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目录 1

第一章 晶体结构与晶体的结构缺陷 1

第一节　化学键 1

一、离子键 1

二、共价键 1

三、金属键 2

四、分子间作用力 2

第二节　晶体化学原理 3

五、氢键 3

一、电负性 4

二、晶格能 5

三、离子半径和原子半径 7

四、球体最紧密堆积原理 7

五、配位数和配位多面体 9

六、离子极化 10

七、离子晶体规则 11

第三节　典型的无机晶体结构 13

一、单质晶体 13

二、AB型化合物晶体 14

三、AB2型化合物晶体 15

四、A2B3型化合物晶体 16

五、ABO3型化合物晶体 17

六、AiBkCmOn型化合物晶体 18

七、硅酸盐晶体 20

一、水系统相图 （1 26

九、磷酸盐和锗酸盐晶体 29

八、硼酸盐晶体 29

第四节　晶体缺陷 30

一、点缺陷 30

二、线缺陷——位错 42

三、面缺陷 48

第二章　熔融态和玻璃态 52

第一节　熔体结构 52

一、硅酸盐熔体中的负离子团 52

二、硅酸盐熔体中负离子团的分布 54

三、熔体结构模型 55

第二节　熔体性质 56

一、粘度 56

十、固相具有多晶转变的三元系统相图 （1 60

二、电导性 60

三、表面张力（表面能） 61

第三节　玻璃形成 62

一、玻璃形成方法 62

二、形成玻璃的物质 63

三、形成玻璃的条件 64

第四节　玻璃转变和稳定化 69

一、玻璃的通性 69

二、玻璃的转变 70

三、玻璃的稳定化 72

一、无规则网络学说 73

第五节　玻璃结构理论 73

二、晶子学说 75

一、四元系统的组成表示法及四面体性质 （1 75

三、多面体的无规则堆积模型 76

第六节　典型玻璃的结构 77

一、玻璃基本结构参数 77

二、硅酸盐玻璃 77

三、硼酸盐玻璃 78

五、锗酸盐玻璃 80

四、磷酸盐玻璃 80

六、逆性玻璃 81

七、硫族化合物玻璃 81

八、卤化物玻璃 83

一、清洁表面 86

二、实际表面 86

第一节　材料表面 86

第三章　材料表面与界面 86

三、固体表面的自由能 88

四、玻璃的表面和界面 90

一、吸附 95

第二节　材料固-气界面 95

二、物理吸附 98

三、化学吸附 107

第三节　材料固-液界面 115

一、固-液接触角 115

二、固-液润湿 117

第四节　晶界 120

一、晶界 120

二、相界 121

三、晶界构形 122

第四章　相平衡 124

第一节　相平衡特点 124

一、热力学平衡态与非平衡态 124

二、组分、相及相律 125

第二节　单元系统 126

二、具有同质多晶转变的单元系统相图 127

三、可逆的（双向的）与不可逆的（单向的）多晶转变 127

四、SiO2系统相图 128

五、C2S系统相图 130

六、ZrO2系统相图 130

第三节　二元系统 131

一、二元凝聚系统相图的基本类型 131

二、Al 2O3-SiO 2系统相图 137

三、CaO-SiO2系统相图 138

四、CaO-Al 2O3系统相图 139

五、MgO-SiO2系统相图 140

七、TiO2-SiO2系统相图 141

八、BaO-TiO2系统相图 141

六、MgO-Al2O3系统相图 141

九、ZrO2-CaO系统相图 142

十、ZrO2-Y2O3系统相图 143

十一、Nd2O5-Li2O系统相图 143

十二、Fe2O3-Y2O3系统相图 144

第四节　三元系统 144

一、基本原理 145

二、具有一个低共熔点的三元系统相图 147

三、具有一个一致熔融二元化合物的三元系统相图 150

四、具有一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图 151

五、分析三元相图的几条重要规则 154

七、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图 156

六、具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相图 156

