材料合成與製備

材料合成與製備

作者：馬景靈 主編 熊毅、曲明貴 副主編

叢書名：

出版日期：2017年3月 書號：978-7-122-28644-4

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：186頁

本書是根據高等學校材料科學與工程學院學生通識教學的需要而編寫的教科書。針對新材料的發展趨勢，總結和概括了傳統材料和新型材料的合成和製備方法，簡要介紹各種新型材料的製備技術。通過本課程的學習，使學生在掌握傳統材料製備技術的基礎上，對目前常見新型材料製備方法的發展概況、製備原理、操作設備以及製備工藝方法等有一定的了解和掌握。

本書共9章，內容涉及金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等傳統工程材料以及新型功能材料的製備技術和過程。

第1章引言1

1.1材料與工程材料1

1.1.1材料1

1.1.2材料科學與工程1

1.1.3工程材料的分類2

1.2材料合成與製備3

1.2.1材料合成與製備的概念3

1.2.2材料合成與製備的意義4

1.3本課程的學習內容和方法4

1.4材料合成與製備的發展5

參考文獻5

思考題6

第2章常用金屬材料的製備7

2.1冶金工藝7

2.1.1火法冶金7

2.1.2濕法冶金8

2.1.3電冶金8

2.2鋼鐵材料的製備9

2.2.1生鐵的冶鍊10

2.2.2鋼的冶鍊14

2.2.3鑄鐵的熔制16

參考文獻19

思考題19

第3章陶瓷材料的製備21

3.1陶瓷材料的分類與顯微組織21

3.1.1陶瓷材料的分類21

3.1.2陶瓷材料的顯微組織21

3.2陶瓷材料的特性與發展前景23

3.2.1陶瓷材料的特性23

3.2.2陶瓷材料的發展前景24

3.3陶瓷材料的製備25

3.3.1傳統陶瓷的製備過程25

3.3.2特種結構陶瓷的製備過程30

3.4工程陶瓷材料的應用實例32

3.4.1發動機用高溫高強度陶瓷材料32

3.4.2超硬工具陶瓷材料32

3.4.3超高壓合成材料33

3.4.4透明陶瓷34

參考文獻34

思考題34

第4章高分子材料的製備35

4.1概述35

4.1.1常用名詞35

4.1.2高分子材料的發展史36

4.1.3高分子材料的分類和命名36

4.2高聚物的結構37

4.3塑料、橡膠、纖維三大合成材料38

4.4高分子材料的製備38

4.4.1高分子聚合反應39

4.4.2自由基聚合方法40

4.4.3縮聚反應方法45

參考文獻46

思考題47

第5章單晶材料的製備48

5.1概述48

5.1.1單晶48

5.1.2單晶的製備方法48

5.2固相-固相平衡的晶體生長49

5.2.1形變再結晶理論49

5.2.2應變退火及其工藝設備52

5.2.3利用燒結體生長晶體54

5.3液相-固相平衡的晶體生長(熔體法)54

5.3.1從液相中生長晶體的一般理論54

5.3.2定向凝固法62

5.3.3提拉法66

5.3.4區域熔化技術68

5.4常溫溶液法68

5.4.1基本原理68

5.4.2晶體生長方法69

5.5高溫溶液法70

5.5.1基本原理70

5.5.2晶體生長方法簡介71

5.5.3晶體生長實例光折變材料BaTiO3的晶體生長72

參考文獻72

思考題73

第6章非晶材料的製備74

6.1概述74

6.1.1非晶材料的基本概念74

6.1.2非晶態合金的結構特點76

6.1.3非晶態合金的特性及發展應用76

6.2非晶態材料的形成理論79

6.2.1熱力學理論79

6.2.2動力學理論80

6.2.3結構化學理論81

6.2.4非晶態的形成與穩定性理論82

6.2.5非晶態材料的結構模型83

6.3非晶態材料的製備原理與方法86

6.3.1非晶態材料的製備原理86

6.3.2非晶態材料的製備方法87

6.3.3非晶態材料製備技術舉例91

參考文獻99

思考題100

第7章薄膜材料的製備101

7.1物理氣相沉積——真空蒸鍍101

7.1.1真空蒸發鍍膜102

7.1.2蒸發的分子動力學基礎103

7.1.3真空蒸發鍍膜的純度103

7.1.4蒸發源103

7.1.5合金、化合物的蒸鍍方法106

7.2物理氣相沉積濺射鍍膜109

7.2.1氣體放電理論109

7.2.2幾種典型的濺射鍍膜方法113

7.2.3離子成膜117

7.3化學氣相沉積119

7.3.1基本概念119

7.3.2反應原理120

7.3.3影響CVD薄膜的主要參數122

7.3.4CVD設備122

7.3.5CVD裝置124

7.4三束技術與薄膜製備125

7.4.1分子束外延125

7.4.2激光輻照分子外延126

7.4.3準分子激光蒸發鍍膜方法128

7.4.4等離子體法制膜技術130

7.4.5離子束增強沉積表面改性技術132

7.5液相反應沉積133

7.5.1液相外延技術133

7.5.2化學鍍133

7.5.3電化學沉積133

7.5.4溶膠-凝膠法133

參考文獻135

思考題136

第8章納米材料的製備137

8.1概述137

8.1.1納米材料的分類及微觀結構137

8.1.2納米材料的特性138

8.1.3納米材料研究的特點138

8.1.4納米材料的性能和應用139

8.2納米材料製備技術142

8.2.1納米材料製備技術現狀142

8.2.2物理法製備納米材料143

8.2.3化學法製備納米材料144

8.3塊體納米材料的製備技術146

8.3.1惰性氣體凝聚原位加壓成形法146

8.3.2機械合金研磨結合加壓成塊146

8.3.3非晶晶化法147

8.4SiO2微球的製備方法147

8.4.1納米SiO2的製備147

8.4.2納米SiO2的應用領域148

參考文獻149

思考題149

第9章功能陶瓷的合成與製備150

9.1功能陶瓷概論150

9.1.1功能陶瓷150

9.1.2功能陶瓷的製備工藝151

9.2高溫超導陶瓷153

9.2.1超導體153

9.2.2陶瓷超導材料155

9.2.3超導理論156

9.2.4超導陶瓷的具體結構157

9.2.5超導體主要性能測試158

9.2.6超導陶瓷的製備159

9.2.7超導陶瓷的應用160

9.3敏感陶瓷161

9.3.1熱敏陶瓷163

9.3.2壓敏陶瓷167

9.3.3氣敏陶瓷168

9.3.4濕敏陶瓷170

9.3.5其他敏感陶瓷簡介172

9.4壓電陶瓷173

9.4.1壓電陶瓷概述173

9.4.2壓電陶瓷的性能參數173

9.4.3壓電陶瓷材料174

9.4.4壓電陶瓷的應用176

9.5半導體陶瓷176

9.5.1半導體陶瓷的導電特性176

9.5.2半導體摻雜陶瓷及其應用177

9.5.3陶瓷半導體元件178

9.6磁性陶瓷178

9.6.1磁性陶瓷的磁學基本性能179

9.6.2磁性陶瓷的分類181

9.6.3磁性陶瓷材料及其應用181

參考文獻185

思考題186