第一章 晶体结构基础 1
第一节 晶体的基本概念及性质 1
一、晶体的概念 1
二、晶体结构与空间点阵 1
三、晶体的基本性质 4
第二节 晶体的宏观对称性 5
一、晶体宏观对称的特点 5
二、宏观对称操作和对称要素 6
三、点群 7
四、晶族和晶系 7
第三节 布拉维点阵与晶系 9
一、平行六面体的选取 9
二、布拉维点阵 10
第四节 点阵几何元素的表示法 13
三、晶胞 13
一、结点位置表示法 14
二、晶向的表示法 15
三、晶面的表示法 16
第五节 微观对称和空间群 17
一、微观对称要素 17
二、空间群及符号 19
第六节 结晶化学基本原理 21
一、晶体中的化学键类型 21
二、球体最紧密堆积原理 25
三、配位数与配位多面体 27
四、键参数 27
五、鲍林规则 32
六、晶体场理论和配位场理论 35
第七节 典型结构类型 43
一、单质的晶体结构 43
二、二元化合物典型的晶体结构 46
三、ABO3型化合物的结构 51
四、AB2O4型化合物的结构 53
五、氧化物结构的一般规律 54
六、键参数函数与无机化合物晶体结构关系 55
第八节 硅酸盐晶体结构 56
一、硅酸盐结构的一般特点及分类 56
二、岛状硅酸盐 57
三、链状硅酸盐 59
四、层状硅酸盐 60
五、骨架状硅酸盐 66
习题 67
第二章 晶体结构缺陷 71
第一节 点缺陷 71
一、点缺陷的类型 72
二、点缺陷化学反应表示法 73
三、热缺陷浓度的计算 76
四、点缺陷的化学平衡 78
五、固溶体 79
六、固溶体的研究方法 84
七、非化学计量化合物 86
第二节 线缺陷 88
一、位错的基本概念 88
二、位错的运动 92
三、位错的生成与增殖 95
习题 96
第三章 非晶态固体 98
第一节 玻璃的通性 98
第二节 玻璃的结构 100
一、晶子学说 100
二、无规则网络学说 102
一、玻璃态物质的形成方法 105
第三节 玻璃的形成 105
二、玻璃形成的热力学条件 106
三、玻璃形成的动力学条件 107
四、玻璃形成的结晶化学条件 109
第四节 常见玻璃类型 113
一、硅酸盐玻璃 113
二、硼酸盐玻璃 116
第五节 玻璃陶瓷及其他非晶态材料 118
一、玻璃陶瓷(微晶玻璃) 118
二、非晶态合金 119
三、非晶态半导体 121
习题 122
第四章 材料的表面与界面 124
第一节 固体的表面 124
一、固体表面力场 125
二、固体表面结构 126
三、固体的表面能 129
第二节 界面行为 131
一、弯曲表面效应 131
二、润湿与黏附 134
三、吸附与表面改性 137
四、固体内气孔表面的空位浓度 139
第三节 晶界 140
一、晶界结构与分类 141
二、多晶体的晶界构型 143
三、晶界应力 145
四、晶界偏聚 147
第四节 黏土-水系统胶体化学 149
一、黏土的荷电性 149
二、黏土的离子吸附与交换 151
三、黏土胶体的电动性质 153
四、黏土-水系统的胶体性质 156
五、瘠性料的悬浮与塑化 161
习题 163
第五章 相图 165
第一节 相图的基本知识 165
一、组分及独立组分 166
二、相 166
三、材料系统中的相律 167
第二节 单元系统相图 168
一、水型物质与硫型物质 168
二、可逆和不可逆多晶转变的单元相图 169
三、SiO2系统 170
四、ZrO2系统 172
第三节 二元相图的基本类型 173
一、具有一个低共熔点的简单二元相图 173
二、生成一个一致熔化合物的二元相图 175
三、生成一个不一致熔化合物的二元相图 176
四、生成一个在固相分解的化合物的二元相图 177
五、具有多晶转变的二元相图 177
六、形成连续固溶体的二元相图 178
七、形成有限固溶体的二元相图 179
八、具有液相分层的二元相图 180
第四节 二元相图的应用举例 180
一、CaO-SiO2系统二元相图 180
二、Al2O3-SiO2系统二元相图 182
三、MgO-SiO2系统二元相图 183
四、铁-碳系统二元相图 184
第五节 三元相图的基本知识 185
一、三元相图的组成表示方法 186
二、杠杆规则 187
四、三元立体相图与平面投影图 188
三、重心原理 188
第六节 三元相图的基本类型 190
一、具有一个低共熔点的简单三元相图 190
