无机材料合成

《无机材料合成(第二版)》

绪论1
第一篇无机材料合成科学基础
第1章无机材料结构8
1.1晶体化学基础8
1.1.1原子结构8
1.1.2原子半径和离子半径11
1.1.3球体紧密堆积原理12
1.1.4配位数和配位多面体14
1.1.5离子极化15
1.1.6电负性16
1.1.7鲍林规则17
1.2晶体的类型21
1.2.1离子晶体21
1.2.2分子晶体22
1.2.3共价晶体22
1.2.4金属晶体23
1.2.5氢键晶体23
1.3典型晶体结构类型24
1.3.1典型无机化合物晶体的结构24
.1.3.2典型金属结构34
1.3.3晶体结构模型36
1.3.4晶体结构变异37
1.4准晶态48
1.4.1准晶态的概念48
1.4.2准晶态的空间格子51
1.4.3准晶生长52
1.4.4无公度调制结构53
1.4.5准晶和penrose拼砌53
1.5非晶质体55
1.5.1玻璃化转变55
1.5.2位置无序的统计描述59
1.5.3无机玻璃60
第2章晶体结构缺陷64
2.1缺陷化学基础64
2.1.1点缺陷64
2.1.2线缺陷68
2.1.3面缺陷70
2.1.4缺陷反应表示法71
2.1.5点缺陷的平衡和浓度77
2.2晶体缺陷对材料性能的影响及应用80
2.2.1晶体缺陷与活性烧结80
2.2.2晶界对烧结的促进作用82
2.2.3气氛的控制与材料致密度提高82
2.2.4工艺控制形成介稳材料83
第3章热力学及其应用84
3.1热效应84
3.1.1热容84
3.1.2热效应、生成热85
3.1.3溶解热、水化热86
3.1.4相变热87
3.2化学反应过程的方向性88
3.3过程产物的稳定性和生成序89
3.4热力学应用实例90
第4章扩散、固相反应与烧结93
4.1扩散基本理论93
4.1.1固体中质点扩散的特点93
4.1.2扩散动力学方程94
4.1.3扩散推动力97
4.1.4扩散微观结构及其扩散系数99
4.1.5扩散系数的测定101
4.1.6影响扩散的因素102
4.2固相反应概论109
4.2.1固相反应的特点110
4.2.2固相反应机理110
4.2.3固相反应动力学方程116
4.2.4影响固相反应的因素123
4.3烧结128
4.3.1烧结的特点与烧结过程128
4.3.2烧结推动力与烧结模型129
4.3.3固相烧结动力学131
4.3.4晶粒生长与二次再结晶133
4.3.5液相烧结和热压烧结136
4.3.6影响烧结的因素137
第二篇无机材料合成实验技术
第5章高温技术145
5.1高温的获得145
5.1.1高温炉145
5.1.2自蔓延燃烧147
5.1.3激光加热147
5.2电热体147
5.2.1ni瞔r和fe瞔r瞐l合金电热体147
5.2.2pt和pt瞨h电热体148
5.2.3mo、w、ta电热体149
5.2.4碳化硅（sic）电热体150
5.2.5碳质电热体150
5.2.6二硅化钼（mosi2）电热体151
5.2.7氧化物电热体151
5.3高温反应受热容器152
5.4高温测量154
5.4.1温标 154
5.4.2温度测量方法156
5.4.3常用高温测量仪表 156
第6章低温技术159
6.1获得低温的方法159
6.2低温源160
6.3低温测量160
6.3.1低温热电偶161
6.3.2电阻温度计162
6.3.3红外辐射温度计162
6.3.4新型低温温度传感器的测量成果163
6.4温度传感器的发展趋势163
6.5低温的控制164
第7章高压技术166
7.1高压合成定义166
7.2高压合成技术167
7.2.1静高压合成技术167
7.2.2动态高压合成技术168
7.3高压的测量169
第8章真空技术171
8.1概述171
8.2真空的获得和真空泵简介171
8.2.1真空的获得171
8.2.2真空泵简介172
8.3真空的测量177
8.3.1麦氏真空规（mcleod gauge）177
8.3.2热偶真空规179
8.3.3热阴极电离真空规179
8.3.4冷阴极磁控规180
