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第一章 绪论 1

1.1 材料科学发展概况 1

1.1.1 材料的发展过程 1

1.1.2 材料研究开发进展 2

1.2 材料的分类 3

1.3 材料科学和材料化学 4

1.3.1 材料科学的诞生和发展 4

1.3.2 材料化学的兴起和内涵 5

1.3.3 材料的化学工艺和材料化过程 6

2.1.1 晶体和非晶体的结构特点 7

2.1 晶体和非晶体 7

第二章 无机材料的结构与性能 7

2.1.2 非晶态和晶态间的转化 8

2.2 晶体的结构与性能 9

2.2.1 布拉菲点阵与晶系 9

2.2.2 晶体的对称性 10

2.2.3 晶体材料的结构与物理性能 13

2.3 晶体缺陷及其对性能的影响 14

2.3.1 缺陷化学简介 15

2.3.2 晶体缺陷的分类 15

2.3.3 点缺陷 16

2.3.4 缺陷对晶体性质的影响 17

2.3.5 非整比化合物 19

2.3.6 位错对材料性能的影响 20

2.3.7 晶界 22

2.4 非晶态材料的结构与性能 22

2.4.1 非晶态材料的几何特征 23

2.4.2 非晶态材料的性能 23

2.5 合金的结构与性能 25

2.5.1 合金的概念 25

2.5.2 固溶体 25

2.5.3 金属化合物 27

2.5.4 合金相结构与性能的关系 29

3.1.1 固相反应法 31

第三章 无机材料的化学合成与制备技术 31

3.1 晶体材料的制备 31

3.1.2 化学法 33

3.1.3 化学气相沉积法（CVD法） 34

3.1.4 晶体生长 38

3.2 超微粒子的湿法化学合成 39

3.2.1 化学沉淀法 40

3.2.2 水解反应 40

3.2.3 溶胶－凝胶（sol-gel）法 42

3.3 非晶态材料的制备 42

3.3.1 非晶态材料的制备原理 42

3.3.2 非晶态材料的制备方法 43

3.4.1 自蔓燃合成法简介 45

3.4.2 自蔓燃合成的热力学基础 45

3.4 自蔓燃合成技术 45

3.4.3 自蔓燃合成的分类 47

3.4.4 金属间化合物TiNi的自蔓燃合成 47

第四章 新型金属材料 49

4.1 超耐热合金 49

4.1.1 超耐热合金的定义 49

4.1.2 耐热合金的分类 50

4.1.3 提高超耐热合金性能的途径 51

4.2.1 超低温对材料的特殊要求 52

4.1.4 超耐热合金的发展方向 52

4.2 超低温合金 52

4.2.2 超低温合金的研究 53

4.3 超塑合金 53

4.3.1 超塑性现象 53

4.3.2 实用超塑性合金 54

4.3.3 超塑性合金的应用 56

4.4 形状记忆合金 56

4.4.1 形状记忆合金特征 56

4.4.2 形状记忆效应机理 57

4.4.4 形状记忆合金的应用 58

4.4.3 形状记忆合金材料 58

4.5 贮氢合金 60

4.5.1 贮氢合金的特殊功能 60

4.5.2 贮氢原理 61

4.5.3 贮氢合金的开发 61

4.5.4 贮氢材料的应用 61

4.6 非晶态金属材料 62

4.6.1 基本特征 62

4.6.2 性能与用途 63

5.1 半导体材料 66

5.1.1 单晶硅 66

第五章 新型无机非金属材料 66

5.1.2 化合物半导体 67

5.1.3 非晶半导体材料 69

5.2 特种陶瓷 69

5.2.1 特种陶瓷的特点和分类 69

5.2.2 特种陶瓷的制造工艺 70

5.2.3 结构陶瓷 74

5.2.4 功能陶瓷 77

5.3 敏感材料 80

5.3.1 敏感材料与传感器 80

5.3.2 敏感材料及其功能 81

5.4 激光材料 83

5.4.3 输出波长连续可调的激光基质晶体 84

5.4.2 固体激光工作物质 84

