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第一章 绪论1

1.1 固体无机化学的内容和任务1

1.2 固体物质的分类2

1.3 固体无机化学的研究热点和前沿2

1.3.1 新的反应和合成方法3

1.3.2 非整比化合物3

1.3.3 晶界、表面和低维化合物4

1.3.4 新型稀土化合物5

1.3.5 异常价态和价态起伏6

1.3.6 功能材料7

1.3.7 纳米材料7

第二章 晶体结构9

2.1 点阵9

2.1.1 一般概念9

2.1.2 直线点阵10

2.1.3 平面点阵11

2.1.4 空间点阵12

2.1.5 点阵和群12

2.2 晶体的对称性13

2.2.1 晶体的宏观对称元素与对称操作14

2.2.2 晶体的微观对称性18

2.3 32个点群19

2.4 14种空间点阵22

2.4.1 布拉维法则22

2.4.2 14种空间点阵22

2.5 230个空间群24

2.6 晶胞中的微粒、晶棱和晶面符号25

2.6.1 微粒的分数坐标25

2.6.2 晶棱指标26

2.6.3 晶面符号26

2.6.4 d间距公式27

2.7 点阵和晶体的关系28

2.8 金属键和金属晶体28

2.9 离子键和离子晶体30

2.10 共价键和共价键晶体33

2.11 分子间作用力和分子型晶体34

2.12 氢键和氢键型晶体35

2.13 混合键型晶体37

习题38

第三章 晶体结构缺陷40

3.1 晶体结构缺陷的类型40

3.2 点缺陷40

3.2.1 点缺陷的类型40

3.2.2 缺陷的表示方法42

3.2.3 书写缺陷反应式的基本原则43

3.2.4 点缺陷的浓度45

3.3 热缺陷46

3.3.1 肖特基（Schottky）缺陷46

3.3.2 弗仑克尔（Frenkel）缺陷47

3.3.3 肖特基和弗仑克尔缺陷生成的热力学48

3.4 色心51

3.5 缺陷簇54

3.6 非整比和缺陷57

3.7 换位原子59

3.8 线缺陷60

3.9 面缺陷62

3.10 扩展缺陷62

3.10.1 堆积层错62

3.10.2 亚晶粒界和反相畴界64

3.10.3 晶体学切变结构64

习题67

第四章 固溶体68

4.1 概述68

4.1.1 固溶体的含义68

4.1.2 固溶体的分类68

4.1.3 固溶体的表示方法70

4.1.4 固溶体的特点70

4.2 取代固溶体71

4.2.1 离子尺寸71

4.2.2 晶体结构72

4.2.3 离子电荷73

4.3 填隙固溶体73

4.4 异价取代固溶体73

4.4.1 离子补偿机理74

4.4.2 电子补偿机理：金属，半导体和超导体77

4.5 对形成固溶体条件的进一步讨论80

4.6 固溶体的性质81

4.6.1 卫格定律（Vegare's law）与雷特格定律（Retger's law）81

4.6.2 固溶体的电性能82

4.6.3 固溶体的光学性质83

4.7 研究固溶体的实验方法87

4.7.1 X射线粉末衍射87

4.7.2 差热分析（DTA）89

4.7.3 密度测量90

习题91

第五章 固体物质的合成与制备93

5.1 固体物质的典型合成与制备方法93

5.1.1 制陶法（ceramic method）93

5.1.2 水热法和高压法93

5.1.3 热熔法97

5.1.4 化学气相沉积法99

5.2 软化学和绿色合成方法108

5.2.1 概述108

5.2.2 先驱物法111

5.2.3 溶胶-凝胶法113

5.2.4 拓扑化学反应118

5.2.5 低热固相反应123

5.2.6 助熔剂法128

5.2.7 流变相反应128

5.3 纳米粉体的制备133

5.3.1 由固体制备纳米粉末133

5.3.2 由溶液制备纳米粉末134

5.3.3 由气体制备纳米粉末134

5.4 非晶态固体的制备136

5.4.1 熔体冷却法137

5.4.2 液相析出法137

5.4.3 气相凝聚法137

5.4.4 晶体能量泵入法138

5.5 单晶生长138

5.6 薄膜的制备143

5.6.1 化学及电化学方法143

5.6.2 物理方法144

5.7 精细陶瓷材料的制备145

5.7.1 粉末的制备146

5.7.2 粉末加工和成型147

5.7.3 烧结147

习题148

第六章 固体物质的表征149

6.1 概述149

6.2 结构表征150

6.2.1 固体的形貌、光学特性和表面151

6.2.2 固体颗粒的表征152

6.2.3 显微结构分析158

6.2.4 表面分析160

6.2.5 晶态表征163

6.2.6 波谱技术172

