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第1章 晶体结构 1

1.1点群，空间群和晶体结构 1

1.1.1一维点阵结构 2

1.1.2二维点阵结构 2

1.1.3三维点阵结构 3

1.2点阵面，Miller指数和方向指数 9

1.3d间距公式 12

1.4晶体密度和晶胞参数 12

1.5晶体结构的描述（密堆积结构和空间多面体结构） 13

1.5.1等径圆球密堆积 13

1.5.2球密堆积的方式 14

1.5.3密堆积结构的空隙和配位数 15

1.5.4可描述成密堆积的材料 19

1.6常见的晶体结构 25

1.6.1 AX型 25

1.6.2 AX2型 27

1.6.3 ABX3型 28

1.6.4硅酸盐结构类型 28

1.7空间填充多面体结构模型 30

第2章 固体中的键合力 34

2.1离子键 34

2.1.1离子和离子半径 34

2.1.2离子型结构的一般原则 35

2.2离子型结构 37

2.3半径比规则 39

2.4离子型晶体的点阵能 41

2.5 Kapustinskii公式 45

2.6 Born-Haber循环和热化学计算 45

2.7部分共价键 47

2.8配位聚合物的结构 48

2.8.1有效核电荷 48

2.8.2原子半径 48

2.8.3电负性和部分带电原子 49

2.8.4配位聚合结构 52

2.8.5 Mooser-Pearson图和离子性 52

2.9键价和键强 53

2.10非键电子效应 54

2.10.1 d电子效应 54

2.10.2惰性电子对效应 60

2.11金属键和能带理论 61

2.11.1金属的能带结构 63

2.11.2绝缘体的能带结构 64

2.11.3半导体的能带结构：Si 64

2.11.4无机固体中的能带结构 65

2.12什么是最佳键合力的模型？ 69

第3章 结晶学和衍射技术 70

3.1分子型固体和非分子型固体 70

3.2固体结构的鉴定 71

3.3衍射技术 71

3.3.1 X射线衍射技术 71

3.3.2劳埃方程 74

3.3.3布拉格方程 75

3.3.4系统消缺反射 79

3.3.5多重性 80

3.3.6 X射线衍射的实验方法 81

3.3.7 X射线的衍射强度 85

3.3.8常规X射线粉末衍射的应用 93

3.3.9高温X射线粉末衍射的应用 95

3.3.10电子衍射技术 96

3.3.11中子衍射技术 96

第4章 固体的其他鉴定技术 100

4.1显微镜技术 100

4.1.1光学显微镜 100

4.1.2电子显微镜 103

4.2光谱技术 105

4.2.1振动光谱：IR和Raman 106

4.2.2可见和紫外光谱 109

4.2.3核磁共振波谱 110

4.2.4电子自旋共振波谱 113

4.2.5 X射线光谱：XRF、AEFS、EXAFS 115

4.2.6电子光谱 119

4.2.7 Mossbauer谱 122

4.3热分析技术 123

4.3.1热重分析 124

4.3.2差热分析及差示扫描量热分析 124

4.3.3应用 125

第5章 晶体缺陷，非整比和固溶体 129

5.1固体中的缺陷 129

5.2缺陷的表示及其分类 130

5.2.1 Schottky缺陷 130

5.2.2 Frenkel缺陷 130

5.3缺陷的描述及质量作用定律 131

5.3.1缺陷的描述 131

5.3.2 Schottky和Frenkel缺陷生成的热力学 132

5.3.3缺陷的类型 134

5.3.4色心 135

5.3.5在非整比晶体中的空位和填隙子 136

5.4杂质和掺杂 137

5.4.1实际晶体中的杂质 137

5.4.2杂质对可变价态的阳离子的影响 137

5.4.3晶体的结构对缺陷生成的影响 138

5.5固溶体 138

5.5.1取代固溶体 138

5.5.2填隙固溶体 140

5.5.3固溶体形成机理 141

5.5.4研究固溶体的实验方法 145

5.6固体的位错和力学性质 147

5.6.1位错的观察 151

5.6.2位错和晶体结构 151

第6章 相图的阐述 155

