材料合成與制備技術（第2版）

第1章 經(jīng)典合成方法
1.1高溫合成 1
1.1.1高溫的獲得和測量 1
1.1.2高溫合成反應類型 7
1.1.3高溫固相反應 8
1.1.4化學轉移反應 13
1.2低溫合成和分離 16
1.2.1低溫的獲得、測量和控制 16
1.2.2低溫分離 21
1.2.3冷凍干燥法合成氧化物粉體 24
1.3高壓合成 28
1.3.1高壓高溫的產(chǎn)生和測量 29
1.3.2高壓高溫合成方法 31
1.3.3高壓在合成中的作用 33
1.3.4高壓下功能材料的合成 34
1.3.5功能材料高壓合成的研究方向及展望 38
參考文獻 38
第2章 軟化學合成方法
2.1軟化學合成方法概述 40
2.1.1軟化學合成方法的基本原理 40
2.1.2軟化學合成方法的分類 40
2.1.3軟化學合成體系及產(chǎn)物的表征技術 40
2.2先驅物法 42
2.2.1先驅物法概述 42
2.2.2先驅物法在無機合成中的應用 42
2.2.3先驅物法的特點和局限性 43
2.3溶膠-凝膠法 44
2.3.1溶膠-凝膠法的特點 44
2.3.2溶膠-凝膠法過程中的反應機理 44
2.3.3溶膠-凝膠法在無機合成中的應用 45
2.4低熱固相反應法 46
2.4.1低熱固相反應機理 46
2.4.2低熱固相反應的規(guī)律 47
2.4.3固相反應與液相反應的差別 48
2.4.4低熱固相反應的應用 48
2.5水熱與溶劑熱合成法 50
2.5.1水熱與溶劑熱合成基礎 50
2.5.2功能材料的水熱與溶劑熱合成 51
2.5.3水熱與溶劑熱合成技術 53
2.6化學氣相沉積法 55
2.6.1化學氣相沉積的分類 55
2.6.2化學氣相沉積機理概述 55
2.6.3化學氣相沉積 57
2.6.4影響化學氣相沉積制備材料質量的因素 58
2.6.5化學氣相沉積制備材料的應用 58
2.7插層反應、支撐和接枝工藝法 59
2.7.1插層反應 59
2.7.2支撐和接枝工藝 60
參考文獻 61
第3章 特殊合成方法
3.1電解合成 63
3.1.1電化學的一些基本概念 63
3.1.2含高價態(tài)元素化合物的電氧化合成 64
3.1.3含中間價態(tài)和特殊低價元素化合物的電還原合成 64
3.1.4水溶液中的電沉積 65
3.1.5熔鹽電解 67
3.1.6非水溶劑中功能化合物的電解合成 68
3.2光化學合成 68
3.2.1光化學的一些基本概念 69
3.2.2光化學研究實驗方法 70
3.2.3光化學合成法在材料合成中的應用 72
3.3微波合成 73
3.3.1微波概述 73
3.3.2微波燃燒合成和微波燒結 74
3.3.3微波水熱合成 74
3.3.4微波輻射法在材料合成中的應用 75
3.4自蔓延高溫合成 76
3.4.1自蔓延高溫合成概述 76
3.4.2自蔓延高溫合成原理 77
3.4.3自蔓延高溫合成反應類型 77
3.4.4自蔓延高溫合成技術及其特點 78
3.4.5自蔓延高溫合成工藝與設備概況 80
3.4.6自蔓延高溫合成法在材料合成中的應用 81
參考文獻 81
第4章 薄膜材料與制備技術
4.1薄膜及其特性 82
4.1.1薄膜概述 82
4.1.2薄膜的特性 82
4.1.3薄膜的結構與缺陷 84
4.1.4薄膜和基片 87
4.2薄膜的形成與生長 87
4.2.1薄膜生長過程概述 87
4.2.2薄膜的形核理論 88
4.2.3薄膜的成核率及連續(xù)薄膜的形成 89
4.2.4薄膜生長的晶帶模型 90
4.3薄膜的物理制備方法 91
4.3.1真空蒸鍍 91
4.3.2濺射沉積 97
4.3.3離子鍍和離子束沉積 103
4.4薄膜的化學制備方法 105
4.4.1化學氣相沉積 105
4.4.2溶液鍍膜法 111
4.4.3原子層沉積 115
4.4.4化學浴沉積 116
4.5薄膜的表征 118
4.5.1薄膜厚度的測量 118
4.5.2薄膜的其他表征方法 123
4.6典型薄膜材料簡介 123
4.6.1金剛石薄膜材料 123
4.6.2氧化鋅薄膜材料 125
