第1章 绪论 1
1.1材料与化学 1
1.2材料的分类 3
1.3材料化学的特点 4
1.4材料化学在各个领域的应用 5
1.4.1生物医药领域 5
1.4.2电子信息领域 5
1.4.3环境和能源领域 5
1.4.4结构材料领域 6
1.5材料化学的主要内容 6
参考文献 7
思考题 7
第2章 材料的结构 8
2.1元素和化学键 8
2.1.1元素及其性质 8
2.1.2原子间的键合 9
2.1.3原子间的相互作用与键能 12
2.2晶体学基本概念 14
2.2.1晶体和非晶体 14
2.2.2晶格、晶胞和晶格参数 15
2.2.3晶向指数和晶面指数 15
2.2.4晶面间距 17
2.2.5晶系 17
2.3晶体缺陷 19
2.3.1点缺陷 19
2.3.2线缺陷和位错 22
2.3.3面缺陷 25
2.3.4体缺陷 27
2.4金属材料的结构 27
2.4.1金属晶体 27
2.4.2多晶结构 30
2.4.3固溶体 30
2.5无机非金属材料的结构 33
2.5.1离子晶体 34
2.5.2硅酸盐结构 42
2.5.3共价晶体 47
2.6高分子材料的结构 47
2.6.1高分子链结构单元的化学组成 48
2.6.2高分子链结构单元的键接方式 48
2.6.3高分子链的几何形态 49
2.6.4高分子链的构型 50
2.6.5高分子链的柔顺性 51
2.6.6聚合物的晶态结构 52
参考文献 53
思考题 53
第3章 材料的性能 55
3.1化学性能 55
3.1.1耐氧化性 55
3.1.2耐酸碱性 56
3.1.3耐有机溶剂性 57
3.1.4耐老化性 57
3.2力学性能 58
3.2.1材料的强度 59
3.2.2材料的硬度 60
3.2.3疲劳性能 61
3.3热性能 62
3.3.1热容 62
3.3.2热膨胀 63
3.3.3热传导 64
3.4电性能 65
3.4.1导电性能 66
3.4.2介电性能 67
3.4.3铁电性与压电性 69
3.5磁性 69
3.5.1磁性基本概念 69
3.5.2磁性的种类 70
3.5.3磁畴和磁化曲线 71
3.6光学性能 72
3.6.1光的基本性质 72
3.6.2光与物质相互作用的基本原理 73
3.6.3材料的光学性能 74
参考文献 82
思考题 83
第4章 材料化学热力学 84
4.1化学热力学基础及应用 84
4.1.1化学热力学回顾 84
4.1.2化学热力学在材料研究中的应用 86
4.2材料界面热力学 91
4.2.1表面张力和表面能 91
4.2.2润湿和接触角 94
4.2.3弯曲表面热力学 97
4.2.4固体表面的吸附 100
4.3相图及其应用 101
4.3.1相平衡与相律 101
4.3.2相图 102
参考文献 112
思考题 113
第5章 材料的制备 115
5.1金属材料的制备 115
5.1.1冶金工艺 115
5.1.2金属材料热处理 117
5.1.3非晶金属材料的制备 118
5.2陶瓷工艺 119
5.2.1原材料 119
5.2.2陶瓷粉体的制备 122
5.2.3陶瓷的烧结 122
5.3高分子材料制备 124
5.3.1自由基聚合反应 124
5.3.2离子型聚合反应 125
5.3.3缩合聚合 127
5.3.4聚合实施方法 129
5.4晶体生长技术 131
5.4.1熔体生长法 131
5.4.2溶液生长法 134
5.5气相沉积法 135
5.5.1物理气相沉积法 135
5.5.2化学气相沉积法 138
5.6溶胶-凝胶法 144
5.6.1溶胶-凝胶法的基本原理 145
5.6.2溶胶-凝胶法的应用 146
5.6.3溶胶-凝胶法的优点和弱点 147
5.7液相沉淀法 148
5.7.1直接沉淀法 148
5.7.2共沉淀法 148
5.7.3均匀沉淀法 148
5.8固相反应 149
5.8.1固相反应分类 149
5.8.2固相反应的特点 149
5.8.3固相反应的过程和机理 149
5.8.4影响固相反应的因素 150
5.8.5固相反应实例 152
5.9插层法和反插层法 152
5.10自蔓延高温合成法 153
5.10.1自蔓延高温合成法机理 154
5.10.2自蔓延高温合成法的化学反应类型 155
5.10.3自蔓延高温合成技术类型 156
5.11自组装技术 157
5.11.1自组装的种类 158
5.11.2自组装膜 158
5.11.3自组装胶体晶体 159
参考文献 161
思考题 161
第6章 电子与微电子材料 162
6.1导电材料 162
6.1.1金属导电材料 162
6.1.2快离子导体 164
6.1.3聚合物导电材料 168
6.1.4电阻材料 171
6.2介电材料 172
6.2.1材料的介电性特征 172
6.2.2压电材料 177
6.2.3热释电材料 179
6.2.4铁电材料 180
