無機材料物理化學

第一篇 熱力學在無機材料科學
與工程中的應用
第一章 熱力學的回顧
第一節(jié) 熵的統(tǒng)計解釋
一、判斷一個過程是否自動進行的科學方法及重要性
二、為什么熵能成為一切過程是否自動進行的判據(jù)
第二節(jié) 吉布斯自由焓和化學勢
一、吉布斯自由焓
二、化學勢
第三節(jié) 吉布斯相律的推導
第二章 相平衡與相圖
第一節(jié) 一元系統(tǒng)相圖
一、在一元系統(tǒng)相圖中應掌握的幾個基本內(nèi)容
二、Si02系統(tǒng)相圖
三、C2S(2CaO?Si02)系統(tǒng)相圖
四、ZrOz系統(tǒng)相圖
第二節(jié) 二元系統(tǒng)相圖
一、二元系統(tǒng)相圖組成表示法、杠桿規(guī)則和相律
二、二元相圖基本類型
三、二元相圖應用實例
四、相圖的實驗研究方法
五、二元相圖的熱力學推導
參考文獻
習題
第三節(jié) 三元系統(tǒng)相圖
一、相律及組成表示法
二、在固相中完全不互溶的三元相圖基本類型
三、在固相中形成固溶體的三元相圖基本類型
四、三元相圖應用實例
第四節(jié) 三元交互系統(tǒng)相圖
一、基本概念和物質(zhì)的量表示法
二、相圖的構(gòu)成及析晶過程分析
三、在鐵電、壓電材料上的應用
四、在si—Al—O—N系統(tǒng)中的應用
參考文獻
習題
第三章 化學平衡與熱力學勢函數(shù)
第一節(jié) 導言
一、概念和意義
二、化學平衡的條件
第二節(jié) 平衡常數(shù)
一、多相反應的平衡常數(shù)
二、化學反應等溫方程式與4G
三、溫度對平衡常數(shù)的影響
第三節(jié) 熱力學勢函數(shù)法
參考文獻
習題
第二篇 無機材料的聚集狀態(tài)
第一章 結(jié)晶狀態(tài)
第一節(jié) 電子構(gòu)型與原子鍵合
一、電子構(gòu)型與量子力學
二、電子構(gòu)型對材料性質(zhì)的影響
三、共價鍵的本質(zhì)
第二節(jié) 分子軌道與能帶
第三節(jié) 單質(zhì)晶體．
一、由金屬元素組成的單質(zhì)晶體
二、非金屬元素單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)
三、單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的過渡
第四節(jié) 離子晶體通論
一、離子晶體的結(jié)構(gòu)特征
二、離子半徑
三、配位多面體與離子半徑比
四、品格能(或稱點陣能)
五、離子極化
六、哥希米德結(jié)晶化學定律
第五節(jié) 二元化合物
一、總的輪廓
二、AB型離子化合物
三、AB2型離子化合物
四、A2Bs型化合物
第六節(jié) 多元化合物
一、總的輪廓
二、絡合離子及其結(jié)構(gòu)
三、CaCO2結(jié)構(gòu)及雙折射現(xiàn)象
四、BaTiO3結(jié)構(gòu)與鐵電性能
五、IANbO3結(jié)構(gòu)與電光效應
六、PbMoO4結(jié)構(gòu)與聲光效應
七、尖晶石和反尖晶石結(jié)構(gòu)與亞鐵磁性
第七節(jié) 硅酸鹽結(jié)構(gòu)
一、硅酸鹽結(jié)構(gòu)的特點和分類
二、島狀結(jié)構(gòu)及鮑林五規(guī)則
三、組群狀結(jié)構(gòu)
四、鏈狀結(jié)構(gòu)
五、層狀結(jié)構(gòu)
六、架狀結(jié)構(gòu)
七、硅酸鹽結(jié)構(gòu)小結(jié)
第八節(jié) 硼酸鹽結(jié)構(gòu)
第九節(jié) 晶體場理論
一、概述
二、在不同配位多面體晶體場中d軌道
的能級分裂
三、高自旋態(tài)和低自旋態(tài)
