無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)

第1章無(wú)機(jī)材料概論

11無(wú)機(jī)材料的分類

111傳統(tǒng)無(wú)機(jī)材料

112新型無(wú)機(jī)材料

12無(wú)機(jī)材料的特點(diǎn)

13無(wú)機(jī)材料組成、結(jié)構(gòu)、性能、工藝及其與環(huán)境的關(guān)系

131無(wú)機(jī)材料學(xué)科內(nèi)涵

132無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)性能工藝之間的關(guān)系

133無(wú)機(jī)材料的環(huán)境效應(yīng)

14無(wú)機(jī)材料的選用原則

15無(wú)機(jī)材料的地位與作用

16無(wú)機(jī)材料的研究與發(fā)展

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第2章晶體結(jié)構(gòu)

21結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)

211空間點(diǎn)陣

212結(jié)晶學(xué)指數(shù)

213晶向與晶面的關(guān)系及晶帶軸定理

22晶體化學(xué)基本原理

221晶體中質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力與結(jié)合能

222晶體中質(zhì)點(diǎn)的堆積

223化學(xué)組成與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

224同質(zhì)多晶與類質(zhì)同晶

225晶體結(jié)構(gòu)的描述方法

23非金屬單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)

231惰性氣體元素的晶體

232非金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)

24無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)

241AX型結(jié)構(gòu)

242AX2型結(jié)構(gòu)

243A2X3型結(jié)構(gòu)

244AX3型和A2X5型結(jié)構(gòu)

245ABO3型結(jié)構(gòu)

246ABO4型結(jié)構(gòu)

247AB2O4型結(jié)構(gòu)

248石榴石結(jié)構(gòu)

249鮑林規(guī)則

25硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)

251硅酸鹽晶體的組成表示、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類

252島狀結(jié)構(gòu)

253組群狀結(jié)構(gòu)

254鏈狀結(jié)構(gòu)

255層狀結(jié)構(gòu)

256架狀結(jié)構(gòu)

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第3章晶體結(jié)構(gòu)缺陷

31晶體結(jié)構(gòu)缺陷的類型

311按缺陷的幾何形態(tài)分類

312按缺陷產(chǎn)生的原因分類

32點(diǎn)缺陷

321點(diǎn)缺陷的KrǒgerVink符號(hào)表示法

322缺陷反應(yīng)的表示法

323熱缺陷濃度的計(jì)算

324熱缺陷在外力作用下的運(yùn)動(dòng)

325點(diǎn)缺陷對(duì)晶體性能的影響

33固溶體

331固溶體的分類

332置換型固溶體

333間隙型固溶體

334形成固溶體后對(duì)晶體性質(zhì)的影響

335固溶體的研究方法

34非化學(xué)計(jì)量化合物

341負(fù)離子空位型

342間隙正離子型

343正離子空位型

344間隙負(fù)離子型

35線缺陷

351位錯(cuò)理論的產(chǎn)生

352位錯(cuò)的類型

353伯格斯矢量及位錯(cuò)的性質(zhì)

36面缺陷

361表面

362晶界

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第4章非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

41熔體的結(jié)構(gòu)

411對(duì)熔體的一般認(rèn)識(shí)

412硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)的聚合物理論

42熔體的性質(zhì)

421黏度

422表面張力

43玻璃的形成

431玻璃的通性

432玻璃的轉(zhuǎn)變

433玻璃的形成

44玻璃的結(jié)構(gòu)

441晶子學(xué)說(shuō)

442無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)

443兩大學(xué)說(shuō)的比較與發(fā)展

45典型玻璃類型

451硅酸鹽玻璃

452硼酸鹽玻璃

453其他氧化物玻璃

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第5章固體表面與界面

51固體的表面及其結(jié)構(gòu)

511固體的表面

512固體的表面結(jié)構(gòu)

513固體表面活性

52固體界面及其結(jié)構(gòu)

521陶瓷晶界

522晶界構(gòu)形

523晶界應(yīng)力

524晶界電荷

525晶界偏析

53界面行為

531彎曲表面效應(yīng)

532吸附與固體表面改性

533潤(rùn)濕與黏附

54黏土水系統(tǒng)性質(zhì)

541黏土膠體

542黏土的離子吸附與交換

543泥漿的穩(wěn)定與聚沉

544泥漿的流動(dòng)性

545泥漿的濾水性

546泥漿的觸變性

547泥團(tuán)的可塑性

548瘠性料的懸浮與塑化

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第6章相平衡和相圖

61相平衡及其研究方法

611相平衡的基本概念

612相律

613相平衡的研究方法

614應(yīng)用相圖時(shí)需注意的幾個(gè)問(wèn)題

62單元系統(tǒng)

621具有多晶轉(zhuǎn)變的單元系統(tǒng)相圖

622專業(yè)單元系統(tǒng)相圖

63二元系統(tǒng)

631二元系統(tǒng)相圖的表示方法及杠桿規(guī)則

632二元系統(tǒng)相圖的基本類型

633專業(yè)二元系統(tǒng)相圖

64三元系統(tǒng)

