無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)（第二版）（宋曉嵐）
定 價(jià)：80 元
- 作者：宋曉嵐、黃學(xué)輝 主編
- 出版時(shí)間：2020/4/1
- ISBN：9787122354631
- 出 版 社：化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TB321
- 頁(yè)碼：488
- 紙張：
- 版次：02
- 開(kāi)本：16開(kāi)
“無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”是無(wú)機(jī)材料學(xué)科課程體系中重要的主干課程和必修的學(xué)科基礎(chǔ)課程。本書系統(tǒng)論述了無(wú)機(jī)材料科學(xué)與工程的重要基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用，全書包括11章內(nèi)容：無(wú)機(jī)材料概論、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、相平衡和相圖、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)。
本書在概述無(wú)機(jī)材料的分類與特點(diǎn)、闡明無(wú)機(jī)材料學(xué)科內(nèi)涵及其結(jié)構(gòu)-性能-工藝與環(huán)境之間的關(guān)系、分析無(wú)機(jī)材料的地位與作用、提出無(wú)機(jī)材料的選擇原則、綜述無(wú)機(jī)材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)以初步建立起對(duì)無(wú)機(jī)材料感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，以無(wú)機(jī)材料組成-結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用關(guān)系為主線，從結(jié)晶學(xué)和晶體化學(xué)基本原理出發(fā)，系統(tǒng)介紹了理想晶體、實(shí)際晶體、非晶態(tài)、表面及界面的結(jié)構(gòu)、性能及其控制；以固體熱力學(xué)理論為基礎(chǔ)，詳細(xì)論述了凝聚單元到多元系統(tǒng)相圖的基礎(chǔ)知識(shí)、基本類型、基本規(guī)律、分析方法和實(shí)際相圖在無(wú)機(jī)材料研究和生產(chǎn)方面的應(yīng)用；由固體動(dòng)力學(xué)理論，著重闡述了無(wú)機(jī)材料制備中物理化學(xué)變化過(guò)程，包括：固體中質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散，固相反應(yīng)，相變，燒結(jié)的本質(zhì)、機(jī)理、過(guò)程動(dòng)力學(xué)以及影響因素；從固體在環(huán)境介質(zhì)中的腐蝕和載荷作用下疲勞的角度，分析討論了無(wú)機(jī)材料使用過(guò)程中的環(huán)境效應(yīng)。
本書可作為高等院校無(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)用書和參考書，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)家們閱讀參考。
宋曉嵐，中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，教授，博士生導(dǎo)師，副院長(zhǎng)，教指委委員
教育部高校青年骨干教師、教育部材料類教指委無(wú)機(jī)非金屬材料分委員會(huì)委員、教育部材料類專業(yè)工程教育認(rèn)證專家組長(zhǎng)、中國(guó)化工學(xué)會(huì)無(wú)機(jī)酸堿鹽專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)帶頭人、長(zhǎng)沙市色譜學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)。
自1987年以來(lái)一直從事無(wú)機(jī)非金屬材料教學(xué)和科研工作。主講“無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”“無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)”“無(wú)機(jī)材料物理性能”“納米材料”和“硅酸鹽工廠設(shè)計(jì)及CAD技術(shù)”等本科生課程，“固體材料化學(xué)”“材料合成與制備”“微電子材料及加工”和“非晶態(tài)材料”等研究生課程。作為課程負(fù)責(zé)人的“無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”為國(guó)家精品課程和國(guó)家資源共享精品課程。