二、生成一个一致熔二元化合物的三元相图 191
三、生成一个不一致熔二元化合物的三元相图 192
四、生成一个固相分解的二元化合物的三元相图 197
五、具有一个一致熔三元化合物的三元相图 197
六、具有一个不一致熔三元化合物的三元相图 198
七、具有多晶转变的三元相图 198
八、形成一个二元连续固溶体的三元相图 199
九、具有液相分层的三元相图 199
十、分析复杂相图的主要步骤 199
第七节 三元相图的应用举例 200
一、CaO-Al2O3-SiO2系统三元相图 200
二、K2O-Al2O3-SiO2系统三元相图 203
三、MgO-Al2O3-SiO2系统三元相图 205
四、Na2O-CaO-SiO2系统三元相图 207
第八节 交互三元系统相图 209
一、组成表示方法 209
二、三元交互系统相图 210
习题 211
第六章 扩散 214
第一节 固体中扩散的基本特点 214
第二节 菲克定律 215
一、稳定扩散 216
二、不稳定扩散 218
第三节 扩散系数 221
一、扩散系数的物理意义 221
二、扩散过程的推动力 222
一、空位扩散机制 224
第四节 扩散的微观机制 224
二、杂质离子固溶引起的空位扩散 225
三、非化学计量氧化物中的扩散 226
四、间隙扩散机制 228
五、互扩散系数 229
第五节 影响扩散的因素 230
一、温度的影响 231
二、组成的影响 232
三、化学键的影响 232
四、晶体结构的影响 233
五、杂质的影响 234
习题 235
第七章 固相反应 236
第一节 固相反应过程 237
一、固相反应的一般动力学关系 238
第二节 固相反应动力学方程 238
二、化学反应动力学范围 240
三、扩散动力学范围 241
第三节 影响固相反应的因素 246
一、反应物化学组成与结构的影响 246
二、反应物颗粒尺寸及分布的影响 247
三、反应温度、压力与气氛的影响 248
四、矿化剂及其他影响因素 249
第四节 固相反应的某些研究实例 249
第五节 固相反应热力学 252
一、热力学应用计算方法 252
二、纯固相参与的固相反应 254
三、伴有气相参与的固相反应 258
四、伴有熔体参与的固相反应 260
五、反应热平衡计算 262
六、金属氧化物的高温稳定性 263
习题 266
第一节 相变的分类 268
一、按热力学分类 268
第八章 相变 268
二、按相变方式分类 270
三、按质点迁移特征分类 270
四、按动力学分类 270
第二节 固态相变 270
一、固态相变的特点 270
二、马氏体转变 271
三、扩散型固态相变 274
第三节 液-固相变过程热力学 276
一、相变过程的不平衡状态及亚稳区 276
二、相变过程推动力 276
三、晶核形成条件 278
一、晶核形成过程动力学 280
第四节 液-固相变过程动力学 280
二、晶体生长过程动力学 282
三、总的结晶速率 283
四、析晶过程 285
五、影响析晶能力的因素 286
第五节 液-液相变过程 287
一、液相的不混溶现象 287
二、分相的结晶化学观点 290
习题 292
第九章 材料的烧结 294
第一节 烧结的基本概念 294
一、烧结的特点 294
二、烧结过程推动力 296
三、烧结模型 296
一、蒸发-凝聚传质 298
第二节 固相烧结 298
二、扩散传质 300
第三节 液相烧结 306
一、液相烧结的特点 306
二、流动传质 306
三、溶解-沉淀传质 309
四、各种传质机理分析比较 311
第四节 热压烧结 312
第五节 晶粒生长与二次再结晶 315
一、晶粒生长 315
二、二次再结晶 319
三、晶界在烧结中的作用 321
第六节 影响烧结的因素 321
一、原始粉料的粒度 321
二、外加剂的作用 322
四、盐类的选择及其煅烧条件 323
三、烧结温度和保温时间 323
五、气氛的影响 324
六、成型压力的影响 325
第七节 烧结方法的发展 325
一、无压烧结方法 326
二、压力烧结 326
三、等离子体烧结 327
四、微波烧结 329
五、爆炸烧结 330
习题 331
附录 333
附录1 晶体结构的32种点群和230种空间群 333
附录2 有效离子半径(据shannon,1976) 336
附录3 国际单位制(SI)中基本常数的值 341
参考文献 342