新型晶體材料

第1章 晶體材料進展

1．1 晶體概論

1．2 單晶生長技術

1．2．1 提拉法

1．2．2 坩堝下降法

1．2．3 區(qū)熔法

1．2．4 焰熔法

1．2．5 溶液法

1．2．6 水熱合成法

參考文獻

第2章 晶體學基礎

2．1 晶體和點陣

2．1．1 晶體的基本性質

2．1．2 點陣

2．1．3 布拉維格子

2．2 晶體對稱

2．3 空間群

2．3．1 微觀對稱要素

2．3．2 晶體結構的描述

2．3．3 空間群的表示

2．4 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)

2．4．1 晶面指數(shù)

2．4．2 晶向指數(shù)

2．4．3 四軸表示法

參考文獻

第3章 晶體結構

3．1 晶體結構基礎

3．1．1 密堆積

3．1．2 離子晶體

3．2 基本晶體結構

3．2．1 AX型晶體

3．2．2 AX2型

3．2．3 A2X3型

3.3 復合化合物的晶體結構

3．3．1 鈣鈦礦(CaTiO3)型

3．3．2 鎂橄欖石

3．3．3 白鎢礦

3．3．4 黑鎢礦

3．3．5 鋯英石

3．3．6 石榴石

參考文獻

第4章 相圖

4.1 相圖原理

4．1．1 相

4.1．2 組分和獨立組分數(shù)

4．1．3 自由度

4．1．4 相律

4. 2 單元相圖

4．3 二元相圖

4．3．1 低共熔相圖

4．2．2 固溶體相圖

4．3．3 包晶相圖

4．3．4 固相線以下有晶型轉變的相圖

參考文獻

第5章 晶體生長動力學

5．1 成核

5．1．1 均勻成核

5．1．2 非均勻成核

5．1．3 均勻成核速率

5．2 溶質分凝

5．2．1 液相內溶質可充分均勻混

5．2．2 液相中溶質僅靠擴散混合

5．2．3 液相內溶質部分混合

5．3 晶體生長過程中的成分過冷

5．3．1 成分過冷與熱過冷

5．3．2 成分過冷的形成條件

參考文獻

第6章 材料的光學性能

6．1 光子能量與光譜范圍

6．2 光折射與色散

6．2．1 折射率的復數(shù)表示

6．2．2 折射與極化

6．2．3 色散

6．3 反射與散射

6．3．1 反射

6．3．2 散射

6．3．3 光學薄膜

6．4 吸收與顏色

6．4．1 光吸收現(xiàn)象

6．4. 2 晶體中的光吸收

6．4．3 光吸收與透射的物理本質

6．4．4 顏色的起因

參考文獻

第7章 固體的發(fā)光

7．1 發(fā)光的基本概念

7．1．1 發(fā)光與輻射能級

7．1．2 發(fā)射光譜

7．1．3 激發(fā)光譜

7．2 級圖和位形曲線圖

7．2．1 能級圖與位形坐標引入

7．2．2 位形坐標和位形曲線圖

7．3 發(fā)光動力學

7．3．1 熒光壽命

7．3．2 量子效率

7．3.3 熒光與磷光

7．4 發(fā)光中心與能量傳輸

7．4．1 發(fā)光中心

7．4.2 晶體發(fā)光中的能量傳輸現(xiàn)象

參考文獻

第8章 光譜及其表示

8．1 原子態(tài)表示

8．2 光譜項

8．3 各分支譜線相對強度的定性規(guī)律

8．4 譜線強度的定量規(guī)律

8．5 復雜原子的電子組態(tài)

8．5．1 中心力場近似

8．5．2 多電子原子的電子組態(tài)

8.5．3 動量矩的耦合形式

8.5．4 非等效電子組態(tài)的譜項和能級

參考文獻

第9章 過渡金屬離子光譜

9．1 晶體場理論

9.1.1 d軌道分裂

9．1．2 高自旋與低自旋

9.1．3 配位多面體畸變——姜-泰勒(Jahn-Teller)效應

9．1．4 關于厶值

9．1．5 拉卡(Racah)參數(shù)

9.2 鈦離子的光譜特征及激光材料

9.2．1 鈦寶石的晶體結構

9．2．2 Ti3 離子的光譜特征

9．2．3 鈦寶石激光晶體(A12O3：Ti3 )

9．3 摻Cr3 離子的激光晶體

9．3．1 Cr3 離子的光譜特征

9．3．2 Cr3 ；A1203激光晶體

9．3．3 Cr3 ；LiSAF激光晶體

9．3．4 摻鉻鎢酸鋅(ZnW04:Cr3 )