主編出版教材和參編著作22部，包括《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》《無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)》《無(wú)機(jī)材料工廠工藝設(shè)計(jì)概論》《無(wú)機(jī)材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)》《新型無(wú)機(jī)材料》《材料科學(xué)基礎(chǔ)》《礦物材料加工學(xué)》等，其中《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》為“十一五”國(guó)家規(guī)劃教材，獲湖南省優(yōu) 秀教材獎(jiǎng)。承擔(dān)教育部及湖南省教研教改項(xiàng)目11項(xiàng)，以第 一作者或通訊作者在《高等工程教育》《理工高教》《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育》等刊物上發(fā)表教改論文17篇，獲湖南省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，其中“無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學(xué)體系整體優(yōu)化與實(shí)踐”項(xiàng)目獲2010年湖南省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，排名第 一。
主要研究方向?yàn)楦咝阅軣o(wú)機(jī)功能材料、納米組裝與分散、納米晶粒生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、材料電化學(xué)、化學(xué)機(jī)械拋光、礦物材料及復(fù)合材料等。主持或參與國(guó)家863、國(guó)家軍工配套、國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部國(guó)際科技合作重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家計(jì)委、教育部高校青年骨干教師基金、湖南省自然科學(xué)基金，湖南省國(guó)土資源廳科技開(kāi)發(fā)、廣東省省重點(diǎn)科技攻關(guān)、湖南省高校青年骨干教師基金等國(guó)家和省部級(jí)30余項(xiàng)科研課題。以第 一作者或通訊作者在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊和國(guó)際會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文110篇，其中SCI、EI和ISTP收錄86篇，獲中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)建筑材料科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，湖南省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)。
1無(wú)機(jī)材料概論
1.1無(wú)機(jī)材料的分類/ 001
1.1.1傳統(tǒng)無(wú)機(jī)材料/ 001
1.1.2新型無(wú)機(jī)材料/ 002
1.2無(wú)機(jī)材料的特點(diǎn)/ 004
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/ 005
1.3.1無(wú)機(jī)材料學(xué)科內(nèi)涵/ 005
1.3.2無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)-性能-工藝之間的關(guān)系/ 006
1.3.3無(wú)機(jī)材料的環(huán)境效應(yīng)/ 009
1.4無(wú)機(jī)材料的選用原則/ 010
1.5無(wú)機(jī)材料的地位與作用/ 011
1.6無(wú)機(jī)材料的研究與發(fā)展/ 014
本章小結(jié)/ 017
2晶體結(jié)構(gòu)
2.1結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)/ 018
2.1.1空間點(diǎn)陣/ 018
2.1.2結(jié)晶學(xué)指數(shù)/ 020
2.1.3晶向與晶面的關(guān)系及晶帶軸定理/ 023
2.2晶體化學(xué)基本原理/ 023
2.2.1晶體中質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力與結(jié)合能/ 023
2.2.2晶體中質(zhì)點(diǎn)的堆積/ 031
2.2.3化學(xué)組成與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系/ 033
2.2.4同質(zhì)多晶與類質(zhì)同晶/ 038
2.2.5晶體結(jié)構(gòu)的描述方法/ 039
