1 陶瓷结构概论 1
1.1 原子结构 1
1.1.1 原子的电子结构 1
1.1.2 电子密度分布 3
1.1.3 原子的电离能、电子亲合能和电负性 4
1.2 键作用力 5
1.2.1 离子键 5
1.2.2 共价键 8
1.2.3 混合键 10
1.3 陶瓷晶体结构基础 12
1.3.1 结晶化学原理 12
1.3.2 Pauling规则，配位数和配位多面体 16
1.3.3 同质多象和类质同象 18
1.4 结构演化和结构分析 19
1.4.1 结构演化 19
1.4.2 晶体结构分析 21
2 陶瓷晶体结构 25
2.1 二元氧化物结构 25
2.1.1 MO结构 26
2.1.2 M2O3结构 28
2.1.3 MO2结构 29
2.1.4 MO3氧化物 32
2.2 多元化合物 32
2.2.1 钙钛矿结构 32
2.2.2 尖晶石结构 35
2.2.3 ABO2、ABO3和ABO4化合物 37
2.2.4 高温超导氧化物 38
2.3 硫化物结构 39
2.4 硅酸盐结构 41
2.5 其他结构 43
2.5.1 碳化物 43
2.5.2 氮化物和硼化物 44
2.5.3 复合结构 44
3 陶瓷晶体缺陷 46
3.1 点缺陷 46
3.1.1 空位和填隙原子 46
3.1.2 质量作用定律 49
3.2 非化学计量比化合物 50
3.3 线缺陷 52
3.4 面缺陷和体缺陷 54
3.5 有序无序结构和固溶体 57
3.6 陶瓷显微结构分析 58
3.6.1 微结构分析 58
3.6.2 表面和界面分析 60
3.6.3 气孔率分析 61
4 玻璃的结构特征和性能 65
4.1 玻璃的形成 65
4.2 玻璃的结构特征 69
4.3 玻璃的性能 71
4.3.1 玻璃的力学和热学性能 71
4.3.2 玻璃及非晶体的电学和光学性能 74
4.4 玻璃的应用 77
4.4.1 多孔玻璃 77
4.4.2 微晶玻璃 78
4.4.3 光学玻璃和光学功能玻璃 79
4.4.4 光纤玻璃 81
4.5 玻璃结构分析方法 82
5 陶瓷热力学问题 87
5.1 热力学函数和化学平衡 87
5.1.1 热力学函数 87
5.1.2 化学平衡 89
5.1.3 熔点 91
5.2 材料表面性质 93
5.2.1 表面弛豫和再构 93
5.2.2 表面张力和表面能 93
5.2.3 表面吸附 97
5.3 界面和晶粒间界 100
5.3.1 界面 100
5.3.2 晶粒间界 102
5.4 非平衡态热力学 103
5.5 热力学计算 104
6 陶瓷相变和相图 108
6.1 Gibbs相律 108
6.2 按热力学分类的陶瓷相变 109
6.2.1 一级相变 109
6.2.2 高级相变 110
6.3 按结构变化分类的陶瓷相变 111
6.3.1 重建型相变 111
6.3.2 位移型相变 111
6.3.3 有序－无序相变和扩散型相变 113
6.3.4 陶瓷马氏体相变 114
6.4 相变动力学和软模相变 115
6.4.1 非匀相转变 116
6.4.2 匀相转变 120
6.4.3 软模相变 121
6.5 相图 122
6.5.1 相图确定原则 122
6.5.2 单元体系相图 123
6.5.3 二元相图 124
6.5.4 三元和多元相图 125
6.6 相图计算和非平衡相图 127
6.6.1 相图计算 127
6.6.2 非平衡定态相图 128
7 扩散 130
7.1 扩散定律 130
7.1.1 扩散的微观机制 130
7.1.2 扩散定律 132
7.2 扩散过程 135
7.2.1 自扩散 135
7.2.2 互扩散与反应扩散 137
7.2.3 表面扩散、位错和晶界扩散 139
7.2.4 界面迁移 140
7.3 扩散控制过程 142
7.4 扩散研究方法 144
8 陶瓷制备 146
8.1 陶瓷粉料制备 146
8.1.1 从固相制备粉体 146
8.1.2 从液相制备粉体 148
8.1.3 从气相制备粉体或薄膜 151
8.1.4 液相中固体粒子的析出机 152
8.1.5 陶瓷粉体表征 152
8.2 陶瓷成型 154
8.2.1 成型的特点 154
8.2.2 陶瓷成型方法 155
8.3 陶瓷烧结 157
8.3.1 烧结驱动力 158
8.3.2 烧结中发生的几种过程 159
8.3.3 陶瓷烧结方法 162
8.4 烧结过程中的显微结构变化 163
8.4.1 烧结初期 163
8.4.2 烧结中期 165
8.4.3 烧结末期 167
8.5 影响烧结的因素 167
8.5.1 晶粒与气孔尺寸因素 167
8.5.2 气孔、晶粒长大与致密化的关系 168
8.5.3 团聚体 168
8.5.4 其他因素 170
9 陶瓷力学性能 172
9.1 陶瓷弹性性能 172
9.2 陶瓷硬度和强度 175
9.2.1 陶瓷硬度和摩擦性能 175
9.2.2 陶瓷强度 176
9.2.3 影响陶瓷强度的因素 179
9.2.4 陶瓷的腐蚀行为 181
9.3 陶瓷脆性和增韧方法 181