9．4 其他過渡金屬離子的激光材料

9．4．1 摻鈷氟化鎂(Co：MgF2)

9．4．2 Cr4 $quot$YAG晶體及調Q激光

9．4．3 摻四價鉻的鎂橄欖石(Mg2SiO4：Cr4 )

參考文獻

第10章 三價稀土離子光譜

10．1 三價稀土離子能級結構

10．2 常用稀土離子的光譜特征

10．2．1 Nd3 離子光譜特征

10．2．2 Yb3 離子光譜特征

10．2．3 H03 離子光譜特征

10．2．4 Er3 離子光譜特征

10．2．5 Tm3 離子光譜特征

10．3 Judd-Ofelt光譜參數(shù)計算

10．3．1 Er3 強度參數(shù)的擬合計算

10．3．2 自發(fā)輻射幾率、能級壽命、熒光分支比等參數(shù)的計算

參考文獻

第11章 激光晶體

11．1 激光晶體概況

11．1．1 高功率激光晶體

11．1．2 可調諧激光晶體

11．1．3 LD抽運激光晶體

11．1．4 非線性復合功能激光晶體

11．1．5 自激活.上轉換和受激拉曼激光晶體

11．2 氧化物基質激光晶體

11．2．1 Nda ：YAG晶體

11．2．2 Nda3 ：YAP晶體

11．2．3 Nd3 ：GGG晶體

11．2．4 鍺酸鹽激光晶體

11．3 氟化物基質激光晶體

參考文獻

第12章 上轉換激光晶體

12．1 上轉換材料的發(fā)展歷史

12．2 上轉換發(fā)光機理

12．3 影響上轉換發(fā)光強度的因素

12．3．1 基質材料的影響

12.3．2 敏化發(fā)光

12．4 上轉換發(fā)光材料

12．4．1 概述

12．4．2 氟化物晶體和玻璃

12．4．3 氧化物單晶

12．5 上轉換晶體激光器

12．5．1 基質材料

12．5．2 單一波長抽運和雙波長抽運

參考文獻

第13章 閃爍體

13．1 閃爍體的主要性能要求

13．1．1 發(fā)射光譜

13．1．2 發(fā)光效率

13．1.3 發(fā)光時間和光衰減時間

13．1．4 探測效率和靈敏度

13．1．5 能量分辨率

13．1．6 溫度效應

13．2 射線與物質的相互作用

13．2．1 帶電粒子與物質的相互作用

13．2．2 X和丁射線與物質的相互作用

13．3 鹵化物閃爍體

13．3．1 碘化物NaI(丁1)和CsI(T1)

13．3.2 氟化物BaF2和CeFa

13．4 氧化物閃爍體

13．4．1 鍺酸鉍(BGO)

13．4．2 鎢酸鹽閃爍體

13．5 高溫稀土閃爍體

參考文獻

第14章 受激拉曼散射與拉曼激光晶體

14．1 自發(fā)拉曼散射及其配置

14．2 材料的受激拉曼散射(SRS)特性

14．3 拉曼介質的性能評價因素

14．4 拉曼激光晶體的研究進展

14．4．1 Ba(N03)：晶體

14．4．2 白鎢礦型晶體

14．4．3 黑鎢礦型

14．4．4 雙鎢酸鹽型晶體

14．4．5 鋯英石型晶體

參考文獻

附錄 稀土離子的約化矩陣元

《新型晶體材料》是一本有關新型晶體材料的制備、光譜分析和應用的專著。全書主要由三部分組成：第一部分包括晶體材料進展，晶體學基礎，晶體結構，相圖，晶體生長動力學；第二部分包括材料的光學性能，固體的發(fā)光，光譜及其表示，過渡金屬離子光譜和稀土離子光譜；第三部分介紹了新型激光晶體，上轉換激光晶體，閃爍體和拉曼激光晶體的研究進展。該書為新型晶體材料研究和探索可以提供有益的參考。