2.3非金屬單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)/ 039
2.3.1惰性氣體元素的晶體/ 039
2.3.2非金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)/ 039
2.4無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)/ 041
2.4.1AX型結(jié)構(gòu)/ 042
2.4.2AX2型結(jié)構(gòu)/ 044
2.4.3A2X3型結(jié)構(gòu)/ 047
2.4.4AX3型和A2X5型結(jié)構(gòu)/ 049
2.4.5ABO3型結(jié)構(gòu)/ 049
2.4.6ABO4型結(jié)構(gòu)/ 053
2.4.7AB2O4型結(jié)構(gòu)/ 054
2.4.8石榴石結(jié)構(gòu)/ 056
2.4.9鮑林規(guī)則/ 057
2.5硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)/ 058
2.5.1硅酸鹽晶體的組成表示、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類/ 058
2.5.2島狀結(jié)構(gòu)/ 059
2.5.3組群狀結(jié)構(gòu)/ 061
2.5.4鏈狀結(jié)構(gòu)/ 063
2.5.5層狀結(jié)構(gòu)/ 065
2.5.6架狀結(jié)構(gòu)/ 069
2.6晶體場(chǎng)理論和配位場(chǎng)理論/ 075
2.6.1晶體場(chǎng)理論的基本概念/ 075
2.6.2d軌道能級(jí)的晶體場(chǎng)分裂/ 076
2.6.3晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能和過(guò)渡元素離子的電子構(gòu)型/ 078
2.6.4八面體擇位能/ 080
2.6.5姜-泰勒效應(yīng)/ 081
2.6.6過(guò)渡元素離子有效半徑的晶體場(chǎng)效應(yīng)/ 082
2.6.7配位場(chǎng)理論的基本概念/ 083
本章小結(jié)/ 084
3晶體結(jié)構(gòu)缺陷
3.1晶體結(jié)構(gòu)缺陷的類型/ 086
3.1.1按缺陷的幾何形態(tài)分類/ 086
3.1.2按缺陷產(chǎn)生的原因分類/ 087
3.2點(diǎn)缺陷/ 090
3.2.1點(diǎn)缺陷的Krǒger-Vink符號(hào)表示法/ 090
3.2.2缺陷反應(yīng)的表示法/ 091
3.2.3熱缺陷濃度的計(jì)算/ 093
3.2.4熱缺陷在外力作用下的運(yùn)動(dòng)/ 096
3.2.5點(diǎn)缺陷對(duì)晶體性能的影響/ 098
3.3固溶體/ 099
3.3.1固溶體的分類/ 100
3.3.2置換型固溶體/ 101
3.3.3間隙型固溶體/ 103
3.3.4形成固溶體后對(duì)晶體性質(zhì)的影響/ 104
3.3.5固溶體的研究方法/ 105
3.4非化學(xué)計(jì)量化合物/ 109
3.4.1負(fù)離子空位型/ 109
3.4.2間隙正離子型/ 110
3.4.3正離子空位型/ 111
3.4.4間隙負(fù)離子型/ 112
3.5線缺陷/ 113
3.5.1位錯(cuò)理論的產(chǎn)生/ 113
3.5.2位錯(cuò)的類型/ 115
3.5.3伯格斯矢量及位錯(cuò)的性質(zhì)/ 116
3.5.4位錯(cuò)的彈性應(yīng)變能/ 118
3.5.5位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)/ 121
3.6面缺陷/ 124
3.6.1表面/ 124
3.6.2晶界/ 124
3.6.3堆積層錯(cuò)/ 128
3.6.4孿晶界/ 130
3.6.5相界/ 131
3.6.6晶界特性/ 133
本章小結(jié)/ 133
4非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
4.1熔體的結(jié)構(gòu)/ 135
4.1.1對(duì)熔體的一般認(rèn)識(shí)/ 135
4.1.2硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)的聚合物理論/ 137
4.2熔體的性質(zhì)/ 141
4.2.1黏度/ 141
4.2.2表面張力/ 148
4.3玻璃的形成/ 151
4.3.1玻璃的通性/ 151
4.3.2玻璃的轉(zhuǎn)變/ 153
4.3.3玻璃的形成/ 154
4.4玻璃的結(jié)構(gòu)/ 162
4.4.1微晶學(xué)說(shuō)/ 162
4.4.2無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)/ 164
4.4.3兩大學(xué)說(shuō)的比較與發(fā)展/ 166
4.5典型玻璃類型/ 167
4.5.1硅酸鹽玻璃/ 167