8.4真空管道的连接180
8.5真空清洁181
8.6超高真空系统181
8.7真空检漏182
8.7.1静态实验182
8.7.2易产生漏气的部位 183
8.7.3检漏工具183
第9章气体净化及气氛控制技术185
9.1气体净化的方法185
9.1.1吸收185
9.1.2吸附185
9.1.3化学催化186
9.1.4冷凝186
9.2气体净化剂187
9.2.1干燥剂187
9.2.2脱氧剂和催化剂188
9.2.3吸附剂189
9.3气体流量的测定189
9.3.1转子流量计189
9.3.2毛细管流量计190
9.4定组成混合气体的配制190
9.4.1静态混合法190
9.4.2动态混合法191
9.4.3平衡法192
9.5使用气体时应注意的一些技术问题192
9.5.1气体连接管道192
9.5.2装置中气体的切换192
第10章物质的分离与纯化技术194
10.1分离与纯化方法的分类及特征194
10.1.1平衡分离过程195
10.1.2速率分离过程198
10.2吸附分离技术199
10.2.1概述199
10.2.2吸附机理204
10.2.3吸附分离工艺简介205
10.3吸收分离技术210
10.3.1吸收分离210
10.3.2吸收剂的选择原则211
10.3.3物理吸收和化学吸收211
10.3.4气体吸收工业应用212
10.3.5吸收塔与解吸塔213
10.3.6其他吸收214
10.4膜分离技术216
10.4.1膜的定义217
10.4.2膜的分类218
10.4.3传统膜分离技术218
10.4.4几种新型的膜分离技术219
10.4.5无机膜制备 222
第三篇无机材料现代合成方法及应用
第11章气相沉积法229
11.1化学气相沉积法229
11.1.1化学气相沉积法的化学反应230
11.1.2化学气相沉积法的技术装置234
11.1.3化学气相沉积法合成梯度功能材料242
11.2物理气相沉积法242
11.2.1真空蒸镀243
11.2.2溅射镀246
11.2.3离子镀254
第12章溶胶材胶合成法258
12.1基本原理和技术特点258
12.2溶胶材胶工艺259
12.2.1无机盐的水解簿酆戏从259
12.2.2金属有机分子的水解簿酆戏从261
12.3溶胶材胶法主要反应设备262
12.3.1原料计量设备262
12.3.2反应容器263
12.3.3混合分散装置263
12.3.4陈化干燥设备263
12.3.5热处理反应设备263
12.4溶胶材胶法在无机材料合成中的应用263
12.4.1高纯超细粉体的合成263
12.4.2纤维材料的合成267
12.4.3薄膜材料267
12.4.4块体材料269
12.4.5复合材料269
第13章水热与溶剂热合成法271
13.1水热与溶剂热反应化学类型272
13.2水热与溶剂热合成装置274
13.2.1等静压外热内压容器275
13.2.2等静压冷封自紧式高压容器275
13.2.3等静压锥封内压容器275
13.2.4等静压外热外压容器276
13.2.5等静压外热外压摇动反应器276
13.2.6等静压内加热高压容器276
13.3水热与溶剂热合成程序277
13.4水热与溶剂热合成实例278
13.4.1水热合成法制备磁性记忆材料278
13.4.2介孔材料的合成279
13.4.3特殊结构、凝聚态与聚集态的制备279
13.4.4复合氧化物与复合氟化物的合成280
13.4.5pzt粉体的水热合成280
13.4.6半导体材料的溶剂热合成281
第14章自蔓延高温合成方法284
14.1自蔓延高温合成法（shs）发展简史284
14.2自蔓延高温合成法的原理285
14.2.1化学反应原理285
14.2.2自蔓延传播原理286
14.3自蔓延高温合成法反应类型287
14.3.1固态补烫反应287
14.3.2气态补烫反应287
14.3.3金属间化合物型的燃烧合成288
14.3.4复合相型的合成288
14.4自蔓延高温合成法（shs）材料制备的特点及相应
技术289
14.4.1自蔓延高温合成法（shs）材料制备法的特点289