9.3.1 陶瓷的脆性断裂 181
9.3.2 陶瓷增韧方法 184
9.3.3 陶瓷超塑性 185
9.4 陶瓷蠕变与疲劳 187
9.4.1 陶瓷蠕变 187
9.4.2 陶瓷疲劳特性 189
10 工程结构陶瓷 194
10.1 工程结构陶瓷的一般设计要求 194
10.2 氧化物类和非氧化物类高温结构陶瓷 195
10.2.1 氧化物类高温结构陶瓷 195
10.2.2 非氧化物类高温结构陶瓷 198
10.2.3 表面涂覆和金属封接 201
10.3 多孔陶瓷和生物陶瓷 202
10.3.1 多孔陶瓷 202
10.3.2 主－客体化合物 205
10.3.3 生物陶瓷 205
10.4 陶瓷基复合材料和电子结构陶瓷 206
10.4.1 陶瓷基复合材料 206
10.4.2 电子结构陶瓷 208
11 陶瓷热性能 211
11.1 热性能的一般表征 211
11.1.1 比热和热膨胀系数 211
11.1.2 热导率 215
11.1.3 热电性 218
11.2 热应力与抗热震性 219
11.2.1 热应力 219
11.2.2 抗热震性 220
11.2.3 微尺度热测量 222
11.3 节能耐火陶瓷 222
11.3.1 耐热陶瓷 222
11.3.2 热交换器和陶瓷发热体 223
12 陶瓷导电性能 226
12.1 陶瓷电导的一般描述 226
12.1.1 陶瓷导电特点 226
12.1.2 缺陷对陶瓷导电的影响 230
12.2 离子电导 231
12.2.1 离子导电的一般特点 231
12.2.2 离子导体 232
12.3 电子电导 236
12.3.1 电子导电的一般特点 236
12.3.2 氧分压的影响 238
12.3.3 价控半导体 240
12.4 高温超导氧化物 240
12.4.1 超导体的一般特点 240
12.4.2 高温超导氧化物的结构特点 243
12.5 其他导电材料 245
13 陶瓷介电性能 247
13.1 电介质陶瓷 247
13.1.1 电介质陶瓷的基本性质 247
13.1.2 电绝缘陶瓷和电容器陶瓷 253
13.2 铁电陶瓷 255
13.2.1 铁电陶瓷的一般特点 255
13.2.2 铁电陶瓷的分类和微观机制 259
13.2.3 弛豫铁电体 261
13.3 压电陶瓷 262
13.3.1 压电效应 262
13.3.2 压电陶瓷 265
13.4 热释电陶瓷 267
14 陶瓷磁性能 271
14.1 顺磁性和抗磁性 271
14.1.1 顺磁性 271
14.1.2 抗磁性 272
14.2 铁磁性 273
14.2.1 铁磁性和磁畴 273
14.2.2 磁滞回线 276
14.2.3 磁泡畴 278
14.3 反铁磁性和亚铁磁性 278
14.3.1 反铁磁性 278
14.3.2 亚铁磁性 280
14.3.3 铁氧体 281
14.4 其他磁性能 282
14.4.1 磁各向异性 282
14.4.2 磁致伸缩 283
14.4.3 巨磁阻效应 284
14.4.4 磁光效应 286
14.4.5 热磁效应 286
14.5 应用磁性材料 287
14.5.1 磁记录材料 287
14.5.2 稀土永磁材料 288
15 陶瓷光学性能 290
15.1 光在介质中的传播 290
15.1.1 折射 290
15.1.2 透射和反射 293
15.2 光吸收和旋光性 294
15.2.1 光吸收 294
15.2.2 旋光性 295
15.3 光学窗口材料和薄膜光学 296
15.3.1 光学窗口材料 296
15.3.2 薄膜光学 297
15.3.3 透明导电膜 298
15.4 陶瓷半导体的光学性质 299
15.4.1 本征光吸收 299
15.4.2 光电导 300
15.4.3 光催化效应 301
15.5 陶瓷的非线性光学性质 303
15.5.1 非线性光学效应 303
15.5.2 电光材料 304
15.5.3 光折变和倍频效应 305
16 敏感陶瓷 308
16.1 敏感陶瓷的半导体性质 308
16.2 热敏陶瓷 311
16.2.1 PTC热敏陶瓷 311
16.2.2 NTC热敏陶瓷 314
16.2.3 其他热敏陶瓷 315
16.3 气敏陶瓷 316
16.3.1 气敏陶瓷的一般特性 316
16.3.2 气敏机理 318
16.3.3 气敏陶瓷分类 319
16.4 湿敏陶瓷 321
16.5 压敏电阻和光敏陶瓷 323
16.5.1 压敏电阻 323
16.5.2 光敏陶瓷 324
附录 326
一、原子结构数据 326
表1（a） 原子半径值／A 326
表1（b） 元素的四面体共价半径／A 326
表1（c） 元素的八面体共价半径／A 327
表2 原子的第一、二、三电离能／eV 327
表3 原子的电子亲合能／eV 328
表4 原子的电负性 329
表5 元素的有效离子半径／pm 329
二、晶体点对称性与其物理性能的关系 335
三、结构参数 336
四、元素周期表 340
后记 341