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内容大纲
本书全面介绍了与陶瓷材料科学与工程有关的基础知识与专业知识,主要内容涵盖陶瓷概论、陶瓷结构基础、陶瓷晶体结构、熔体与玻璃体、陶瓷晶体缺陷、陶瓷粉体的悬浮系统、陶瓷相图、固体扩散、陶瓷相变、固相反应、陶瓷烧结,以及陶瓷的力学性能、热学性能、导电性能、磁性能、光学性能、敏感特性等。还系统介绍了结构陶瓷、功能陶瓷和传统陶瓷的组成、结构、性能及其与制备工艺之间的联系,以及它们在各个领域中的诸多应用。
全书突出科学性、前瞻性,同时兼顾实用性。本书可供从事功能陶瓷材料应用与研究、元器件生产开发的科技人员参考,也可作为高等学校先进陶瓷材料、无机非金属材料和新材料等专业的教学参考书或教材。 -
作者介绍
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目录
第1章 陶瓷概论
1.1 陶瓷的概念与分类
1.1.1 陶瓷的概念
1.1.2 陶瓷的分类
1.2 陶瓷的制备工艺概述
1.2.1 原料与坯料制备
1.2.2 陶瓷成型
1.2.3 陶瓷烧结
第2章 陶瓷结构基础
2.1 原子结构
2.1.1 原子的电子结构
2.1.2 原子半径
2.1.3 电负性
2.2 化学键
2.2.1 离子键
2.2.2 共键
2.2.3 混合键
2.3 离子晶体的结构与性质
2.3.1 晶格能
2.3.2 配位数与配位多面体
2.3.3 离子的化
2.3.4 鲍林规则
第3章 陶瓷晶体结构
3.1 二元化合物结构
3.1.1 MX结构
3.1.2 MX2与M2X结构
3.1.3 M2X3结构
3.2 典型多元化合物结构
3.2.1 钙钛矿型结构
3.2.2 晶石型结构
3.2.3 橄榄石型结构
3.3 硅酸盐结构
3.3.1 岛状
3.3.2 组群状
3.3.3 链状
3.3.4 层状
3.3.5 架状
第4章 熔体与玻璃体
4.1 非晶体
4.2 熔体的结构与性质
4.2.1 熔体的结构
4.2.2 熔体的性质
4.3 玻璃的通性与结构
4.3.1 玻璃的通性
4.3.2 玻璃的结构
4.4 玻璃的性质
4.4.1 光学性质
4.4.2 力学性质
4.4.3 热学性质
4.4.4 电学性质
第5章 陶瓷晶体缺陷
5.1 点缺陷
5.1.1 点缺陷的分类
5.1.2 点缺陷符号
5.1.3 点缺陷反应式
5.2 固溶体
5.2.1 固溶体的分类
5.2.2 置换固溶体
5.2.3 间隙固溶体
5.2.4 固溶体的性质
5.2.5 固溶体的研究方法
5.3 非化学计量化合物
5.3.1 非化学计量化合物的形成
5.3.2 非化学计量化合物的分类
第6章 陶瓷粉体的悬浮系统
6.1 黏土-水系统胶体化学
6.1.1 黏土的带电性
6.1.2 黏土的离子吸附和交换
6.1.3 黏土胶体的电动性质
6.1.4 黏土-水系统的胶体性质
6.2 非黏土分散系统
6.2.1 非黏土泥浆体的悬浮
6.2.2 瘠性料的塑化
第7章 陶瓷相图
7.1 相平衡与相图
7.1.1 基本概念
7.1.2 相平衡
7.2 单元系统相图
7.2.1 水的相图
7.2.2 具有同质多晶转变的单元系统相图
7.2.3 单元系统相图的应用
7.3 二元系统相图
7.3.1 二元系统相图的基本类型
7.3.2 二元系统相图应用
7.4 三元系统相图
7.4.1 三元系统组成表示法
7.4.2 判断三元系统相图的几条重要规则
7.4.3 三元系统相图的基本类型
7.4.4 三元系统相图应用
第8章 固体扩散
8.1 固体中质点扩散的点与唯象理论
8.1.1 固体中质点扩散的点
8.1.2 菲克定律
8.2 扩散机制和扩散系数
8.2.1 扩散的微观机制