14.4.2自蔓延高温合成法（shs）材料制备法的相应
技术289
14.5shs法的工艺与设备概况291
14.6自蔓延高温合成法（shs）技术应用292
14.6.1耐高温材料的shs合成292
14.6.2自蔓延高温合成法（shs）涂层技术295
14.6.3shs功能梯度材料技术295
第15章微波与等离子体合成297
15.1微波与材料的相互作用298
15.1.1材料分类298
15.1.2相互作用298
15.2微波等离子的特点300
15.3等离子反应过程301
15.4产生微波等离子体的装置302
15.5微波与等离子体合成及应用实例304
15.5.1沸石分子筛的微波合成304
15.5.2微波烧结 305
15.5.3微波辐射法制备无机物305
第16章微重力合成308
16.1微重力及其特点308
16.2微重力条件下的材料实验系统310
16.2.1地面模拟系统310
16.2.2轨道实验系统313
16.3微重力研究历史313
16.4微重力技术应用314
16.4.1微重力环境下玻璃的熔化技术315
16.4.2高温氧化物晶体的生长316
16.4.3砷化镓单晶的等效微重力生长318
第17章超重力合成方法320
17.1超重力合成技术及工作原理320
17.2超重力装置321
17.2.1超重机的特点321
17.2.2应用超重力技术的旋转填料床322
17.3超重力反应沉淀法合成纳米材料及其应用323
17.3.1纳米碳酸钙323
17.3.2纳米氢氧化铝324
17.3.3纳米碳酸钡324
17.3.4纳米碳酸锂325
17.3.5纳米碳酸锶325
第18章无机材料的仿生合成327
18.1仿生合成技术简介及理论基础327
18.1.1仿生合成技术简介327
18.1.2仿生合成过程中分子作用的机理328
18.2典型的生物矿物材料330
18.2.1骨材料331
18.2.2珍珠层材料331
18.2.3纳米磁铁矿晶体331
18.3无机晶体形成的模板332
18.4纳米材料仿生合成333
18.4.1纳米微粒的仿生合成333
18.4.2仿生陶瓷薄膜和陶瓷薄膜涂层334
18.4.3复杂结构无机材料的仿生合成335
第四篇无机材料合成前沿领域
第19章新型合金材料337
19.1非晶态合金337
19.1.1非晶态合金的结构特点337
19.1.2非晶态材料的制备339
19.1.3非晶态合金的制备方法340
19.1.4非晶态合金的性能及其应用342
19.2记忆合金344
19.2.1记忆合金的马氏体相变原理344
19.2.2形状记忆合金346
19.2.3形状记忆材料的应用347
19.3贮氢合金349
19.3.1贮氢合金的贮氢原理349
19.3.2贮氢合金的分类350
19.3.3贮氢合金的应用353
第20章先进陶瓷357
20.1结构陶瓷357
20.1.1结构陶瓷分类358
20.1.2氧化物陶瓷358
20.1.3非氧化物陶瓷359
20.2功能陶瓷364
20.2.1功能陶瓷分类364
20.2.2几种典型的功能陶瓷365
第21章人工晶体444
21.1晶体生长理论444
21.1.1晶体生长的基本过程445
21.1.2晶体生长理论简介446
21.2晶体生长技术449
21.2.1溶液法生长晶体450
21.2.2凝胶法生长晶体453
21.2.3助熔剂法453
21.2.4熔体中生长晶体456
21.2.5水热法晶体生长458
21.2.6气相生长463
第22章新型碳材料466
22.1富勒烯467
22.1.1c60的发现467
22.1.2富勒烯的结构469
22.1.3富勒烯的制备、分离及提纯470
22.1.4富勒烯的应用472
22.2碳纳米管473
22.2.1碳纳米管的结构及生长机理474
22.2.2制备方法477
22.2.3碳纳米管的性能及应用480
22.3人工金刚石及金刚石薄膜488
22.3.1金刚石的合成方法及应用489
22.3.2金刚石薄膜的合成方法及应用491
22.4碳/碳复合材料494