5.4.1 激光工作物质 84

5.4.4 小型化、集成化激光基质晶体 85

5.5 光导纤维 85

5.5.1 光导纤维及光导原理 85

5.5.2 光纤材料 86

5.5.3 光缆 88

5.5.4 光导纤维的应用 89

5.6 超导材料 90

5.6.1 低Tc超导材料 90

5.6.2 高Tc氧化物超导体 91

5.6.3 MxC60超导体 93

5.6.4 超导材料的应用前景 94

第六章 纳米材料 96

6.1 纳米材料的定义和研究内涵 96

6.2 纳米材料的结构和优异性能 97

6.2.1 纳米材料的结构 98

6.2.2 小尺寸效应 100

6.2.3 表面效应 100

6.2.4 量子效应 101

6.2.5 宏观量子隧道效应 101

6.2.6 纳米材料的特性 101

6.3.1 机械法制备纳米微粒 103

6.3 纳米材料的制备 103

6.3.2 气相法制备纳米微粒 104

6.3.3 液相法制备纳米微粒 106

6.3.4 厚膜模板法合成纳米结构阵列 108

6.4 纳米材料的应用 109

6.4.1 颗粒型材料 110

6.4.2 纳米固体材料 112

6.4.3 颗粒膜材料 112

6.4.4 磁性液体材料 112

6.4.5 在其他方面的应用 112

7.2 高分子链的结构 114

7.2.1 近程结构 114

7.1 高分子结构特点 114

第七章 高分子材料的结构与性能 114

7.2.2 远程结构 117

7.3 高分子聚集态结构 119

7.3.1 聚合物的结晶态 119

7.3.2 聚合物的非晶态 122

7.3.3 聚合物的取向态 123

7.3.4 聚合物的液晶态 124

7.3.5 聚合物多相材料的织态结构 126

7.4 高分子的物理—机械性能 128

7.4.1 聚合物的力学性能 128

7.4.2 聚合物的电学性能 131

7.4.3 聚合物的耐热性 133

第八章 高分子材料制备化学 136

8.1 高聚物的分类 136

8.1.1 按高聚物的热行为分类 136

8.1.2 按高聚物的分子结构分类 137

8.2 高分子化合物的合成 137

8.2.1 链式聚合 137

8.2.2 逐步聚合 139

8.3 高分子的化学反应 144

8.3.1 高分子化学反应特点及其影响因素 144

8.3.2 聚合物侧基的化学反应 146

8.3.3 接枝聚合反应 147

8.3.4 嵌段共聚 150

8.3.5 交联 151

8.3.6 扩链 153

8.3.7 聚合物的降解 154

8.3.8 聚合物的老化和防老化 155

第九章 实用新型高分子材料 158

9.1 高性能高分子材料 158

9.1.1 新型工程塑料 158

9.1.2 特种纤维 166

9.1.3 特种橡胶 168

9.2.1 离子交换与吸附树脂 170

9.2 功能高分子材料 170

9.2.2 高吸水性高分子材料 174

9.2.3 高分子催化剂 176

9.2.4 导电高分子材料 179

9.2.5 光敏高分子材料 183

9.2.6 医用高分子材料 188

第十章 高性能复合材料 194

10.1 复合材料的基本概念和分类 194

10.1.1 复合材料的基本概念 194

10.1.2 复合材料的命名与分类 194

10.2 复合材料的复合方法 195

10.3.1 树脂基体 196

10.3 树脂基复合材料 196

10.3.2 填料 197

10.3.3 常用的树脂基复合材料 201

10.4 金属基复合材料 202

10.4.1 金属基复合材料的特性 202

10.4.2 金属基体和增强体 203

10.4.3 发展中的金属基复合材料 203

10.5 陶瓷基复合材料 203

10.5.1 纤维增强陶瓷 204

10.5.2 纳米复合陶瓷 204

参考文献 206