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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6

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8

第2章 材料的结构9

2.1 元素和化学键9

2.1.1 元素及其性质9

2.1.2 原子间的键合11

2.1.3 原子间的相互作用与键能13

2.2 晶体学基本概念15

2.2.1 晶体与非晶体15

2.2.2 晶格、晶胞和晶格参数16

2.2.3 晶系17

2.2.4 晶向指数和晶面指数18

2.2.5 晶面间距19

2.3 晶体材料的结构19

2.3.1 金属晶体20

2.3.2 离子晶体22

2.3.3 硅酸盐结构28

2.3.4 共价晶体32

2.4 晶体缺陷32

2.4.1 点缺陷33

2.4.2 线缺陷和位错36

2.4.3 面缺陷39

2.4.4 体缺陷40

2.5 固溶体40

2.5.1 置换型固溶体41

2.5.2 填隙型固溶体42

2.5.3 固溶体的形成对晶体材料性质的影响42

参考文献43

思考题43

第3章 材料的性能45

3.1 化学性能45

3.1.1 耐氧化性45

3.1.2 耐酸碱性46

3.1.3 耐有机溶剂性47

3.1.4 耐老化性47

3.2 力学性能48

3.2.1 材料的强度48

3.2.2 材料的硬度50

3.2.3 疲劳性能51

3.3 热性能52

3.3.1 热容52

3.3.2 热膨胀53

3.3.3 热传导54

3.4 电性能55

3.4.1 导电性能55

3.4.2 介电性能57

3.4.3 铁电性与压电性58

3.5 磁性59

3.5.1 磁性基本概念59

3.5.2 磁性的种类59

3.5.3 磁畴和磁化曲线60

3.6 光学性能61

3.6.1 光的吸收和透过61

3.6.2 光的反射和折射63

3.6.3 材料的颜色64

参考文献65

思考题65

第4章 材料化学热力学66

4.1 化学热力学基础及应用66

4.1.1 化学热力学回顾66

4.1.2 化学热力学在材料研究中的应用68

4.2 埃灵罕姆图及其应用69

4.2.1 埃灵罕姆图69

4.2.2 埃灵罕姆图的应用70

4.3 相平衡与相图72

4.3.1 相平衡与相律72

4.3.2 相图73

参考文献85

思考题85

第5章 材料的制备87

5.1 晶体生长技术87

5.1.1 熔体生长法87

5.1.2 溶液生长法89

5.2 气相沉积法91

5.2.1 物理气相沉积法91

5.2.2 化学气相沉积法93

5.3 溶胶-凝胶法100

5.3.1 溶胶凝胶法的基本原理100

5.3.2 溶胶-凝胶法的应用101

5.3.3 溶胶-凝胶法的优点和弱点103

5.4 液相沉淀法103

5.4.1 直接沉淀法103

5.4.2 共沉淀法103

5.4.3 均匀沉淀法104

5.5 固相反应104

5.5.1 固相反应分类104

5.5.2 固相反应的特点104

5.5.3 固相反应的过程和机理105

5.5.4 影响固相反应的因素105

5.5.5 固相反应实例107

5.6 插层法和反插层法107

5.7 自蔓延高温合成法109

5.7.1 自蔓延高温合成法机理109

5.7.2 自蔓延高温合成法的化学反应类型110

5.7.3 自蔓延高温合成技术类型111

5.8 非晶材料的制备113

参考文献114

思考题114

第6章 金属材料116

6.1 金属材料结构与性能116

6.1.1 金属晶体结构116

6.1.2 合金基本结构与性能118

6.1.3 铁系合金的组织结构120

6.1.4 金属材料热处理122

6.2 超耐热合金123

6.2.1 超耐热合金定义123

6.2.2 超耐热合金的分类123

6.2.3 提高超耐热合金性能的途径124

6.3 超低温合金125

6.3.1 超低温对材料的特殊要求125

