米材料的结构 690

5.2纳米无机材料的性能 691

5.3纳米无机材料的应用前景 694

第3章 介孔材料 696

1概述 696

1.1介孔材料种类及其结构特点 696

1.2孔道连接方式 698

2介孔材料的合成机制 698

2.1晶模板机理 698

2.2棒状自组装模型 698

2.3电荷密度匹配机理 699

2.4协同作用机制 699

3介孔材料合成技术 700

3.1“水热”合成 700

3.2非水合成技术 700

3.3二次合成 701

4介孔材料的形貌控制 701

4.1介孔薄膜 701

4.2介孔纤维或管状材料 701

4.3球形介孔材料 702

4.4晶体或多面体介孔材料 703

4.5单片介孔材料 703

4.6其他形貌 703

5介孔材料稳定性改善 704

5.1无机盐或有机胺的加入 704

5.2后处理工艺 705

5.3提高墙体厚度 705

5.4提高晶化度 705

6介孔主客体材料的合成 706

6.1离子交换法 706

6.2共价键移植法 706

6.3有机硅偶联剂法 707

6.4几种典型介孔主客体材料 708

7介孔与介孔主客体材料的性能 710

7.1化学与物理吸附 710

7.2催化 710

7.3光学性能 712

7.4敏感特性 713

7.5电学、磁学性能 713

7.6药物控制释放 713

8非硅体系介孔材料 715

8.1合成技术 715

8.2非硅介孔材料的研究现状 718

9介孔碳分子筛材料 719

10介孔与介孔主客体材料的表征手段 720

10.1 X射线粉末衍射（XRD）分析 720

10.2电镜分析 720

10.3 N2等温吸附-脱附分析 721

10.4固体核磁共振 721

10.5傅里叶变换红外（FT-IR）和激光拉曼（Raman）光谱分析 721

10.6反射紫外-可见吸收光谱（DRUV-Vis）分析 721

10.7电子能谱（XPS）分析 721

10.8电子顺磁共振图谱（EPR）分析 721

第4章 烧蚀材料 722

1概述 722

2烧蚀材料的分类及烧蚀机理 722

2.1烧蚀材料的分类 722

2.2烧蚀机理 723

2.3典型的烧蚀防热结构 724

3典型的烧蚀材料 724

3.1树脂基烧蚀材料 724

3.2高硅氧布／聚四氟乙烯基烧蚀材料 725

3.3升华型碳基烧蚀材料 725

4陶瓷基防热烧蚀材料 727

4.1碳／石英材料 727

4.2烧蚀型石英／石英复合材料 728

5烧蚀材料的应用 728

5.1烧蚀材料在导弹上的应用 728

5.2烧蚀材料在固体火箭发动机上的应用 730

5.3烧蚀材料在返回式卫星中的应用 730

5.4烧蚀材料在天地运输往返系统中的应用 730

6烧蚀材料的选择 731

6.1烧蚀材料防热性能的选择 731

6.2烧蚀材料的结构工艺性能 731

6.3烧蚀防热结构设计 732

6.4烧蚀防热结构测试 732

6.5燃气流风洞试验 732

6.6等离子电弧风洞 733

7烧蚀材料的新近研究和展望 733

参考文献 734