無機非金屬材料科學基礎

為適應高等教育按系設置寬口徑專業的改革需要，實現加強基礎、拓寬知識的大學本科教育培養目標，我們在原浙江大學等編寫的《硅酸鹽物理化學》教材內容基礎上，結合無機非金屬材料學科近年來的發展現狀，編寫了《無機非金屬材料科學基礎》一書。《無機非金屬材料科學基礎》可取代原《硅酸鹽物理化學》教材，作為材料科學與工程專業或無機非金屬材料專業學生系統掌握與學習無機非金屬材料學科相關基礎知識的教材或教學參考書，也可供無機非金屬材料科技工作者參考。

《無機非金屬材料科學基礎》由浙江大學無機非金屬材料研究所的三位教師編寫，由樊先平主編。全書共分七章，第一、二、四、五章由樊先平編寫；第三章由翁文劍編寫；第六、七章由洪樟連編寫，浙江大學無機非金屬材料研究所的張朋越博士生繪製了書中的部分圖表。

《無機非金屬材料科學基礎》各章節中的部分內容已在浙江大學材料系的本科教學中試用多年，在試用過程中學生提出了許多寶貴的意見與建議。《無機非金屬材料科學基礎》在編寫和出版過程中，參考和引用了一些文獻和資料，並得到了浙江大學出版社的大力支持，在此一併致謝。

前言

為適應高等教育按系設置寬口徑專業的改革需要，實現加強基礎、拓寬知識的大學本科教育培養目標，我們在原浙江大學等編寫的《硅酸鹽物理化學》教材內容基礎上，結合無機非金屬材料學科近年來的發展現狀，編寫了《無機非金屬材料科學基礎》一書。本書可取代原《硅酸鹽物理化學》教材，作為材料科學與工程專業或無機非金屬材料專業學生系統掌握與學習無機非金屬材料學科相關基礎知識的教材或教學參考書，也可供無機非金屬材料科技工作者參考。

《無機非金屬材料科學基礎》是專門介紹無機非金屬材料的形成規律、微觀結構和性能以及它們之間相互關係的一門重要基礎理論課程。鑑於“材料的性能”已在相關的教材中進行了詳細的介紹，本書主要涉及無機非金屬材料的形成規律和微觀結構等相關內容，主要包括無機晶體的結構與缺陷，非晶態固體，材料表面與界面，無機非金屬材料製備過程中的物質傳遞、相平衡、相與相之間的轉變、固體與固體反應形成新的固體和粉末的燒結等。

本書由浙江大學無機非金屬材料研究所的三位教師編寫，由樊先平主編。全書共分七章，第一、二、四、五章由樊先平編寫；第三章由翁文劍編寫；第六、七章由洪樟連編寫，浙江大學無機非金屬材料研究所的張朋越博士生繪製了書中的部分圖表。

本書各章節中的部分內容已在浙江大學材料系的本科教學中試用多年，在試用過程中學生提出了許多寶貴的意見與建議。本書在編寫和出版過程中，參考和引用了一些文獻和資料，並得到了浙江大學出版社的大力支持，在此一併致謝。

由於編者水平所限，書中難免存在錯誤和不妥之處，敬請使用本書的讀者批評指正。

編者

2003年12月

第一章 晶體結構與晶體的結構缺陷

第一節 化學鍵

一、離子鍵

二、共價鍵

三、金屬鍵

四、分子間作用力

五、氫鍵

第二節 晶體化學原理

一、電負性

二、晶格能

三、離子半徑和原子半徑

四、球體最緊密堆積原理

五、配位數和配位多面體

六、離子極化

七、離子晶體規則

第三節 典型的無機晶體結構

一、單質晶體

二、AB型化合物晶體

三、AB2型化合物晶體

四、A2B3型化合物晶體

五、ABO3型化合物晶體

六、AIBkCmOn型化合物晶體

七、硅酸鹽晶體

八、硼酸鹽晶體

九、磷酸鹽和鍺酸鹽晶體

第四節 晶體缺陷

一、點缺陷

二、線缺陷——位錯

三、面缺陷

第二章 熔融態和玻璃態

第一節 熔體結構

一、硅酸鹽熔體中的負離子團

二、硅酸鹽熔體中負離子團的分佈

三、熔體結構模型

第二節 熔體性質

一、粘度

二、電導性

三、表面張力(表面能)

第三節 玻璃形成

一、玻璃形成方法

二、形成玻璃的物質

三、形成玻璃的條件

第四節 玻璃轉變和穩定化

一、玻璃的通性

二、玻璃的轉變

三、玻璃的穩定化

第五節 玻璃結構理論

一、無規則網絡學説

二、晶子學説

三、多面體的無規則堆積模型

第六節 典型玻璃的結構

一、玻璃基本結構參數

二、硅酸鹽玻璃

三、硼酸鹽玻璃

四、磷酸鹽玻璃

五、鍺酸鹽玻璃

六、逆性玻璃

七、硫族化合物玻璃

八、鹵化物玻璃

第三章 材料表面與界面

第一節 材料表面

一、清潔表面

二、實際表面

三、固體表面的自由能

四、玻璃的表面和界面

……

第四章　相平衡

第五章　相變過程

第六章　固相反應

第七章　燒結過程

參考文獻