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1　陶瓷结构概论1

1.1　原子结构1

1.1.1 原子的电子结构1

1.1.2 电子密度分布3

1.1.3　原子的电离能、电子亲合能和电负性4

1.2　键作用力5

1.2.1 离子键5

1.2.2　共价键8

1.2.3　混合键10

1.3　陶瓷晶体结构基础12

1.3.1 结晶化学原理12

1.3.2　Pauling规则，配位数和配位多面体16

1.3.3 同质多象和类质同象18

1.4　结构演化和结构分析19

1.4.1 结构演化19

1.4.2 晶体结构分析21

2 陶瓷晶体结构25

2.1　二元氧化物结构25

2.1.1　MO结构26

2.1.2　M2O3结构28

2.1.3　MO2结构29

2.1.4　MO3氧化物32

2.2　多元化合物32

2.2.1 钙钛矿结构32

2.2.2　尖晶石结构35

2.2.3　ABO2、ABO3和ABO4化合物37

2.2.4　高温超导氧化物38

2.3　硫化物结构39

2.4　硅酸盐结构41

2.5　其他结构43

2.5.1　碳化物43

2.5.2　氮化物和硼化物44

2.5.3 复合结构44

3 陶瓷晶体缺陷46

3.1　点缺陷46

3.1.1 空位和填隙原子46

3.1.2　质量作用定律49

3.2　非化学计量比化合物50

3.3　线缺陷52

3.4　面缺陷和体缺陷54

3.5　有序无序结构和固溶体57

3.6　陶瓷显微结构分析58

3.6.1　微结构分析58

3.6.2　表面和界面分析60

3.6.3　气孔率分析61

4 玻璃的结构特征和性能65

4.1　玻璃的形成65

4.2　玻璃的结构特征69

4.3　玻璃的性能71

4.3.1 玻璃的力学和热学性能71

4.3.2　玻璃及非晶体的电学和光学性能74

4.4　玻璃的应用77

4.4.1 多孔玻璃77

4.4.2　微晶玻璃78

4.4.3 光学玻璃和光学功能玻璃79

4.4.4　光纤玻璃81

4.5　玻璃结构分析方法82

5 陶瓷热力学问题87

5.1　热力学函数和化学平衡87

5.1.1 热力学函数87

5.1.2　化学平衡89

5.1.3　熔点91

5.2　材料表面性质93

5.2.1　表面弛豫和再构93

5.2.2　表面张力和表面能93

5.2.3　表面吸附97

5.3　界面和晶粒间界100

5.3.1　界面100

5.3.2 晶粒间界102

5.4　非平衡态热力学103

5.5　热力学计算104

6 陶瓷相变和相图108

6.1　Gibbs相律108

6.2　按热力学分类的陶瓷相变109

6.2.1 一级相变109

6.2.2　高级相变110

6.3　按结构变化分类的陶瓷相变111

6.3.1 重建型相变111

6.3.2　位移型相变111

6.3.3　有序－无序相变和扩散型相变113

6.3.4 陶瓷马氏体相变114

6.4　相变动力学和软模相变115

6.4.1 非匀相转变116

6.4.2　匀相转变120

6.4.3　软模相变121

6.5　相图122

6.5.1 相图确定原则122

6.5.2　单元体系相图123

6.5.3　二元相图124

6.5.4　三元和多元相图125

6.6　相图计算和非平衡相图127

6.6.1　相图计算127

6.6.2　非平衡定态相图128

7 扩散130

7.1　扩散定律130

7.1.1　扩散的微观机制130

7.1.2　扩散定律132

7.2　扩散过程135

7.2.1 自扩散135

7.2.2 互扩散与反应扩散137

7.2.3　表面扩散、位错和晶界扩散139

7.2.4　界面迁移140

7.3　扩散控制过程142

7.4　扩散研究方法144

8 陶瓷制备146

8.1　陶瓷粉料制备146

8.1.1 从固相制备粉体146

8.1.2　从液相制备粉体148

8.1.3　从气相制备粉体或薄膜151

8.1.4 液相中固体粒子的析出机152

8.1.5 陶瓷粉体表征152

8.2　陶瓷成型154

8.2.1　成型的特点154