4.5.2硼酸鹽玻璃/ 170
4.5.3其他氧化物玻璃/ 171
本章小結(jié)/ 172
5固體表面與界面
5.1固體的表面及其結(jié)構(gòu)/ 173
5.1.1固體的表面/ 173
5.1.2固體的表面結(jié)構(gòu)/ 179
5.1.3固體表面活性/ 186
5.2固體界面及其結(jié)構(gòu)/ 188
5.2.1陶瓷晶界/ 188
5.2.2晶界構(gòu)形/ 189
5.2.3晶界應(yīng)力/ 191
5.2.4晶界電荷/ 193
5.2.5晶界偏析/ 194
5.2.6陶瓷晶界結(jié)構(gòu)/ 194
5.2.7陶瓷晶界特征/ 198
5.3界面行為/ 198
5.3.1彎曲表面效應(yīng)/ 199
5.3.2吸附與固體表面改性/ 203
5.3.3潤(rùn)濕與黏附/ 207
5.4黏土-水系統(tǒng)性質(zhì)/ 217
5.4.1黏土膠體/ 217
5.4.2黏土的離子吸附與交換/ 220
5.4.3泥漿的穩(wěn)定與聚沉/ 223
5.4.4泥漿的流動(dòng)性/ 226
5.4.5泥漿的濾水性/ 231
5.4.6泥漿的觸變性/ 231
5.4.7泥團(tuán)的可塑性/ 232
5.4.8瘠性料的懸浮與塑化/ 235
本章小結(jié)/ 237
6相平衡和相圖
6.1相平衡及其研究方法/ 238
6.1.1相平衡的基本概念/ 238
6.1.2相律/ 241
6.1.3相平衡的研究方法/ 242
6.1.4應(yīng)用相圖時(shí)需注意的幾個(gè)問(wèn)題/ 247
6.2單元系統(tǒng)/ 248
6.2.1具有多晶轉(zhuǎn)變的單元系統(tǒng)相圖/ 248
6.2.2專業(yè)單元系統(tǒng)相圖舉例/ 252
6.3二元系統(tǒng)/ 259
6.3.1二元系統(tǒng)相圖的表示方法及杠桿規(guī)則/ 259
6.3.2二元系統(tǒng)相圖的基本類型/ 260
6.3.3專業(yè)二元系統(tǒng)相圖舉例/ 271
6.4三元系統(tǒng)/ 282
6.4.1三元系統(tǒng)組成表示法/ 282
6.4.2濃度三角形的性質(zhì)/ 283
6.4.3三元系統(tǒng)相圖的基本類型/ 286
6.4.4專業(yè)三元系統(tǒng)相圖/ 304
6.5四元系統(tǒng)/ 325
6.5.1四元系統(tǒng)組成的表示方法/ 325
6.5.2濃度四面體的性質(zhì)/ 326
6.5.3具有一個(gè)低共熔點(diǎn)的四元系統(tǒng)相圖/ 326
6.5.4生成化合物的四元系統(tǒng)相圖/ 328
6.5.5專業(yè)四元系統(tǒng)相圖舉例/ 332
本章小結(jié)/ 338
7固體中的擴(kuò)散
7.1擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程——菲克定律/ 339
7.1.1晶體中擴(kuò)散的特點(diǎn)/ 339
7.1.2菲克第一定律/ 340
7.1.3菲克第二定律/ 342
7.2菲克定律的應(yīng)用舉例/ 344
7.2.1穩(wěn)定擴(kuò)散/ 344
7.2.2非穩(wěn)定擴(kuò)散/ 347
7.3固體擴(kuò)散機(jī)構(gòu)與擴(kuò)散系數(shù)/ 349
7.3.1無(wú)序擴(kuò)散系數(shù)與自擴(kuò)散系數(shù)/ 349
7.3.2固體擴(kuò)散機(jī)構(gòu)/ 351
7.3.3擴(kuò)散機(jī)構(gòu)與擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系/ 354
7.3.4擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定/ 356
7.4多元系統(tǒng)的擴(kuò)散/ 357
7.5影響擴(kuò)散系數(shù)的因素/ 360
7.5.1溫度的影響/ 361
7.5.2雜質(zhì)（第三組元）的影響/ 362
7.5.3氣氛的影響/ 362
7.5.4固溶體類型的影響/ 362
7.5.5擴(kuò)散物質(zhì)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的影響/ 363
7.5.6結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)擴(kuò)散的影響/ 364
本章小結(jié)/ 366
8固相反應(yīng)
8.1固相反應(yīng)的分類與特征/ 367
8.1.1固相反應(yīng)的分類/ 367
8.1.2固相反應(yīng)的特征/ 368
8.2固相反應(yīng)機(jī)理/ 369
8.2.1相界面上化學(xué)反應(yīng)機(jī)理/ 369
8.2.2相界面上反應(yīng)和離子擴(kuò)散的關(guān)系/ 370
8.2.3中間產(chǎn)物和連續(xù)反應(yīng)/ 370
8.2.4不同反應(yīng)類型和機(jī)理/ 371
8.3固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)/ 373