6.3半导体材料 181
6.3.1半导体材料概述 181
6.3.2半导体分类及特点 182
6.3.3 PN结 185
6.3.4单质硅半导体材料 185
6.3.5重要的化合物半导体 187
6.3.6半导体材料的应用 190
6.4微电子材料与芯片 192
6.4.1微电子芯片发展概况 192
6.4.2 IC制造一般构造与技术过程 193
6.4.3微电子主要材料 196
参考文献 204
思考题 204
第7章 光子材料 205
7.1概述 205
7.2光纤 205
7.2.1光纤的基本构造 206
7.2.2光纤分类 207
7.2.3光纤传输特性 210
7.2.4石英光纤制作 212
7.2.5掺饵光纤放大器 213
7.3光子晶体 214
7.3.1光子晶体概念与特性 214
7.3.2光子晶体材料与制作 217
7.3.3光子晶体应用 219
7.4液晶材料 220
7.4.1液晶分类 220
7.4.2液晶材料特性 223
7.4.3液晶材料应用 225
7.5光学透明导电材料 227
7.5.1金属透明导电薄膜 227
7.5.2金属氧化透明导电膜 228
7.5.3石墨烯 231
7.5.4透明导电膜应用 232
7.6非线性光学材料 233
7.6.1无机非线性光学材料 234
7.6.2有机非线性光学材料 234
7.6.3聚合物非线性光学材料 235
7.6.4其他非线性光学材料 236
7.7发光材料 236
7.7.1发光材料光度学指标 237
7.7.2材料发光原理和特征 238
7.7.3光致发光 242
7.7.4阴极射线发光材料 249
7.7.5电致发光材料 250
7.8激光材料 256
7.8.1激光晶体的发光原理 256
7.8.2激光材料分类 257
7.8.3固体激光器材料 257
7.8.4气体激光器材料 258
7.8.5染料激光 260
7.8.6半导体激光 260
7.9光伏材料 261
参考文献 265
思考题 265
第8章 生物医用材料 267
8.1生物医用材料概述 267
8.1.1生物医用材料的内涵 267
8.1.2生物医用材料的分类 267
8.1.3生物医用材料的基本要求 268
8.2生物医用材料表面改性 269
8.2.1材料表面形貌控制 269
8.2.2生物医用材料的表面修饰 269
8.2.3等离子体表面处理 270
8.2.4离子注入表面改性 271
8.2.5自组装单分子层 271
8.3生物医用金属材料 271
8.3.1生物医用金属材料的性能要求 271
8.3.2常用生物医用金属材料 272
8.4生物陶瓷 275
8.4.1生物陶瓷的种类特点 275
8.4.2生物陶瓷的制备 277
8.5生物医用高分子材料 280
8.5.1生物医用高分子材料的种类 280
8.5.2生物医用高分子材料的要求 281
8.5.3生物可降解高分子材料及其应用 282
8.5.4医药高分子 285
8.6纳米生物材料 290
8.6.1纳米生物材料的分类 290
8.6.2纳米载体 291
8.6.3纳米细胞分离技术 293
8.6.4染色纳米材料 294
8.6.5纳米抗菌药及创伤敷料 294
8.6.6组织工程中的纳米生物材料 294
参考文献 295
思考题 295
第9章 高性能复合材料 296
9.1复合材料概述 296
9.2复合材料的命名与分类 297
9.3复合材料的基体材料 297
9.3.1金属基体材料 298
9.3.2无机非金属材料（陶瓷） 299
9.3.3聚合物基体材料 300
9.4复合材料的增强相 302
9.4.1纤维增强体 302
9.4.2晶须增强体 307
9.4.3颗粒增强体 309
9.5复合材料主要性能与制造 309
9.5.1聚合物基复合材料 309
9.5.2金属基复合材料 312
9.5.3陶瓷基复合材料 315
参考文献 316
思考题 317
第10章 纳米材料 318
10.1纳米材料的种类 318
10.1.1零维纳米材料 319
10.1.2一维纳米材料 320
10.1.3二维纳米材料 321
10.1.4纳米固体材料 322
10.1.5纳米复合材料 323
10.2纳米材料的特性 324
10.2.1纳米效应 324
10.2.2纳米材料的特殊性质 325
10.3纳米材料的制备 327
10.3.1物理方法 327
10.3.2化学方法 330
10.3.3纳米体的分散及稳定化 336
10.4纳米材料的应用 338
10.4.1结构材料领域 338
10.4.2光学特性材料领域 338
10.4.3生物医学领域 339
10.4.4磁性材料领域 339
10.4.5催化方面的应用 340
10.4.6涂料领域的应用 340
10.4.7其他精细化工中的应用 340
参考文献 341
思考题 341