6.1相律 155

6.2单组分体系 158

6.2.1 H2O体系 158

6.2.2 SiO2体系 158

6.2.3凝聚的单组分体系 159

6.3二组分凝聚体系 159

6.3.1简单低共熔体系 160

6.3.2有化合物存在的二元体系 162

6.3.3具有固溶体的二元体系 164

6.3.4有固-固相转变的二元体系 166

6.3.5有相转变和固溶体的二元体系：低共熔体和包析体 167

6.3.6液相不互溶的二元体系：MgO-SiO2 167

6.3.7一些技术上重要的相图 168

第7章 固体的电性质 171

7.1电性质和电子材料概述 171

7.2金属导电性：有机金属 172

7.2.1掺杂的聚乙炔 172

7.2.2聚对位亚苯基和聚吡咯 174

7.2.3有机电荷转移络合物 174

7.3超导性 175

7.3.1零电阻的性质 176

7.3.2完美的反磁性，Meissner效应 176

7.3.3临界温度Tc，临界磁场Hc和临界电流JC 176

7.3.4 I型、型超导体，涡流混合状态 177

7.3.5超导材料概观 178

7.3.6钙钛矿铜酸盐的晶体化学 179

7.3.7 YBa2Cu3O7 181

7.3.8富勒烯 184

7.3.9超导体的应用 184

7.4半导性 184

7.4.1硅的掺杂 185

7.4.2其他半导体 187

7.4.3应用 187

7.5离子电导和固体电解质 188

7.5.1碱金属卤化物，空位导电 189

7.5.2氯化银，填隙导电 192

7.5.3固体电解质 194

7.6固体电解质的应用 204

7.6.1热力学测量 204

7.6.2钠-硫电池和Zebra电池 205

7.6.3微型电池，心脏起搏器 206

7.6.4锂电池 206

7.6.5固体氧化物燃料电池 207

7.7介电材料 208

7.8铁电性 209

7.9热电性 212

7.10压电性 213

7.11铁电性、压电性和热电性之间的关系 213

7.12铁电体、压电体及热电体的应用 213

第8章 固体的磁性质和光学性质 215

8.1物质的磁性 215

8.1.1物质在磁场中的行为 215

8.1.2温度效应：Curie定律和Curie-Weiss定律 216

8.1.3磁矩 217

8.1.4铁磁性与反铁磁性的有序化机理，超交换 218

8.1.5某些补充定义 219

8.2磁性材料的范例及其结构和性质 220

8.2.1金属和合金 220

8.2.2过渡金属氧化物 222

8.2.3尖晶石 223

8.2.4石榴石 225

8.2.5钴铁矿和钙钛矿 226

8.2.6磁铅石 227

8.2.7应用：结构和性质的关系 227

8.3无机固体的光学性质：发光和激光 228

8.3.1磷光和发光体 228

8.3.2位形坐标模型 230

8.3.3一些发光体的例子 231

8.3.4反-Stokes发光体 232

8.3.5激光 232

第9章 固体的合成方法 234

9.1固态反应 234

9.1.1成核和长大，外延生长和拓扑生长 234

9.1.2固态反应的例子 236

9.1.3问题：如何使反应混合物均匀？ 237

9.2溶胶-凝胶方法 237

9.2.1 MgA12O4的合成 239

9.2.2氧化硅玻璃的合成 239

9.2.3氧化铝纤维的纺纱 239

9.2.4锡酸铟及其他涂膜的制备 239

9.2.5制备YSZ陶瓷 239

9.2.6沸石的合成 240

9.2.7制备YBa2 Cu3 O7-δ超导氧化物膜 240

9.3水热合成法 240

9.4插层反应和脱插层反应 242

9.5气相输运法 244

9.6薄膜的制备：电化学方法，化学气相沉积，溅射和激光消融 246

9.6.1电化学方法 246

9.6.2热氧化 246

9.6.3化学气相沉积 246

9.6.4溅射和蒸发 250

9.7单晶生长 251

9.7.1提拉法 251

9.7.2坩埚移动法 251

9.7.3区域熔融法 252

9.7.4从溶液或熔体中沉淀：助熔剂法 252

9.7.5火焰熔化法 253

9.8高压法 253

参考文献 254