四、晶體場穩(wěn)定能和姜一泰勒效應
五、八面體擇位能
參考文獻
習題
第二章 晶體缺陷
第一節(jié) 點缺陷
一、分類、記號和缺陷反應式
二、本征缺陷
三、非本征缺陷
第二節(jié) 線缺陷——位錯
一、晶體的范性形變與位錯模型的提出
二、柏格斯矢量
三、位錯線的能量與線張力
四、位錯運動
五、位錯與晶體缺陷的交互作用
第三節(jié) 面缺陷
一、平移界面
二、孿晶界面
三、位錯界面
參考文獻
習題
第三章 熔體和玻璃體
第一節(jié) 熔體
一、熔體結(jié)構(gòu)
二、熔體的性質(zhì)
第二節(jié) 熔體的冷卻過程
一、均勻成核和非均勻成核
二、晶體長大速率
三、分相與旋節(jié)分解(或稱不穩(wěn)分解)
第三節(jié) 玻璃體
一、玻璃的通性
二、玻璃的形成
三、玻璃結(jié)構(gòu)
參考文獻
習題
第四章 膠體
第一節(jié) 粘土質(zhì)點的帶電理論及電位
一、帶電理論
二、粘土-水系統(tǒng)的動電性質(zhì)
第二節(jié) 離子交換和膠團中的結(jié)合水
一、離子交換
二、結(jié)構(gòu)水與粘土膠團
第三節(jié) 泥漿流動性和穩(wěn)定性及泥
料的可塑性
一、泥漿流動性和穩(wěn)定性
二、泥料可塑性理論
參考文獻
習題
第五章 表面、相界和晶界
第一節(jié) 表面現(xiàn)象
一、表面張力和表面自由焓
二、彎曲表面的內(nèi)外壓差與彎曲表面上
的蒸氣壓
三、毛細現(xiàn)象與二板間的液膜
第二節(jié) 固體表面的特性
一、表面力
二、固體的表面結(jié)構(gòu)和表面自由焓
三、表面改性和表面活性劑
第三節(jié) 晶界和相界
一、晶界
二、相界
第四節(jié) 界面行為
一、組合系統(tǒng)中界面自由焓的平衡
二、界面電勢與界面偏析
三、界面能帶彎曲
參考文獻
習題
第三篇 過程動力學
第一章 擴散過程
第一節(jié) 擴散的宏觀規(guī)律
一、擴散方程的建立
二、在無限物體情況下擴散方程的通解
三、限定源擴散
四、恒定源擴散
五、擴散系數(shù)的測定
第二節(jié) 擴散的微觀規(guī)律
一、擴散和布朗運動
二、擴散機制
三、三維空間的無序-走動擴散實例
四、品格原子的擴散
五、在濃度梯度下的擴散——克肯達爾效直
第三節(jié) 多元系統(tǒng)中擴散的熱力學描述
第四節(jié) 影響擴散的因素
參考文獻
習題
第二章 多相反應過程
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 多相反應機理
一、相界面上化學反應的六個階段
二、相界面上反應和離子擴散的關系
三、中間產(chǎn)物和連續(xù)反應
第三節(jié) 多相反應動力學
一、如何抓住主要矛盾，使問題簡化
二、幾個基本環(huán)節(jié)的動力學關系式
第四節(jié) 影響多相反應的因素
一、溫度
二、顆粒度
三、礦化劑
四、反應物的化學組成與結(jié)構(gòu)
參考文獻
習題
第三章 燒結(jié)過程
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 燒結(jié)機理
一、氣相傳質(zhì)(蒸發(fā)一凝聚)
二、擴散傳質(zhì)
三、流動傳質(zhì)
四、溶解和沉淀
第三節(jié) 燒結(jié)過程的動力學
一、燒結(jié)初期的動力學研究
二、燒結(jié)中、后期的動力學研究
第四節(jié) 燒結(jié)與陶瓷顯微結(jié)構(gòu)的形成
一、晶粒大小
二、氣孔
三、晶界
參考文獻
習題
附錄一 物理化學數(shù)據(jù)表
附錄二 熱力學勢函數(shù)及標準生成熱
附錄三 一些重要的二元、三元實際相圖
附錄四 元素的原子和離子半徑