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第1章 绪论 1

1.1材料的分类 2

1.2材料化学的特点 4

1.3材料化学在各领域的应用 5

1.4材料化学的作用 6

第2章 化学基础知识 7

2.1化学热力学 8

2.1.1热力学第一定律 8

2.1.2热力学第二定律 10

2.1.3热力学第三定律 11

2.1.4热力学基本方程 11

2.1.5偏摩尔量 12

2.1.6多组分系统相平衡 15

2.1.7化学反应方向与限度的判据 16

2.2化学反应动力学 21

2.2.1化学反应速率与浓度的关系 21

2.2.2反应速率方程的积分形式 21

2.2.3化学反应机理 23

2.3表面与界面 25

2.3.1表面张力 26

2.3.2分散度对系统物理化学性质的影响 26

2.3.3表面现象 27

2.3.4界面吸附作用 28

2.4电化学基础 30

2.4.1电解质溶液 30

2.4.2电化学系统 32

2.4.3能斯特方程 32

2.4.4电化学反应的速率 33

2.5相平衡与相图 34

2.5.1相平衡与相律 34

2.5.2相图 35

思考题 41

第3章 材料的制备 43

3.1晶体生长技术 44

3.1.1耐氧化性熔体生长法 44

3.1.2溶液生长法 47

3.2气相沉积法 48

3.2.1物理气相沉积法 48

3.2.2化学气相沉积法 50

3.3溶胶-凝胶法 55

3.3.1溶胶-凝胶法的基本原理 56

3.3.2溶胶-凝胶法的应用 56

3.3.3溶胶-凝胶法的优缺点 58

3.4液相沉淀法 58

3.4.1直接沉淀法 58

3.4.2共沉淀法 59

3.4.3均匀沉淀法 59

3.5固相反应 59

3.5.1固相反应分类 60

3.5.2固相反应的特点 60

3.5.3固相反应的过程和机理 60

3.5.4影响固相反应的因素 61

3.5.5固相反应实例 62

3.6插层法和反插层法 63

3.7自蔓延高温合成法 63

3.7.1自蔓延高温合成法的机理 64

3.7.2自蔓延高温合成法的化学反应类型 65

3.7.3自蔓延高温合成技术类型 65

3.8非晶材料的制备 67

思考题 69

第4章 材料的性能 70

4.1材料的化学性能 72

4.1.1耐氧化性 72

4.1.2耐酸碱性 73

4.1.3耐有机溶剂性 73

4.1.4耐老化性 73

4.2材料的力学性能 74

4.2.1材料的强度 75

4.2.2材料的硬度 76

4.2.3疲劳性能 78

4.3热学性能 78

4.4电学性能 80

4.5磁学性能 83

4.6光学性能 85

4.6.1光的吸收和透过 86

4.6.2光的折射与反射 87

4.7材料的工艺性能 89

思考题 90

第5章 金属材料 91

5.1金属材料概论 92

5.2金属单质结构 93

5.2.1金属键 93

5.2.2金属的晶体结构 93

5.3金属的性质 96

5.3.1金属的物理性质 96

5.3.2金属的化学性质 99

5.4合金的结构 100

5.4.1金属固溶体 100

5.4.2金属化合物 101

5.5金属材料的制备 102

5.5.1钢铁的冶炼 103

5.5.2有色金属的冶炼 105

5.6常见金属材料 109

5.6.1钢铁 109

5.6.2铝及铝合金 113

5.6.3镁及镁合金 115

5.6.4钛及钛合金 117

5.6.5铜及铜合金 119

5.7新型合金材料 121

5.7.1储氢合金 121

5.7.2形状记忆合金 123

5.7.3超耐热合金 127

5.7.4超低温合金 129

5.7.5超塑性合金 129

5.7.6减振合金 131

5.7.7硬质合金 132

思考题 133

第6章 无机非金属材料 134

6.1无机非金属材料的结构 135

6.1.1化学结构 135

6.1.2典型无机材料晶体结构 136

6.1.3其他结构 140

6.2无机非金属材料的性能 142

6.3无机非金属材料简介 147

6.3.1陶瓷概述 147

6.3.2普通陶瓷 148

6.3.3水泥 149

6.3.4玻璃 151

6.3.5耐火材料 152

6.3.6新型陶瓷 153

6.4无机非金属材料的制备方法 156

6.4.1传统陶瓷制备 157

6.4.2水泥制备 159

6.4.3玻璃制备 161

6.4.4功能陶瓷制备 162

6.4.5耐火材料制备 164

思考题 165

第7章 高分子材料 166

7.1高分子材料的概述 167

7.1.1高分子材料的概念 167

7.1.2高分子材料的命名 168

7.1.3高分子材料的分类 169

7.2高分子化合物的结构 169

7.2.1高分子化合物的化学结构 169

7.2.2高分子化合物的二级结构 171

7.2.3高分子化合物的三级结构 172

7.3高分子材料的性能 172

7.3.1力学性能 172

7.3.2电学性能 173

7.3.3光学性能 173

7.3.4热学性能 173

7.3.5化学稳定性 174

7.4高分子材料的制备 174

7.4.1聚合反应的分类 174

7.4.2自由基聚合反应 175

7.4.3离子型聚合反应 176

7.4.4配位聚合反应 177

7.4.5共聚合反应 178

7.4.6缩合聚合 179

7.4.7聚合实施方法 180

7.5常用高分子材料 181

7.5.1塑料 181

7.5.2橡胶 185

7.5.3纤维 187

7.5.4涂料 189

7.5.5胶黏剂 190

7.6功能高分子材料 192

7.6.1功能高分子材料的概述 192

7.6.2物理功能高分子材料 192

7.6.3化学功能高分子材料 194

7.6.4生物功能高分子材料 197

7.6.5可降解高分子材料 198

7.6.6智能型高分子材料 198

思考题 199

第8章 复合材料 200

8.1复合材料的概述 201

8.2复合材料的基体 203

8.2.1金属基体材料 203

8.2.2无机非金属基材料 205

8.2.3聚合物基体材料 206

8.3复合材料的增强相 209

8.3.1纤维增强体 210

8.3.2晶须增强体 212

8.3.3颗粒增强体 213

8.4复合材料的制备 213

8.4.1聚合物基复合材料 213

8.4.2金属基复合材料 215

8.4.3陶瓷基复合材料 216

8.5复合材料的主要性能与应用 216

8.5.1聚合物基复合材料 216

8.5.2金属基复合材料 217

8.5.3陶瓷基复合材料 219

8.5.4复合材料的应用 220

8.5.5复合材料存在的问题与未来展望 221

思考题 222

第9章 纳米材料 223

9.1纳米材料的概念 224

9.2纳米材料的种类 225

9.3纳米材料的特性 228

9.3.1纳米效应 229

9.3.2纳米材料的特殊性质 229

9.4纳米材料的制备 231

9.5纳米材料的应用 233

思考题 236

参考文献 237