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绪论 1

第1章 固体材料结晶学基础 8

1.1 固体物质的分类 8

1.2 晶体结构和点阵 9

1.2.1 晶体结构和点阵的关系 9

1.2.2 晶胞、晶系和空间点阵型式 11

1.2.3 点阵几何元素的表示方法 12

1.3 晶体的对称性 19

1.3.1 宏观对称操作和点群 20

1.3.2 微观对称操作和空间群 24

第2章 固体材料中的化学键 28

2.1 固体的化学键类型和特性 28

2.2 离子键 29

2.2.1 离子键的一般概述 29

2.2.2 离子晶格能 30

2.3 共价键 38

2.3.1 价键理论 38

2.3.2 分子轨道理论 41

2.4 金属键 43

2.4.1 “自由电子”模型 43

2.4.2 固体能带模型 44

2.5 分子之间的作用力 45

2.5.1 范德华力 46

2.5.2 氢键 48

2.6 键型变异和中间型键 49

2.7 化学键键参数 51

2.7.1 键能、键长和键角 51

2.7.2 化学键中的离子、原子半径 54

2.7.3 电负性 57

第3章 固体材料结构化学 59

3.1 晶体结构基本规则 59

3.1.1 球体紧密堆积原理 59

3.1.2 配位多面体规则 63

3.1.3 哥希密德结晶化学定律 65

3.1.4 鲍林规则 65

3.1.5 晶体场理论 67

3.2 常见固体材料晶体结构 72

3.2.1 单质材料结构 72

3.2.2 二元化合物材料结构 81

3.2.3 多元化合物材料结构 88

3.3 非晶态固体结构 95

3.3.1 非晶态固体结构特性 96

3.3.2 非晶态材料的性能和应用 98

3.3.3 非晶态材料的稳定性 100

3.4 多晶材料显微结构 101

3.4.1 陶瓷中的玻璃相和气孔 101

3.4.2 晶粒 102

3.4.3 晶界 103

3.5 晶体结构与材料性能的关系 104

3.5.1 固体离子导体结构与性能 104

3.5.2 沸石分子筛的结构与性能 106

3.5.3 碳纳米管结构与性能 111

第4章 相图和相变 113

4.1 相图和相律 113

4.2 二元体系状态图 114

4.2.1 二元低共熔类型 114

4.2.2 固溶体类型 115

4.2.3 生成化合物的二元体系 118

4.2.4 组分有多晶转变及固态下有变化的二元相图 119

4.3 三元体系相图 123

4.3.1 三元低共熔类型投影图 123

4.3.2 熔体冷却过程 123

4.3.3 有化合物生成的三元体系 125

4.4 相图实例及应用 127

4.4.1 Al2O3-SiO2系相图 127

4.4.2 MgO-Al2O3系统相图 128

4.4.3 CeCl3-KCl熔盐体系 128

4.4.4 NaNbO3-SrNb2O6体系相图 128

4.4.5 Li2O-Nb2O5系相图相图 129

4.4.6 Fe-C体系 130

4.4.7 Ti-Ni系相图 131

4.4.8 Mg-Ni系相图 131

4.4.9 La-Ni系相图 131

4.5 相变 132

4.5.1 相变的热力学分类 132

4.5.2 相变种类 133

第5章 无机材料缺陷化学 144

5.1 传统化学理论的局限性 144

5.2 晶体中的缺陷 145

5.2.1 缺陷的分类 145

5.2.2 缺陷化学基础 150

5.2.3 材料缺陷的化学处理方法 152

5.2.4 材料缺陷的研究和测试方法 154

5.3 非化学计量化合物 157

5.4 固溶体 161

5.4.1 固溶体的概念 162

5.4.2 固溶体的分类 162

5.4.3 置换固溶体 164

5.4.4 间隙固溶体 172

5.4.5 固溶体的性质和应用 172

5.4.6 固溶体的研究方法 176

5.5 有序-无序转变 178

5.6 缺陷对材料性能的影响 181

5.6.1 缺陷对材料电学性能的影响 182

5.6.2 缺陷对材料光学性质的影响 185

第6章 无机材料制备化学 189

6.1 固相反应 189

6.1.1 固相反应概述 189

6.1.2 无机化合物的分解反应 192

6.1.3 无机化合物的化合和置换反应 196

6.1.4 室温固相反应 199

6.1.5 微波固相反应 201

6.1.6 熔盐合成法 205

6.1.7 离子交换合成法 206

6.2 烧结反应 208

6.2.1 烧结的概念 209

6.2.2 晶粒生长与二次再结晶 210

6.2.3 烧结过程的推动力 212

6.2.4 影响烧结的因素 213

6.2.5 几种烧结方法简介 216

6.3 插入反应 219

6.4 粉体制备技术 221

6.4.1 固相法 222

6.4.2 液相法 223

6.4.3 气相法 237

6.4.4 其他方法 238

6.5 单晶生长技术 240

6.5.1 气相生长 241

6.5.2 溶液生长 243

6.5.3 熔体生长 244

6.5.4 固相生长 245

6.6 薄膜制备技术 245

6.6.1 化学和电化学方法 245

6.6.2 化学气相沉积 246

6.6.3 物理气相沉积 249

6.6.4 等离子体化学气相沉积 250

6.7 纤维制备技术 251

6.7.1 玻璃纤维 252

6.7.2 碳纤维 253

6.7.3 特种陶瓷纤维 256

6.8 复合材料制备技术 263

6.9 非晶体材料制备技术 264

6.10 表面处理技术 267

第7章 无机材料化学物理性能 270

7.1 无机材料的化学性能 270

7.2 无机材料的物理性能 271

7.2.1 无机材料的的力学性能 271

7.2.2 无机材料的热学性能 276

7.2.3 无机材料的电学性能 282

7.2.4 无机材料的磁学性能 297

7.2.5 无机材料的光学性能 303

7.3 无机材料的功能转换 311

7.3.1 压磁效应与压磁材料 311

7.3.2 磁光效应与磁光材料 312

7.3.3 电光效应和电光材料 312

7.3.4 声光效应和声光材料 313

7.3.5 铁磁铁电材料 313

第8章 无机材料研究技术 314

8.1 物质的提纯 314

8.2 热分析技术 315

8.2.1 热分析方法分类 315

8.2.2 差热分析 317

8.2.3 差示扫描量热法 323

8.2.4 热重法 327

8.3 电子显微分析 330

8.3.1 电子与固体的相互作用 330

8.3.2 透射电子显微分析 332

8.3.3 扫描电子显微分析 334

8.3.4 电子探针X射线显微分析 336

8.3.5 离子探针显微分析 337

8.4 X射线衍射 338

8.4.1 基本原理 338

8.4.2 X射线衍射仪的基本构造 338

8.4.3 定性相分析 339

8.4.4 定量相分析 340

8.5 X射线光电子能谱、俄歇电子能谱与低能电子衍射 342

8.5.1 X光电子能谱 342

8.5.2 俄歇电子能谱 343

8.5.3 低能电子衍射 344

8.6 波谱分析简介 345

参考文献 348