22.4.1碳/碳复合材料制备技术495
22.4.2碳/碳复合材料的应用497
22.5新型碳材料的发展趋势498
22.5.1国外新型碳材料发展趋势499
22.5.2国内碳材料研究与发展概况500
22.5.3低碳经济时代新型碳材料的发展机遇501
第23章发光材料504
23.1发光材料定义及分类504
23.1.1发光材料定义504
23.1.2发光材料分类504
23.2发光机理505
23.2.1光致发光材料发光机理505
23.2.2电致发光材料发光机理506
23.2.3化学发光材料发光机理506
23.2.4等离子体发光材料发光机理506
23.3主要发光材料及其合成507
23.3.1稀土发光材料507
23.3.2蓄光型无机发光材料510
23.3.3上转换无机发光材料533
第24章无机抗菌材料537
24.1无机抗菌材料定义及其分类537
24.1.1无机抗菌材料的发展概况537
24.1.2无机抗菌材料的定义538
24.1.3无机抗菌剂的分类539
24.2无机抗菌材料的抗菌机理541
24.2.1无机抗菌材料抗菌机理541
24.2.2抗菌与微生物542
24.2.3常用无机抗菌材料及其应用545
24.3纳米抗菌金属材料554
24.3.1概述554
24.3.2纳米尺寸效应555
24.3.3纳米金属粉末的制备556
24.3.4载银纳米金属离子抗菌材料559
24.3.5液态金属抗菌剂560
24.3.6纳米抗菌金属材料的应用实例561
24.4纳米抗菌无机非金属材料562
24.4.1纳米抗菌精细陶瓷563
24.4.2纳米抗菌精细陶瓷的制备方法565
24.5金属氧化物抗菌材料566
24.5.1概述566
24.5.2金属氧化物cao与zno的抗菌机理567
24.5.3钙系列无机抗菌剂及其特点567
24.5.4钙系列抗菌剂的抗菌原理568
24.5.5钙系列无机抗菌剂的制造工艺568
24.5.6钙系列抗菌剂的应用569
第25章催化材料570
25.1催化材料定义及分类570
25.1.1催化材料概述570
25.1.2催化材料的种类和研究发展571
25.1.3催化剂载体的改进584
25.1.4新催化材料简介586
25.2汽车尾气催化材料及应用590
25.2.1汽车尾气治理现状591
25.2.2汽车尾气催化剂载体593
25.2.3汽车尾气催化剂的活性组分596
25.2.4汽车尾气催化剂的助剂599
25.2.5汽车尾气转化器反应机理600
25.2.6三效催化剂的制备601
25.3光催化材料及其应用603
25.3.1光催化材料的基本原理603
25.3.2高效光催化剂条件604
25.3.3光催化材料体系的分类605
25.3.4光催化材料的晶体结构特征607
25.3.5传统光催化材料性能的改进608
25.3.6存在的问题及未来发展方向611
第26章隐身材料612
26.1 吸收剂612
26.1.1电损耗型吸收剂612
26.1.2铁氧体吸收剂613
26.1.3磁性金属粒子吸收剂613
26.1.4磁性金属晶须吸收剂615
26.1.5纳米吸收剂615
26.2 隐身材料616
26.2.1雷达吸波材料616
26.2.2红外隐身材料620
26.2.3纳米复合隐身材料621
26.2.4其他隐身材料624
26.3 前景展望626
第27章新能源材料628
27.1汽车动力电池材料629
27.1.1锂离子电池正极材料629
27.1.2锂离子电池负极材料633
27.1.3锂离子电池电解质材料634
27.2太阳能电池材料635
27.2.1晶体硅太阳能电池材料636
27.2.2非晶硅太阳能电池材料638
27.2.3多晶薄膜太阳能电池材料638
27.2.4纳米晶化学太阳能电池材料639
27.2.5染料敏化（色素增感）型太阳能电池材料640
27.3核能材料641
27.3.1裂变反应堆材料642
27.3.2聚变反应堆材料644
27.3.3新一代结构材料645
27.3.4核动力电池材料648
27.3.5核废料处理材料650
参考文献651