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第一章 陶瓷材料的结构1

1.1 晶系、布拉维晶胞1

《应用物理学丛书》出版说明1

1.2 元素的晶体结构4

1.2.1 概述4

1.2.2 配位数及配位多面体13

1.2.3 Pauling规律13

1.3 简单密堆积结构--立方密堆积(ccp)和六方密堆积(hcp)14

1.4 结合力的一般性质16

1.5 晶体键合类型19

1.5.1 离子晶体19

1.5.4 分子晶体20

1.5.5 氢键晶体20

1.5.2 共价晶体20

1.5.3 金属晶体20

1.6 几种典型晶体结构21

1.6.1 金刚石结构21

1.6.2 石墨结构22

1.6.3 NaCl型结构22

1.6.4 CsCl型结构22

1.6.5 闪锌矿型结构23

1.6.6 纤锌矿型结构24

1.6.7 萤石型结构24

1.6.8 金红石型结构25

1.6.10 尖晶石型结构26

1.6.9 刚玉型结构26

1.6.11 钙钛矿27

参考文献44

第二章 陶瓷中的缺陷45

2.1 点缺陷45

2.1.1 本征与非本征缺陷45

2.1.2 描述缺陷的符号和单位46

2.1.3 缺陷的化学反应表达式48

2.1.4 电子结构与无序50

2.1.5 缺陷缔合与淀析53

2.2.1 位错57

2.2 线缺陷和面缺陷57

2.2.2 晶界61

2.3 氧化物陶瓷中的缺陷63

2.3.1 石盐结构型氧化物64

2.3.2 萤石结构型氧化物65

2.3.3 钙钛矿结构型氧化物66

2.4 半导体中的点缺陷和扩散67

2.4.1 扩散机理67

2.4.2 硅69

2.4.3 砷化镓69

2.4.4 Laplace缺陷谱研究方法70

2.5.1 孪晶界71

2.5 氧化物超导体中的缺陷71

2.5.2 氧/空位有序结构72

2.5.3 晶界73

2.6 过渡金属碳化物陶瓷74

2.6.1 非化学计量的化学键特性74

2.6.2 非化学计量碳化物固溶体76

2.7 陶瓷中的氧缺陷77

2.7.1 氧化锆陶瓷中的氧空位78

2.7.2 氮化铝陶瓷中的氧缺陷79

2.8 缺陷工程80

2.8.1 单晶硅基片的缺陷工程80

2.8.3 异质结构和异质外延81

2.8.2 砷化镓的缺陷工程81

2.8.4 陶瓷的固溶烧结技术83

参考文献84

第三章 陶瓷材料的扩散与电导86

3.1 连续扩散动力学86

3.1.1 原子扩散过程86

3.1.2 Fick定律87

3.2 原子迁移和扩散系数89

3.3 扩散的热力学行为90

3.3.1 热力学过程90

3.3.2 扩散微观过程93

3.4.1 MgO中的扩散95

3.4 几种氧化物材料的扩散现象95

3.4.2 过渡金属氧化物中的扩散97

3.5 电导率100

3.5.1 固体的能带结构101

3.5.2 电导率和迁移率的一般表达式102

3.5.3 扩散与离子电导103

3.5.4 氧化钴和氧化镍：p型电子导体106

3.6 高温超导材料正常态的电阻率108

3.6.1 Pr掺杂对Y1-xPrxBa2Cu3O7-8体系的超导电性及正常态输运性质的影响108

3.6.2 氧含量的变化对Bi2Sr2CaCu2O8+x单晶正常态电阻率的影响113

3.6.3 Gd掺杂对Bi2Sr2Ca1-xGdxCu2Oy单晶载流子浓度和各向异性电阻率的影响118

3.6.4 磁场对输运行为及临界电流的影响120

3.7 锰氧化物的巨磁电阻效应131

3.7.1 磁电阻133

3.7.2 热电效应134

3.7.3 CMR效应的理论解释136

3.7.4 掺杂等条件对CMR材料性能的影响137

参考文献148

第四章 陶瓷的相图152

4.1 热力学与相平衡152

4.1.1 热力学基本定律152

4.1.2 自由能与相平衡154

4.1.3 自由能与成分155

4.2 单组元体系相图158

4.2.1 压力-温度图158

4.1.4 相律158

4.2.2 Clausius-Clapeyron公式160

4.3 二元相图161

4.3.1 二元相图的基本类型与不变体系反应161

4.3.2 相图中的谬误165