8.3.1一般動(dòng)力學(xué)關(guān)系/ 373
8.3.2化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍/ 374
8.3.3擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)范圍/ 376
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/ 381
8.3.5過(guò)渡范圍/ 385
8.4材料制備中的插層反應(yīng)/ 386
8.4.1插層反應(yīng)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的要求/ 386
8.4.2插層復(fù)合法制備有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料/ 387
8.5影響固相反應(yīng)的因素/ 389
8.5.1反應(yīng)物化學(xué)組成的影響/ 389
8.5.2反應(yīng)物顆粒及均勻性的影響/ 389
8.5.3反應(yīng)溫度的影響/ 390
8.5.4壓力和氣氛的影響/ 390
8.5.5反應(yīng)物活性的影響/ 391
本章小結(jié)/ 391
9相變過(guò)程
9.1相變的分類與條件/ 393
9.1.1相變的分類/ 393
9.1.2相變的條件/ 396
9.2液-固相變——成核-生長(zhǎng)機(jī)理/ 398
9.2.1晶核生成速率/ 398
9.2.2晶體生長(zhǎng)速率/ 402
9.2.3總的結(jié)晶速率/ 405
9.2.4影響結(jié)晶速率的因素/ 407
9.3液-液相變——調(diào)幅分解機(jī)理/ 408
9.3.1液相的不混溶現(xiàn)象（玻璃的分相）/ 408
9.3.2調(diào)幅分解動(dòng)力學(xué)/ 411
9.3.3分相的結(jié)晶化學(xué)觀點(diǎn)/ 414
9.3.4分相對(duì)玻璃性質(zhì)的影響/ 416
9.4馬氏體相變/ 417
9.4.1馬氏體相變特征/ 418
9.4.2無(wú)機(jī)材料中的馬氏體相變/ 419
9.5有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變/ 420
本章小結(jié)/ 421
10燒結(jié)過(guò)程
10.1燒結(jié)概述/ 422
10.1.1燒結(jié)理論的研究與發(fā)展/ 422
10.1.2燒結(jié)的基本類型/ 424
10.2燒結(jié)過(guò)程及機(jī)理/ 425
10.2.1燒結(jié)過(guò)程/ 425
10.2.2燒結(jié)推動(dòng)力/ 426
10.2.3燒結(jié)機(jī)理/ 427
10.3固相燒結(jié)/ 430
10.3.1燒結(jié)初期/ 430
10.3.2燒結(jié)中期/ 435
10.3.3燒結(jié)末期/ 437
10.4再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大/ 437
10.4.1初次再結(jié)晶/ 438
10.4.2晶粒長(zhǎng)大/ 438
10.4.3二次再結(jié)晶/ 441
10.5液相燒結(jié)/ 442
10.5.1液相燒結(jié)的特點(diǎn)/ 442
10.5.2顆粒重排/ 443
10.5.3溶解-沉淀傳質(zhì)/ 443
10.5.4黏性或塑性流動(dòng)傳質(zhì)/ 445
10.6特種燒結(jié)/ 447
10.6.1熱壓燒結(jié)/ 447
10.6.2熱等靜壓燒結(jié)/ 447
10.6.3無(wú)包套熱等靜壓燒結(jié)/ 448
10.6.4反應(yīng)燒結(jié)/ 448
10.6.5電火花燒結(jié)/ 449
10.7影響燒結(jié)的因素/ 449
10.7.1物料活性的影響/ 450
10.7.2添加物的影響/ 451
10.7.3氣氛的影響/ 452
10.7.4壓力的影響/ 454
本章小結(jié)/ 455
11無(wú)機(jī)材料的環(huán)境效應(yīng)
11.1無(wú)機(jī)材料的腐蝕/ 456
11.1.1腐蝕產(chǎn)生的原因/ 457
11.1.2腐蝕對(duì)無(wú)機(jī)材料性能的影響/ 461
11.2無(wú)機(jī)材料的疲勞/ 463
11.2.1疲勞的基本概念/ 464
11.2.2疲勞裂紋擴(kuò)展的力學(xué)行為與特征/ 466
11.2.3無(wú)機(jī)材料的高溫蠕變/ 467
11.3無(wú)機(jī)材料的再生與利用/ 473
11.3.1無(wú)機(jī)材料生命周期評(píng)估和生態(tài)設(shè)計(jì)/ 474
11.3.2環(huán)境協(xié)調(diào)無(wú)機(jī)材料/ 475
11.3.3無(wú)機(jī)材料的再生與利用/ 481
本章小結(jié)/ 483
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)
書單推薦