6.3 组成和纯度表征181

6.3.1 化学分析182

6.3.2 原子光谱分析法183

6.3.3 分光光度法（spectrophotometry）183

6.3.4 特征X射线分析法184

6.3.5 X射线激发光学荧光光谱（X-ray excited optical fluorescence spectroscopy）186

6.3.6 质谱（mass spectrometry）186

6.3.7 中子活化分析（activation analysis with neutron）187

习题188

第七章 热分析190

7.1 概述190

7.2 热重法（TG）191

7.2.1 热重分析的基本原理192

7.2.2 热重曲线192

7.2.3 影响热重曲线的因素195

7.2.4 微商热重法（DTG）197

7.3 差热分析（DTA）200

7.3.1 差热分析的基本原理200

7.3.2 差热曲线的特性202

7.3.3 影响差热曲线的因素203

7.3.4 微商差热分析（DDTA）205

7.4 差示扫描量热法（DSC）207

7.4.1 差示扫描量热法的基本原理208

7.4.2 DSC曲线及其表达209

7.4.3 影响因素211

7.5 热机械分析212

7.6 热分析的联用213

7.6.1 概述213

7.6.2 同时联用技术214

7.6.3 串接联用技术217

7.7 热分析的应用225

7.7.1 玻璃和高聚物特征温度的测定226

7.7.2 多形体相变及性质控制230

7.7.3 材料的鉴定和热稳定性231

7.7.4 相图的测定234

7.7.5 分解机理235

7.7.6 焓和热容的测量236

7.7.7 反应动力学研究238

习题239

第八章 固体的扩散和表面化学240

8.1 引言240

8.2 扩散的机理240

8.3 柯肯德尔效应——互扩散242

8.4 扩散的定律243

8.5 金属原子的扩散244

8.6 离子的扩散245

8.7 表面的热力学性质248

8.7.1 表面张力和表面自由能248

8.7.2 表面能的理论估计249

8.8 表面扩散250

8.8.1 晶体表面的缺陷模型251

8.8.2 随机行走理论（kandom walk）252

8.8.3 宏观扩散参数253

8.8.4 扩散定律254

8.9 表面蒸发257

8.10 表面吸附258

8.10.1 物理吸附和化学吸附258

8.10.2 吸附等温线260

8.10.3 吸附层的结构261

8.11 表面催化262

8.11.1 催化反应262

8.11.2 表面催化反应的条件262

8.12 电子表面态263

8.12.1 电子表面态及其分布263

8.12.2 电子表面态的研究方法264

8.1.3 纳米粒子的表面264

习题265

第九章 相平衡和相转变268

9.1 相律268

9.2 杠杆定律270

9.3 单元体系的相图271

9.3.1 H2O体系272

9.3.2 SiO2体系272

9.3.3 凝聚的单元体系273

9.4 二元体系的相图274

9.4.1 完全互溶的二元体系274

9.4.2 有低共熔点的完全不互溶的二元体系275

9.4.3 有低共熔点的部分互溶的二元体系275

9.4.4 有转熔（包晶）反应的部分互溶的二元体系276

9.4.5 生成同成分熔融化合物的二元体系277

9.4.6 生成异成分熔融化合物的二元体系277

9.5 三元体系相图278

9.5.1 三元相图的表示法278

9.5.2 三元相图的分类279

9.6 相变的定义和热力学分类280

9.6.1 相变的定义280

9.6.2 相变的分类280

9.7 固态相变动力学283

9.7.1 相变的热力学驱动力283

9.7.2 成核284

9.7.3 长大和总转变速率288

9.7.4 固体中扩散控制的转变290

9.7.5 固体中的马氏体转变292

9.8 相转变的机理294

9.9 钢的相变295

习题296

第十章 固相反应298

10.1 固相反应的属性298

10.1.1 固相反应的分类298

10.1.2 研究固相反应的目的和意义298

10.1.3 固相反应的驱动力299

10.1.4 固相反应的机理299

10.2 单一固相的反应300

10.3 固-固相反应302

10.3.1 加成反应302

10.3.2 交换反应303

10.4 粉末和烧结反应305

10.4.1 粉末反应305

10.4.2 烧结反应310

10.5 固-气相反应311

10.6 固-液相反应316

10.7 影响固相反应的因素317

10.7.1 固体的表面积317

