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第1章 引言 1

1.1 材料与工程材料 1

1.1.1 材料 1

1.1.2 材料科学与工程 1

1.1.3 工程材料的分类 2

1.2 材料合成与制备 3

1.2.1 材料合成与制备的概念 3

1.2.2 材料合成与制备的意义 4

1.3 本课程的学习内容和方法 4

1.4 材料合成与制备的发展 5

参考文献 5

思考题 6

第2章 常用金属材料的制备 7

2.1 冶金工艺 7

2.1.1 火法冶金 7

2.1.2 湿法冶金 8

2.1.3 电冶金 8

2.2 钢铁材料的制备 9

2.2.1 生铁的冶炼 10

2.2.2 钢的冶炼 14

2.2.3 铸铁的熔制 16

参考文献 19

思考题 19

第3章 陶瓷材料的制备 21

3.1 陶瓷材料的分类与显微组织 21

3.1.1 陶瓷材料的分类 21

3.1.2 陶瓷材料的显微组织 21

3.2 陶瓷材料的特性与发展前景 23

3.2.1 陶瓷材料的特性 23

3.2.2 陶瓷材料的发展前景 24

3.3 陶瓷材料的制备 25

3.3.1 传统陶瓷的制备过程 25

3.3.2 特种结构陶瓷的制备过程 30

3.4 工程陶瓷材料的应用实例 32

3.4.1 发动机用高温高强度陶瓷材料 32

3.4.2 超硬工具陶瓷材料 32

3.4.3 超高压合成材料 33

3.4.4 透明陶瓷 34

参考文献 34

思考题 34

第4章 高分子材料的制备 35

4.1 概述 35

4.1.1 常用名词 35

4.1.2 高分子材料的发展史 36

4.1.3 高分子材料的分类和命名 36

4.2 高聚物的结构 37

4.3 塑料、橡胶、纤维三大合成材料 38

4.4 高分子材料的制备 38

4.4.1 高分子聚合反应 39

4.4.2 自由基聚合方法 40

4.4.3 缩聚反应方法 45

参考文献 46

思考题 47

第5章 单晶材料的制备 48

5.1 概述 48

5.1.1 单晶 48

5.1.2 单晶的制备方法 48

5.2 固相-固相平衡的晶体生长 49

5.2.1 形变再结晶理论 49

5.2.2 应变退火及其工艺设备 52

5.2.3 利用烧结体生长晶体 54

5.3 液相-固相平衡的晶体生长（熔体法） 54

5.3.1 从液相中生长晶体的一般理论 54

5.3.2 定向凝固法 62

5.3.3 提拉法 66

5.3.4 区域熔化技术 68

5.4 常温溶液法 68

5.4.1 基本原理 68

5.4.2 晶体生长方法 69

5.5 高温溶液法 70

5.5.1 基本原理 70

5.5.2 晶体生长方法简介 71

5.5.3 晶体生长实例——光折变材料BaTiO3的晶体生长 72

参考文献 72

思考题 73

第6章 非晶材料的制备 74

6.1 概述 74

6.1.1 非晶材料的基本概念 74

6.1.2 非晶态合金的结构特点 76

6.1.3 非晶态合金的特性及发展应用 76

6.2 非晶态材料的形成理论 79

6.2.1 热力学理论 79

6.2.2 动力学理论 80

6.2.3 结构化学理论 81

6.2.4 非晶态的形成与稳定性理论 82

6.2.5 非晶态材料的结构模型 83

6.3 非晶态材料的制备原理与方法 86

6.3.1 非晶态材料的制备原理 86

6.3.2 非晶态材料的制备方法 87

6.3.3 非晶态材料制备技术举例 91

参考文献 99

思考题 100

第7章 薄膜材料的制备 101

7.1 物理气相沉积——真空蒸镀 101

7.1.1 真空蒸发镀膜 102

7.1.2 蒸发的分子动力学基础 103

7.1.3 真空蒸发镀膜的纯度 103

7.1.4 蒸发源 103

7.1.5 合金、化合物的蒸镀方法 106

7.2 物理气相沉积——溅射镀膜 109

7.2.1 气体放电理论 109

7.2.2 几种典型的溅射镀膜方法 113

7.2.3 离子成膜 117

7.3 化学气相沉积 119

7.3.1 基本概念 119

7.3.2 反应原理 120

7.3.3 影响CVD薄膜的主要参数 122

7.3.4 CVD设备 122

7.3.5 CVD装置 124

7.4 三束技术与薄膜制备 125

7.4.1 分子束外延 125

7.4.2 激光辐照分子外延 126

7.4.3 准分子激光蒸发镀膜方法 128

7.4.4 等离子体法制膜技术 130

7.4.5 离子束增强沉积表面改性技术 132

7.5 液相反应沉积 133

7.5.1 液相外延技术 133

7.5.2 化学镀 133

7.5.3 电化学沉积 133

7.5.4 溶胶-凝胶法 133

参考文献 135

思考题 136

第8章 纳米材料的制备 137

8.1 概述 137

8.1.1 纳米材料的分类及微观结构 137

8.1.2 纳米材料的特性 138

8.1.3 纳米材料研究的特点 138

8.1.4 纳米材料的性能和应用 139

8.2 纳米材料制备技术 142

8.2.1 纳米材料制备技术现状 142

8.2.2 物理法制备纳米材料 143

8.2.3 化学法制备纳米材料 144

8.3 块体纳米材料的制备技术 146

8.3.1 惰性气体凝聚原位加压成形法 146

8.3.2 机械合金研磨结合加压成块 146

8.3.3 非晶晶化法 147

8.4 SiO2微球的制备方法 147

8.4.1 纳米SiO2的制备 147

8.4.2 纳米SiO2的应用领域 148

参考文献 149

思考题 149

第9章 功能陶瓷的合成与制备 150

9.1 功能陶瓷概论 150

9.1.1 功能陶瓷 150

9.1.2 功能陶瓷的制备工艺 151

9.2 高温超导陶瓷 153

9.2.1 超导体 153

9.2.2 陶瓷超导材料 155

9.2.3 超导理论 156

9.2.4 超导陶瓷的具体结构 157

9.2.5 超导体主要性能测试 158

9.2.6 超导陶瓷的制备 159

9.2.7 超导陶瓷的应用 160

9.3 敏感陶瓷 161

9.3.1 热敏陶瓷 163

9.3.2 压敏陶瓷 167

9.3.3 气敏陶瓷 168

9.3.4 湿敏陶瓷 170

9.3.5 其他敏感陶瓷简介 172

9.4 压电陶瓷 173

9.4.1 压电陶瓷概述 173

9.4.2 压电陶瓷的性能参数 173

9.4.3 压电陶瓷材料 174

9.4.4 压电陶瓷的应用 176

9.5 半导体陶瓷 176

9.5.1 半导体陶瓷的导电特性 176

9.5.2 半导体掺杂陶瓷及其应用 177

9.5.3 陶瓷半导体元件 178

9.6 磁性陶瓷 178

9.6.1 磁性陶瓷的磁学基本性能 179

9.6.2 磁性陶瓷的分类 181

9.6.3 磁性陶瓷材料及其应用 181

参考文献 185

思考题 186