6.3.2 超低温合金的研究125

6.4 超塑合金126

6.4.1 超塑性合金现象126

6.4.2 超塑性合金类别126

6.4.3 超塑性合金的应用127

6.5 形状记忆合金128

6.5.1 形状记忆合金特征128

6.5.2 形状记忆效应机理129

6.5.3 形状记忆合金材料130

6.5.4 形状记忆合金的应用131

6.6 储氢合金132

6.6.1 氢气储存与储氢合金132

6.6.2 储氢原理133

6.6.3 储氢合金的开发135

6.6.4 储氢材料的应用135

6.7 非晶态金属材料137

6.7.1 非晶态金属材料及其基本特征137

6.7.2 非晶态金属材料的性能与用途137

参考文献139

思考题139

第7章 无机非金属材料141

7.1 无机非金属材料的分类及特点141

7.2 水泥与玻璃143

7.2.1 水泥143

7.2.2 玻璃144

7.3 陶瓷150

7.3.1 陶瓷的定义150

7.3.2 陶瓷一般结构与基本性质151

7.3.3 陶瓷分类152

7.3.4 陶瓷合成化学153

7.3.5 结构陶瓷155

7.3.6 功能陶瓷158

7.4 半导体材料176

7.4.1 半导体材料概述176

7.4.2 半导体分类及特点177

7.4.3 PN结180

7.4.4 单质硅半导体材料181

7.4.5 重要的化合物半导体182

7.4.6 半导体材料的应用185

7.5 超导材料187

7.5.1 超导现象及其临界条件187

7.5.2 两类超导体187

7.5.3 超导理论简介189

7.5.4 超导材料发展190

7.5.5 超导材料的应用简介190

参考文献191

思考题192

第8章 高分子材料193

8.1 高分子结构与性能193

8.1.1 高分子化学结构194

8.1.2 高聚物的分子量及分子量分布197

8.1.3 高分子链的柔顺性197

8.1.4 高聚物的结晶198

8.2 高分子合成198

8.2.1 聚合反应的分类198

8.2.2 自由基聚合反应199

8.2.3 离子型聚合反应200

8.2.4 配位聚合反应202

8.2.5 共聚合反应203

8.2.6 缩合聚合204

8.2.7 聚合实施方法205

8.3 聚合物光子材料205

8.3.1 感光性高分子材料205

8.3.2 塑料光导纤维216

8.4 电功能高分子219

8.4.1 导电高分子材料219

8.4.2 光电导高分子材料226

8.4.3 高分子压电材料228

8.5 化学功能高分子230

8.5.1 离子交换树脂230

8.5.2 超强吸水高分子材料233

8.5.3 聚合物分离膜材料237

8.5.4 医药高分子材料243

参考文献244

思考题245

第9章 高性能复合材料246

9.1 复合材料概述246

9.2 复合材料的命名与分类247

9.3 复合材料的基体材料248

9.3.1 金属基体材料249

9.3.2 无机非金属材料（陶瓷）251

9.3.3 聚合物基体材料251

9.4 复合材料的增强相258

9.4.1 纤维增强体259

9.4.2 晶须增强体264

9.4.3 颗粒增强体265

9.5 复合材料主要性能与制造265

9.5.1 聚合物基复合材料265

9.5.2 金属基复合材料268

9.5.3 陶瓷基复合材料271

参考文献272

思考题272

第10章 纳米材料274

10.1 纳米材料的种类274

10.2 纳米材料的特性278

10.2.1 纳米效应278

10.2.2 纳米材料的特殊性质279

10.3 纳米材料的制备281

10.3.1 物理方法281

10.3.2 化学方法284

10.3.3 纳米体的分散及稳定化289

10.4 纳米材料的应用291

10.4.1 力学方面的应用291

10.4.2 光学方面的应用292

10.4.3 在医学方面的应用292

10.4.4 在磁学方面的应用293

10.4.5 电学方面的应用293

10.4.6 催化方面的应用294

参考文献294

思考题294