641三元系統(tǒng)組成表示法

642濃度三角形的性質(zhì)

643三元系統(tǒng)相圖的基本類型

644專業(yè)三元系統(tǒng)相圖

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第7章固體中的擴(kuò)散

71擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程——菲克定律

711晶體中擴(kuò)散的特點(diǎn)

712菲克第一定律

713菲克第二定律

72菲克定律的應(yīng)用舉例

721穩(wěn)定擴(kuò)散

722非穩(wěn)定擴(kuò)散

73固體擴(kuò)散機(jī)構(gòu)與擴(kuò)散系數(shù)

731無(wú)序擴(kuò)散系數(shù)與自擴(kuò)散系數(shù)

732固體擴(kuò)散機(jī)構(gòu)

733擴(kuò)散機(jī)構(gòu)與擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系

734擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定

74多元系統(tǒng)的擴(kuò)散

75影響擴(kuò)散系數(shù)的因素

751溫度的影響

752雜質(zhì)（第三組元）的影響

753氣氛的影響

754固溶體類型的影響

755擴(kuò)散物質(zhì)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的影響

756結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)擴(kuò)散的影響

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第8章固相反應(yīng)

81固相反應(yīng)的分類與特征

811固相反應(yīng)的分類

812固相反應(yīng)的特征

82固相反應(yīng)機(jī)理

821相界面上化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

822相界面上反應(yīng)和離子擴(kuò)散的關(guān)系

823中間產(chǎn)物和連續(xù)反應(yīng)

824不同反應(yīng)類型和機(jī)理

83固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

831一般動(dòng)力學(xué)關(guān)系

832化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍

833擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)范圍

834通過(guò)流體相傳輸?shù)姆磻?yīng)和動(dòng)力學(xué)表達(dá)式

835過(guò)渡范圍

84材料制備中的插層反應(yīng)

85影響固相反應(yīng)的因素

851反應(yīng)物化學(xué)組成的影響

852反應(yīng)物顆粒及均勻性的影響

853反應(yīng)溫度的影響

854壓力和氣氛的影響

855反應(yīng)物活性的影響

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第9章相變過(guò)程

91相變的分類與條件

911相變的分類

912相變的條件

92液固相變——成核生長(zhǎng)機(jī)理

921晶核生成速率

922晶體生長(zhǎng)速率

923總的結(jié)晶速率

924影響結(jié)晶速率的因素

93液液相變——調(diào)幅分解機(jī)理

931液相的不混溶現(xiàn)象（玻璃的分相）

932調(diào)幅分解動(dòng)力學(xué)

933分相的結(jié)晶化學(xué)觀點(diǎn)

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第10章燒結(jié)過(guò)程

101燒結(jié)概述

1011燒結(jié)理論的研究與發(fā)展

1012燒結(jié)的基本類型

102燒結(jié)過(guò)程及機(jī)理

1021燒結(jié)過(guò)程

1022燒結(jié)推動(dòng)力

1023燒結(jié)機(jī)理

103固相燒結(jié)

1031燒結(jié)初期

1032燒結(jié)中期

1033燒結(jié)末期

104再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大

1041初次再結(jié)晶

1042晶粒長(zhǎng)大

1043二次再結(jié)晶

105液相燒結(jié)

1051液相燒結(jié)的特點(diǎn)

1052顆粒重排

1053溶解沉淀

1054黏性與塑性流動(dòng)燒結(jié)的動(dòng)力學(xué)關(guān)系

106影響燒結(jié)的因素

1061物料活性的影響

1062添加物的影響

1063氣氛的影響

1064壓力的影響

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第11章無(wú)機(jī)材料的環(huán)境效應(yīng)

111無(wú)機(jī)材料的腐蝕

1111腐蝕產(chǎn)生的原因

1112腐蝕對(duì)無(wú)機(jī)材料性能的影響

112無(wú)機(jī)材料的疲勞

1121疲勞的基本概念

1122疲勞裂紋擴(kuò)展的力學(xué)行為與特征

1123無(wú)機(jī)材料的高溫蠕變

113無(wú)機(jī)材料的再生與利用

1131無(wú)機(jī)材料生命周期評(píng)估和生態(tài)設(shè)計(jì)

1132環(huán)境協(xié)調(diào)無(wú)機(jī)材料

1133無(wú)機(jī)材料的再生與利用

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

附錄Ⅰ單位換算和基本物理常數(shù)

附錄Ⅱ元素的離子半徑表

參考文獻(xiàn)

本書(shū)共11章，內(nèi)容包括無(wú)機(jī)材料引論、晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)缺陷、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、固體表面與界面、相平衡與相圖、固體中的擴(kuò)散、固相反應(yīng)、相變過(guò)程、燒結(jié)過(guò)程、無(wú)機(jī)材料的環(huán)境效應(yīng)。