八、形成一个高温分解、低温稳定存在的二元化合物的三元系统相图 158

九、形成一个低温分解、高温稳定存在的二元化合物的三元系统相图 159

十一、形成三元连续固溶体的三元系统相图 160

十二、形成有限固溶体的三元系统相图 162

十三、具有液相分层的三元系统相图 163

十四、分析复杂相图的主要步骤 163

十五、CaO-Al2O3-SiO2系统相图 164

十六、Na2O-CaO-SiO2系统相图 168

十七、K2O-Al2O3-SiO2系统相图 170

十八、MgO-Al2O3-SiO2系统相图 172

第五节 四元系统 174

二、具有四元低共熔点的最简单四元系统相图 176

三、界面，界线及无变量点性质的判别 177

四、具有化合物的四元系统相图 180

五、CaO-C2S-C12A7-C4AF系统相图 181

第五章　相变过程 185

第一节　吉布斯自由能 185

第二节　相变分类 188

第三节　液相→固相转变 190

一、晶核形成过程 190

二、晶体生长速度 194

三、总的液-固相变速度 195

四、析晶过程 196

五、影响析晶速度的因素 197

六、微晶玻璃相变 198

第四节　液相→液相转变 199

一、液相的不混溶性（玻璃的分相） 200

二、分相本质 201

三、分相范围 202

四、分相机理 202

五、分相对玻璃性质的影响 205

第五节 固相→固相转变 205

一、固→固相变的成核过程 205

二、同质多晶转变 207

三、有序-无序转变 207

四、铁电相变 209

六、多晶转变动力学 210

五、铁磁相变 210

第六节　气相→固相（液相）转变 212

一、凝聚和蒸发平衡 213

二、蒸发 213

三、凝聚 214

四、物理气相沉积技术 216

五、化学气相沉积技术 217

第六章　固相反应 219

第一节 固相反应概述 219

一、固相反应定义及其研究对象 219

二、固相反应特点 219

三、固相反应类型 222

四、固相反应机理 223

一、常见缺陷类型 225

二、点缺陷及其研究方法 225

第二节 固相缺陷与扩散 225

三、固相扩散基础 227

四、扩散动力学 228

第三节 固相反应动力学 234

一、固相反应的一般动力学方程 234

二、化学动力学范围 236

三、扩散动力学范围 238

四、升华速度控制的动力学范围 243

五、反应条件改变对动力学控制过程的影响 243

六、过渡范围 244

第四节 影响固相反应的因素 244

一、反应物化学组成 244

二、反应物颗粒尺寸及均匀性 245

三、温度 246

四、压力和气氛 247

五、反应物活性 247

第七章　烧结过程 248

第一节　烧结概述 248

一、烧结定义及研究对象 248

二、现代烧结理论研究 248

三、烧结过程 250

四、烧结分类 251

五、烧结及其它一些概念 252

第二节　粉末烧结热力学与推动力 253

一、粉末烧结性 253

二、烧结特性评价指标 254

三、烧结热力学分析 254

四、粉末烧结机理 258

第三节　烧结动力学理论 262

一、烧结模型 262

二、烧结初期特征和烧结动力学 263

三、烧结机理的判断和实验研究 274

四、烧结中后期动力学 274

第四节　强化烧结 276

一、缺陷强化烧结 276

二、液相强化烧结 280

三、应力强化烧结 283

四、特殊烧结技术 285

第五节　烧结过程中的颗粒长大 288

一、初次再结晶 288

二、晶粒长大 288

三、二次再结晶 290

四、再结晶与晶粒长大对烧结质量的影响 291

五、晶界在烧结中的作用 292

第六节　烧结过程中的计算机模拟理论与实践 294

一、计算机模拟技术 294

二、烧结过程的计算机模拟 295

第七节　影响烧结的因素 296

一、原料种类、烧结温度与保温时间 296

二、粉末颗粒细度 296

三、物料活性 296

四、外加剂作用 297

五、烧结气氛的影响 297

六、成型压力的影响 298

参考文献 299