4.6.3銅銦鎵硒薄膜材料 128
參考文獻 131
第5章 晶體材料的制備
5.1人工晶體概述 133
5.1.1人工晶體的發(fā)展 133
5.1.2人工晶體的分類及應用 135
5.2晶體生長基礎 135
5.2.1晶體成核理論 135
5.2.2晶體生長的界面過程 140
5.3晶體生長的方法和技術 141
5.3.1氣相生長法 141
5.3.2水溶液生長法 146
5.3.3助熔劑法 152
5.3.4熔體生長法 157
參考文獻 168
第6章 非晶態(tài)材料的制備
6.1非晶態(tài)材料的結構 170
6.1.1非晶態(tài)材料的結構特征 170
6.1.2無機玻璃的結構 171
6.1.3非晶態(tài)合金的結構 172
6.1.4非晶態(tài)的X射線散射特征 174
6.2非晶態(tài)合金的形成理論 174
6.2.1熔液結構與玻璃形成能力 175
6.2.2非晶態(tài)合金形成熱力學 176
6.2.3非晶態(tài)合金形成動力學 177
6.3非晶態(tài)合金的形成規(guī)律 178
6.3.1形成非晶態(tài)合金的合金化原則 178
6.3.2合金的玻璃形成能力判據(jù) 180
6.3.3影響玻璃形成能力的因素 182
6.4非晶態(tài)材料的制備技術 183
6.4.1非晶粉末的制備 183
6.4.2非晶薄膜的制備 187
6.4.3薄帶非晶態(tài)合金的制備 189
6.4.4大塊非晶態(tài)合金的制備 189
6.5非晶態(tài)合金的性能及應用 193
6.5.1非晶態(tài)合金的性能 193
6.5.2非晶態(tài)合金的應用 197
參考文獻 200
第7章 新能源材料的制備及應用
7.1新能源材料概述 202
7.1.1鋰離子電池材料 202
7.1.2太陽能電池材料 203
7.1.3燃料電池材料 203
7.1.4超級電容器材料 204
7.1.5儲氫材料 204
7.2鋰離子電池材料 205
7.2.1鋰離子電池概述 205
7.2.2負極材料 207
7.2.3正極材料 210
7.2.4電解質材料 215
7.2.5隔膜材料 216
7.2.6鋰離子電池的應用 217
7.3太陽能電池材料 219
7.3.1太陽能電池概述 219
7.3.2晶體硅太陽能電池材料 220
7.3.3非晶硅太陽能電池材料 223
7.3.4太陽能電池的應用與展望 228
7.4燃料電池材料 230
7.4.1燃料電池概述 230
7.4.2質子交換膜燃料電池材料 230
7.4.3固體氧化物燃料電池材料 235
7.4.4熔融碳酸鹽燃料電池材料 239
7.4.5燃料電池的應用 242
7.5超級電容器材料 244
7.5.1超級電容器概述 244
7.5.2超級電容器的工作原理 245
7.5.3超級電容器制備的工藝流程 245
7.5.4超級電容器的分類 246
7.5.5超級電容器的應用 246
7.6儲氫材料 247
7.6.1物理吸附儲氫材料 247
7.6.2化學儲氫材料 249
7.6.3儲氫材料的應用與展望 250
參考文獻 252
第8章 電子信息材料的制備及應用
8.1電子信息材料的微納結構調制及制備技術 254
8.1.1納米電子器件制備 254
8.1.2納米光電子材料與器件 255
8.1.3納米電子元器件材料與器件 256
8.2微電子材料與器件制備技術 257
8.2.1半導體級多晶硅生長 258
8.2.2半導體單晶硅生長 259
8.2.3GaAs半導體單晶生長 265
8.3光電子材料制備與應用 266
8.3.1光電材料概述 266
8.3.2SiC光電子材料的性質與制備 268
8.3.3GaN光電子材料的性質與制備 270
8.4新型元器件材料制備與應用 272
8.4.1電容器介質材料 272
8.4.2壓電材料 273
8.4.3鐵電材料 274
8.4.4熱釋電材料 277
8.5磁性材料 279
8.5.1磁性材料概述 279
8.5.2磁性材料制備技術 279
參考文獻 280