本書(shū)的特點(diǎn)表現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面。

① 較全面地涵蓋無(wú)機(jī)材料科學(xué)和工程的基礎(chǔ)理論。無(wú)機(jī)材料的發(fā)展與無(wú)機(jī)材料理論密切相關(guān)，如果說(shuō)早期傳統(tǒng)硅酸鹽材料的制備或生產(chǎn)較多地是依靠經(jīng)驗(yàn)和手藝，那么在當(dāng)代新型無(wú)機(jī)材料的研究和開(kāi)發(fā)則必然更多地是在理論指導(dǎo)下進(jìn)行。

② 注重科學(xué)原理，強(qiáng)化工程意識(shí)。以無(wú)機(jī)材料制備加工過(guò)程中的基本原理和共性規(guī)律為主，兼顧無(wú)機(jī)材料應(yīng)用過(guò)程中的環(huán)境行為效應(yīng)，使科學(xué)和工程融為一體。

③ 突出認(rèn)識(shí)論的規(guī)律性。遵循從理想到實(shí)際、從規(guī)則到不規(guī)則、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從宏觀到微觀再到宏觀的原則，循序漸進(jìn)地介紹無(wú)機(jī)材料的組成、制備、結(jié)構(gòu)、性能的依從性。

④ 強(qiáng)調(diào)思維方法和分析能力的培養(yǎng)。在闡述基礎(chǔ)理論時(shí)，通過(guò)問(wèn)題提出、例題解析、討論提示的方式，突出科學(xué)的創(chuàng)新性思維方法的培養(yǎng)；每章末尾附有與實(shí)際結(jié)合緊密的思考題和習(xí)題，以加深對(duì)基本概念的理解和應(yīng)用，提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

⑤ 選材組織與結(jié)構(gòu)編排上突出新穎性、易讀性和普適性。注重新概論、新理論、新工藝、新材料以及不同學(xué)科知識(shí)的融合交叉，內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)新穎，深廣度適中，力求既能反映無(wú)機(jī)材料學(xué)科當(dāng)代發(fā)展水平，又能適應(yīng)專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)。

為了滿足不同層次類別高等院校教學(xué)的需要，幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固知識(shí)結(jié)構(gòu)，深化基礎(chǔ)理論，開(kāi)闊專業(yè)視野，并有利于擴(kuò)展思路，便于自學(xué)和考研復(fù)習(xí)，另行出版與本書(shū)配套的教學(xué)輔助教材《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》，以方便學(xué)習(xí)輔導(dǎo)。

本書(shū)可作為高等院校無(wú)機(jī)非金屬材料各專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程教材，亦可用作材料科學(xué)與工程、材料學(xué)、礦物材料及相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教學(xué)用書(shū)和參考書(shū)，并可供科研院所、廠礦企業(yè)、公司等從事材料、無(wú)機(jī)材料、礦物材料及相關(guān)領(lǐng)域工作的廣大科研人員、工程技術(shù)人員、管理人員及企業(yè)家們的閱讀參考。

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》是高等工科院校無(wú)機(jī)非金屬材料與工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)理論課程。

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》主要內(nèi)容有：結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)與缺陷、熔體和玻璃體、表面與界面、熱力學(xué)應(yīng)用、相平衡、擴(kuò)散與固相反應(yīng)、相變、燒結(jié)。共九章，每章后附有習(xí)題。

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》除作教材外，也適于從事無(wú)機(jī)非金屬材料研制與生產(chǎn)的科技人員參考。

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》由胡志強(qiáng)主編，論述了無(wú)機(jī)非金屬材料的物理和化學(xué)的基礎(chǔ)理論問(wèn)題。主要內(nèi)容有晶體幾何基礎(chǔ)、晶體化學(xué)基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)缺陷、固溶體、熔體和非晶態(tài)固體、固體表面與界面、漿體的膠體化學(xué)原理、熱力學(xué)應(yīng)用、相平衡、擴(kuò)散、相變、固相反應(yīng)、燒結(jié)。每章后附有習(xí)題。

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》為無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)與工程專業(yè)教材，亦可作為相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書(shū)。同時(shí)也適于從事無(wú)機(jī)非金屬材料的研制和生產(chǎn)的科技人員參考。

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》主要內(nèi)容由材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、材料宏觀性能的微觀解析、材料制備科學(xué)基礎(chǔ)三大模塊構(gòu)成。第一模塊包括材料的基本結(jié)構(gòu)單元及特征、基本結(jié)構(gòu)單元的結(jié)合及相關(guān)理論、材料結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)的有序排列、材料結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)的無(wú)序排列、材料的表面與界面等內(nèi)容；第二模塊包括結(jié)合鍵與力學(xué)性能、晶格掁動(dòng)與熱學(xué)性能、載流子與電磁學(xué)性能、電子與光學(xué)性能、表面與化學(xué)穩(wěn)定性等內(nèi)容；第三模塊包括與材料制備相關(guān)的熱力學(xué)基礎(chǔ)、擴(kuò)散、相變、固相反應(yīng)、燒結(jié)等內(nèi)容。