8.2.2 扩散系数
8.3 固体中的扩散
8.3.1 离子型晶体中的扩散
8.3.2 共晶体中的扩散
8.3.3 非化学计量化合物中的扩散
8.4 影响扩散的因素
8.4.1 晶体组成的复杂性
8.4.2 化学键的影响
8.4.3 结构缺陷的影响
8.4.4 温度的影响
8.4.5 杂质的影响
8.4.6 过饱和空位及位错的影响
第9章 陶瓷相变
9.1 相变的分类
9.1.1 按热力学分类的陶瓷相变
9.1.2 按结构变化分类的陶瓷相变
9.1.3 按质点迁移征分类的陶瓷相变
9.1.4 按动力学分类的陶瓷相变
9.2 固态相变
9.2.1 固态相变的点
9.2.2 陶瓷的马氏体转变
9.2.3 扩散型固态相变
9.3 相变过程热力学
9.3.1 相变过程的不平衡状态及亚稳区
9.3.2 相变过程推动力
9.4 相变过程动力学
9.4.1 晶核形成过程动力学
9.4.2 晶体生长动力学
9.4.3 总结晶率
9.4.4 析晶过程
9.4.5 影响析晶的因素
第10章 固相反应
10.1 固相反应的类型
10.2 固相反应的点
10.3 固相反应的机理
10.4 固相反应动力学
10.4.1 一般动力学关系
10.4.2 化学反应控制的反应动力学
10.4.3 扩散控制的反应动力学
10.5 影响固相反应的因素
10.5.1 反应物化学组成与结构
10.5.2 反应物颗粒尺寸及分布
10.5.3 反应温度、压力与气氛
10.5.4 矿化剂及其他影响因素
第11章 陶瓷烧结
11.1 烧结推动力及烧结模型
11.1.1 烧结过程
11.1.2 烧结推动力
11.1.3 烧结模型
11.2 烧结机制
11.2.1 蒸发-凝聚传质
11.2.2 溶解-沉淀传质
11.2.3 流动传质
11.2.4 扩散传质
11.3 晶粒生长与二次再结晶
11.3.1 晶粒生长
11.3.2 初次再结晶
11.3.3 二次再结晶
11.4 影响烧结的因素
11.4.1 原始粉料的粒度
11.4.2 物料活性
11.4.3 外加剂
11.4.4 其他因素
第12章 陶瓷的力学性能
12.1 陶瓷的弹性
12.1.1 陶瓷的弹性变形与弹性模量
12.1.2 显微结构对弹性模量的影响
12.2 陶瓷材料的硬度
12.2.1 陶瓷的硬度
12.2.2 高温硬度
12.2.3 硬度与其他性能之间的关系
12.3 陶瓷材料的强度
12.3.1 陶瓷的强度理论
12.3.2 影响强度的因素
12.3.3 温度对强度的影响
12.4 陶瓷材料的塑性变形和蠕变
12.4.1 陶瓷材料的塑性变形行为
12.4.2 陶瓷材料的蠕变
12.5 陶瓷材料的脆性
12.6 陶瓷材料的疲劳性
12.7 陶瓷材料的强韧化
12.7.1 相变增韧
12.7.2 微裂纹增韧
12.7.3 裂纹偏转和桥联增韧
12.7.4 晶须纤维增韧
12.7.5 畴转和孪晶增韧
12.7.6 自增韧
第13章 陶瓷的热学性能
13.1 陶瓷热学性能的一般表征
13.1.1 比热容
13.1.2 热膨胀系数
13.1.3 热导率
13.2 热应力
13.3 抗热震性
13.3.1 热震断裂
13.3.2 抗热震损伤
13.3.3 影响陶瓷抗热震性的主要因素
13.4 耐火陶瓷
13.4.1 耐热陶瓷
13.4.2 热交换器和陶瓷发热体
13.4.3 低热膨胀陶瓷
第14章 典型结构陶瓷
14.1 氧化物陶瓷
14.1.1 氧化铝陶瓷
14.1.2 氧化锆陶瓷
14.1.3 氧化镁陶瓷
14.2 氮化物陶瓷
14.2.1 氮化硅陶瓷
14.2.2 氮化铝陶瓷
14.2.3 氮化硼陶瓷
14.3 碳化物陶瓷
14.3.1 碳化硅陶瓷
14.3.2 碳化硼陶瓷
第15章 陶瓷的导电性能
15.1 陶瓷导电概述