10.7.2 温度318

10.7.3 压力与气氛318

10.7.4 化学组成和结构319

10.7.5 矿化剂319

10.8 固相反应的研究方法320

10.8.1 综合热分析321

10.8.2 高温X射线分析322

10.8.3 试料成型研究法（pellet method）323

习题324

第十一章 固体的电性质326

11.1 金属，半导体和绝缘体326

11.2 能带理论327

11.3 金属和绝缘体的能带结构331

11.3.1 金属的能带结构331

11.3.2 绝缘体的能带结构332

11.4 半导体的能带结构332

11.5 半导体的应用337

11.6 无机固体的能带结构339

11.7 无机固体的颜色343

11.8 超导性与超导体344

11.8.1 超导体的基本特征345

11.8.2 超导体的分类及性质346

11.8.3 超导隧道效应347

11.8.4 超导理论基础348

11.8.5 超导体研究进展和应用350

11.9 电介体351

11.10 铁电性356

11.11 热释电性362

11.12 压电性362

11.13 铁电体、压电体及热释电体的应用364

习题368

第十二章 固体的磁性质370

12.1 基本理论370

12.1.1 物质在磁场中的行为370

12.1.2 居里（Curie）定律和居里-韦氏（Curie-Weiss）定律373

12.1.3 磁矩的计算375

12.1.4 磁有序及超交换376

12.2 典型的磁性材料378

12.2.1 金属和合金378

12.2.2 过渡金属氧化物381

12.2.3 多元氧化物383

12.3 磁性材料的应用396

12.3.1 变压器磁芯396

12.3.2 信息储存397

12.3.3 磁泡储存器397

12.3.4 永磁体398

12.4 巨磁电阻效应及应用398

12.4.1 磁电阻和巨磁电阻398

12.4.2 巨磁电阻材料399

12.4.3 双交换机理401

12.4.4 巨磁电阻的应用402

习题404

第十三章 固体的光学性质405

13.1 光和固体的相互作用405

13.2 折射和色散406

13.3 全反射与光导纤维407

13.4 发光现象和发光体408

13.4.1 概述408

13.4.2 位形坐标模型410

13.4.3 发光体412

13.4.4 反斯托克斯发光体414

13.5 光的吸收与激光414

13.5.1 光的吸收414

13.5.2 固体激光器416

习题419

第十四章 固体的热学性质和机械性质420

14.1 晶格的热振动和热容420

14.1.1 晶格的热振动420

14.1.2 热能和热容421

14.2 热膨胀425

14.3 热传导428

14.4 热电效应429

14.4.1 汤姆逊（Thomson）效应429

14.4.2 佩尔蒂尔（Peltier）效应430

14.4.3 西别克（Seebeck）效应430

14.4.4 热电偶432

14.5 耐热无机材料434

14.6 应力和变形435

14.7 弹性系数437

14.8 塑性变形438

14.9 固体材料的强化440

习题441

第十五章 固体无机材料及其设计442

15.1 材料的分类442

15.2 固体无机材料的设计444

15.2.1 引言444

15.2.2 材料设计的含义445

15.2.3 材料设计中应该考虑的构造447

15.2.4 组织—微细构造的设计451

15.2.5 形状控制454

15.3 非晶态物质455

15.3.1 玻璃的通性455

15.3.2 玻璃的结构455

15.3.3 玻璃态形成的条件457

15.3.4 光导纤维用玻璃458

15.3.5 其他非晶态材料460

15.4 纳米粒子461

15.5 复合材料462

15.6 储氢材料463

15.7 固体电解质467

15.7.1 固体电解质的结构及性质467

15.7.2 氧浓度测定原理470

15.7.3 固体电解质在电池中的应用472

15.8 锂离子电池正极材料475

15.8.1 锂离子电池简介475

15.8.2 锂离子电池正极材料概述478

15.8.3 几种重要的正极材料479

15.9 非线性光学材料502

15.10 阴极射线致色和光致色材料505

习题507

附录508

附录1 基本物理和化学常数508

附录2 分子能量单位508

附录3 SI基本单位的名称和符号509

附录4 某些SI导出单位的名称、符号和定义509

附录5 非SI单位换算为SI单位的换算系数510

附录6 温度的换算510

参考文献511