目錄

第一章 晶體與晶體學

第一節(jié) 晶體學概述

一、引言

二、經典晶體學

三、近代晶體學

第二節(jié) 晶體與晶體材料

一、晶體的概念

二、液晶與非晶體

三、晶體的特征

四、晶體材料

第三節(jié) 晶體的基本對稱性

一、對稱操作

二、七種晶系

三、十四種布拉菲點陣

四、不同晶系的單胞

五、二維點陣

參考文獻

第二章 晶體學點群

第一節(jié) 點群

一、點群與平移群的概念

二、點群的用途

三、點群的推導方法

第二節(jié) 屬于每種晶系的晶體學點群

一、三斜晶系

二、單斜晶系

三 正交晶系

四、四方晶系

五、三方晶系

六、六方晶系

七、立方晶系

第三節(jié) 其他推導32種點群的方法

一、旋轉群推導法

二、循環(huán)群推導法

第四節(jié) 勞厄群

一、中心對稱定律

二、11種勞厄群

三 二維點群和二維勞厄群

附錄

附錄一 表達32種點群對稱性的極射赤面投影圖

附錄二 常用點對稱操作的操作矩陣

參考文獻

第三章 空 間群

第一節(jié) 點式空間群

一、概述

二、推導點式空間群

第二節(jié) 非點式操作

一、螺旋操作

二、滑移操作

三 空間群的商群和點群

四、一般等效位置

第三節(jié) 各晶系空間群特征概要

一、三斜晶系

二、單斜晶系

三、正交晶系

四 四方晶系

五、三方晶系

六、六方晶系和立方晶系

七、二維空間群（平面群）

第四節(jié) 國際表簡介

一、國際表題頭

二、國際表概閱

三 識別空間群

附錄 230種空間群的符號

參考文獻

第四章 無機晶體結構分析

第一節(jié) 常見的無機晶體結構

一、單質晶體結構

二、AX型化合物

三、AX2型化合物

四、AX3型化合物

五、結構轉變及概率占位

六、拓樸密堆型化合物

第二節(jié) 晶體X射線衍射分析簡述

一 單晶四圓X射線衍射儀原理簡介

二、X射線多晶衍射法識別晶系

三 單胞內的原子數(shù)

四、X射線多晶衍射譜的指數(shù)化

第三節(jié) X射線衍射與晶體對稱性

一、系統(tǒng)消光

二、反常散射破壞中心對稱定律

三 物理性能判別非中心對稱性

四、強度統(tǒng)計分布函數(shù)N（z）檢驗法

五 空間群的衍射群

第四節(jié) 電子密度函數(shù)

一、電子密度函數(shù)的推導

二、電子密度函數(shù)的性質和形式

三、原子占位分析

第五節(jié) 帕特森（Patterson）函數(shù)

一、函數(shù)定義

二、函數(shù)的物理意義

三、函數(shù)的基本特征

四、帕特森函數(shù)的對稱性

第六節(jié) 常見無機晶體結構的測定

一、概 述

二、粉末衍射法獲得的結構因子

三、模型分析法

四、帕特森函數(shù)法和電子密度函數(shù)法

五、實例分析

第七節(jié) 中子衍射結構分析

一、衍射用中子波

二、原子對中子的散射與吸收

三、結構分析特征

四、中子衍射試樣

附錄120種衍射群所對應的空間群及其消光規(guī)律

參考文獻

第五章 晶體取向與多晶體織構

第一節(jié) 取向與織構

一、晶體取向

二、晶體學織構

三 多晶材料各向異性的利用

第二節(jié) 取向分布函數(shù)的數(shù)學原理

一 極密度分布函數(shù)

二、取向分布函數(shù)

三、完整極密度分布計算取向分布函數(shù)原理

第三節(jié) 織構的表達與定量分析

一、立方晶系的取向空間

二、取向分布函數(shù)的表達方法

三、織構的定量分析

四、六方晶系與四方晶系的取向空間

第四節(jié) 塑性變形晶體學與變形織構

一、位錯滑移

二、機械孿生

三、晶體在塑性變形過程中的轉動

四、多晶體冷變形織構

五、變形織構的理論計算

參考文獻

內容簡介

本書較為系統(tǒng)地闡述了晶體材料的各種對稱性和常見晶體結構，尤其對無機晶體結

構及其表述方法作了較為細致的介紹；并針對當前金屬材料發(fā)展的特色增加了先進金屬材

料結構分析的內容：介紹和分析了金屬間化合物材料以及一些新材料的結構，同時還論述

了晶體取向分析、定量計算以及理論模擬的方法等。本書的背景側重于金屬晶體材料。借

助本書，讀者可從材料工程角度，對材料晶體學和晶體結構知識有較深入的了解和一定程

度的知識更新；同時還可以對晶體材料的對稱性、常見結構，尤其是金屬晶體結構及其表

述方法有較為系統(tǒng)的了解：熟悉簡單晶體結構測量的基本原則，初步掌握晶體材料各向異

性的表述方法、生成理論及其實際應用；為在材料科學與工程領域進行新工藝的開發(fā)和新

材料的研究奠定良好的基礎。

本書可作為材料專業(yè)本科生、碩士研究生的專業(yè)基礎教材，以及材料專業(yè)博士研究

生的專業(yè)參考書，也可作為材料專業(yè)科研人員、高等院校教師或冶金企業(yè)工程技術人員的

參考資料。