15.1.1 陶瓷导电点
15.1.2 陶瓷导电的影响因素
15.2 离子导电
15.2.1 离子导电的点
15.2.2 离子导体
15.3 电子导电
15.3.1 电子导电的点
15.3.2 氧分压的影响
15.3.3 电控制半导体
15.4 高温导氧化物
15.4.1 导电现象
15.4.2 高温导氧化物的性质
15.4.3 导材料的应用
15.5 表面荷正电氧化物
15.5.1 氧化物表面荷电性
15.5.2 氧空位对表面电性能的影响
第16章 陶瓷的介电性能
16.1 电介质陶瓷
16.1.1 电介质陶瓷的基本性质
16.1.2 电缘陶瓷和电容器陶瓷
16.2 铁电陶瓷
16.2.1 钛酸钡晶体结构和性质
16.2.2 钛酸钡基铁电陶瓷的组成、结构、性质和应用
16.2.3 反铁电陶瓷
16.3 压电陶瓷
16.3.1 压电效应
16.3.2 压电陶瓷的性能参数
16.3.3 压电陶瓷的应用
16.4 热释电陶瓷
16.4.1 热释电效应
16.4.2 热释电陶瓷材料
第17章 陶瓷的磁性能
17.1 顺磁性和抗磁性
17.1.1 顺磁性
17.1.2 抗磁性
17.2 铁磁性
17.2.1 铁磁性和磁畴
17.2.2 磁滞回线
17.2.3 磁泡畴
17.3 反铁磁性和亚铁磁性与铁氧体
17.3.1 反铁磁性
17.3.2 亚铁磁性
17.3.3 铁氧体
17.4 其他磁性能
17.4.1 磁各向异性
17.4.2 磁伸缩
17.4.3 巨磁阻效应
17.4.4 磁光效应
17.4.5 热磁效应
17.5 应用磁性材料
17.5.1 磁记录材料
17.5.2 稀土磁材料
第18章 陶瓷的光学性能
18.1 光在介质中的传播
18.1.1 折射
18.1.2 反射和透射
18.2 光学窗口材料和薄膜光学
18.2.1 光学窗口材料
18.2.2 薄膜光学
18.2.3 透明导电膜
18.3 陶瓷半导体的光学性质
18.3.1 本征光吸收
18.3.2 光电导效应
18.3.3 光催化效应
第19章 陶瓷的敏感性
19.1 敏感陶瓷概述
19.1.1 敏感陶瓷分类
19.1.2 敏感陶瓷的结构与性能
19.2 热敏陶瓷
19.2.1 热敏陶瓷的基本性能与参数
19.2.2 PTC热敏陶瓷
19.2.3 NTC热敏陶瓷
19.2.4 CTR热敏陶瓷
19.3 气敏陶瓷
19.3.1 气敏陶瓷的性
19.3.2 气敏机理
19.3.3 气敏陶瓷分类
19.3.4 典型的气敏半导体陶瓷
19.4 湿敏陶瓷
19.4.1 湿敏陶瓷的主要性
19.4.2 湿敏机理
19.4.3 湿敏陶瓷材料的应用
19.5 压敏陶瓷
19.5.1 压敏陶瓷的电参数
19.5.2 氧化锌压敏陶瓷
19.5.3 压敏陶瓷的应用
19.6 光敏陶瓷
19.6.1 光敏陶瓷的主要性
19.6.2 光敏陶瓷的应用
19.6.3 太阳能电池
第20章 传统陶瓷
20.1 陶器
20.1.1 陶器的种类和性质
20.1.2 砖瓦
20.1.3 陶
20.2 炻器
20.3 瓷器
20.3.1 瓷器的种类
20.3.2 长石质瓷
20.3.3 镁质瓷
20.3.4 骨质瓷
20.4 陶瓷釉
20.4.1 釉的作用及点
20.4.2 釉的类型
20.4.3 釉的性质
20.4.4 釉的化学性质
20.4.5 釉的光学性质
第21章 陶瓷的显微结构
21.1 陶瓷材料显微结构的组成
21.1.1 陶瓷材料中的晶体相
21.1.2 陶瓷材料中的玻璃相
21.1.3 陶瓷材料中的气孔相
21.2 陶瓷的显微结构分析
21.2.1 微观结构分析
21.2.2 表面和界面分析
21.2.3 气孔率分析
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