4.3.3 无限固溶166

4.3.4 有限固溶166

4.3.5 中间化合物171

4.3.6 包晶相图和异元熔化171

4.3.7 亚稳固相平衡173

4.3.8 固相线和液相线温度176

4.3.9 可变原子价体系：Fe-O二元系177

4.3.10 SiO2-Al2O3系相图179

4.3.11 含ZrO2的二元系相图179

4.3.12 部分其他二元相图182

4.3.13 二元杠杆定律的应用185

4.3.14 相图与自由能-成分图之间的关系186

4.4 三元相图的特征187

4.4.1 三元相图的构成187

4.4.2 三元系截面图190

4.4.3 投影状态图191

4.4.4 SiO2-Al2O3-“FeO”三元系192

4.4.5 初相区193

4.4.7 边界曲线及等温线195

4.4.6 同元和异元熔化化合物195

4.4.8 三元恒定点196

4.4.9 相容三角形197

4.4.10 固相线面温度198

4.4.11 液-液不相溶性198

4.5 三元相图的运用199

4.5.1 由三元相图构造二元相图199

4.5.2 三元杠杆定律207

4.6 加热与冷却时的反应210

4.6.1 三元共晶反应210

4.6.2 三元包晶反应212

4.6.3 加热时的反应213

4.6.4 平衡结晶路径224

4.6.5 伴有部分再吸收的结晶229

4.6.6 非平衡结晶232

4.6.7 其他三元相图举例234

4.7 可置换式盐化合物相图237

参考文献243

第五章 先进陶瓷材料制备科学技术245

5.1 先进陶瓷材料制备工艺特点245

5.1.1 不同现代材料制备工艺过程与特点245

5.1.2 传统陶瓷材料制备工艺简介246

5.1.3 现代陶瓷材料制备工艺特点与重要性247

5.1.4 现代先进陶瓷制备工艺过程分解248

5.1.5 其他现代无机非金属材料制备工艺过程简介250

5.2 化学法粉体制备科学技术252

5.2.1 粉体对现代陶瓷材料制备的重要性252

5.2.2 溶液法255

5.2.3 固相与气相法258

5.2.4 纳米氧化锆粉体化学法制备与晶粒生长规律259

5.2.5 粉体团聚性质265

5.2.6 氧化锆/氧化铝复相粉体制备与性能273

5.3 固相烧结理论279

5.3.1 烧结阶段的划分及相关理论回顾279

5.3.2 固相烧结过程中的热力学问题281

5.3.3 烧结中期气孔稳定性模型283

5.3.4 烧结中期气孔的显微结构模型286

5.3.5 烧结中期致密化方程289

5.3.6 烧结后期致密化方程293

5.3.7 有关问题讨论294

5.3.8 新致密化方程的意义及其与Coble理论比较307

5.4 固相烧结中期晶粒生长与致密化关系309

5.4.1 晶粒生长与致密化的关系310

5.4.2 颗粒堆积体的粗化与致密化的关系320

5.4.3 物质传输的扩散途径322

5.4.4 超细氧化锆素坯烧结过程中粗化与致密化关系324

5.5 固相烧结后期晶粒生长与显微结构发展340

5.5.1 致密单相晶粒生长动力学341

5.5.2 存在第二相粒子时的晶粒生长343

5.5.3 晶粒不正常生长345

5.5.4 显微结构发展的控制347

5.6 液相烧结致密化机制352

5.6.1 液相烧结过程的某些特殊性352

5.6.2 液相传质机制354

5.6.3 固相颗粒传质机制355

5.6.4 固相烧结理论在液相烧结中的应用356

5.7 热压烧结致密化机制358

5.7.1 物质迁移方式与原有致密化理论358

5.7.2 新气孔模型热压烧结致密化方程361

5.7.3 塑性流动致密化机理362

5.8.1 晶化相变的时间-温度-相变图363

5.8 晶体的成核与生长过程363

5.8.2 均相成核生长过程364

5.8.3 非均相成核过程371

5.9 玻璃与玻璃陶瓷374

5.9.1 玻璃陶瓷中的晶化控制375

5.9.2 单相体系中的分相377

5.9.3 多相体系中的分相383

5.10 复相材料385

5.10.1 陶瓷基复相材料制造方法385

5.10.2 复相材料性质的组合规则388

5.10.3 渗流现象393

参考文献398

后记402