8.2.2 陶瓷成型方法155

8.3　陶瓷烧结157

8.3.1　烧结驱动力158

8.3.2　烧结中发生的几种过程159

8.3.3 陶瓷烧结方法162

8.4　烧结过程中的显微结构变化163

8.4.1 烧结初期163

8.4.2　烧结中期165

8.4.3　烧结末期167

8.5　影响烧结的因素167

8.5.1 晶粒与气孔尺寸因素167

8.5.2　气孔、晶粒长大与致密化的关系168

8.5.3　团聚体168

8.5.4　其他因素170

9 陶瓷力学性能172

9.1　陶瓷弹性性能172

9.2　陶瓷硬度和强度175

9.2.1 陶瓷硬度和摩擦性能175

9.2.2 陶瓷强度176

9.2.3 影响陶瓷强度的因素179

9.2.4 陶瓷的腐蚀行为181

9.3　陶瓷脆性和增韧方法181

9.3.1 陶瓷的脆性断裂181

9.3.2　陶瓷增韧方法184

9.3.3　陶瓷超塑性185

9.4　陶瓷蠕变与疲劳187

9.4.1 陶瓷蠕变187

9.4.2　陶瓷疲劳特性189

10 工程结构陶瓷194

10.1　工程结构陶瓷的一般设计要求194

10.2　氧化物类和非氧化物类高温结构陶瓷195

10.2.1　氧化物类高温结构陶瓷195

10.2.2　非氧化物类高温结构陶瓷198

10.2.3　表面涂覆和金属封接201

10.3　多孔陶瓷和生物陶瓷202

10.3.1 多孔陶瓷202

10.3.2　主－客体化合物205

10.3.3　生物陶瓷205

10.4　陶瓷基复合材料和电子结构陶瓷206

10.4.1 陶瓷基复合材料206

10.4.2 电子结构陶瓷208

11 陶瓷热性能211

11.1　热性能的一般表征211

11.1.1 比热和热膨胀系数211

11.1.2　热导率215

11.1.3　热电性218

11.2　热应力与抗热震性219

11.2.1　热应力219

11.2.2　抗热震性220

11.2.3　微尺度热测量222

11.3　节能耐火陶瓷222

11.3.1 耐热陶瓷222

11.3.2　热交换器和陶瓷发热体223

12 陶瓷导电性能226

12.1　陶瓷电导的一般描述226

12.1.1 陶瓷导电特点226

12.1.2　缺陷对陶瓷导电的影响230

12.2　离子电导231

12.2.1 离子导电的一般特点231

12.2.2　离子导体232

12.3　电子电导236

12.3.1 电子导电的一般特点236

12.3.2　氧分压的影响238

12.3.3　价控半导体240

12.4　高温超导氧化物240

12.4.1　超导体的一般特点240

12.4.2　高温超导氧化物的结构特点243

12.5　其他导电材料245

13 陶瓷介电性能247

13.1　电介质陶瓷247

13.1.1 电介质陶瓷的基本性质247

13.1.2 电绝缘陶瓷和电容器陶瓷253

13.2　铁电陶瓷255

13.2.1　铁电陶瓷的一般特点255

13.2.2　铁电陶瓷的分类和微观机制259

13.2.3　弛豫铁电体261

13.3　压电陶瓷262

13.3.1　压电效应262

13.3.2　压电陶瓷265

13.4　热释电陶瓷267

14 陶瓷磁性能271

14.1　顺磁性和抗磁性271

14.1.1　顺磁性271

14.1.2　抗磁性272

14.2　铁磁性273

14.2.1　铁磁性和磁畴273

14.2.2　磁滞回线276

14.2.3　磁泡畴278

14.3　反铁磁性和亚铁磁性278

14.3.1　反铁磁性278

14.3.2　亚铁磁性280

14.3.3　铁氧体281

14.4　其他磁性能282

14.4.1　磁各向异性282

14.4.2　磁致伸缩283

14.4.3 巨磁阻效应284

14.4.4　磁光效应286

14.4.5　热磁效应286

14.5　应用磁性材料287

14.5.1　磁记录材料287

14.5.2　稀土永磁材料288

15 陶瓷光学性能290

15.1　光在介质中的传播290

15.1.1　折射290

15.1.2　透射和反射293

15.2　光吸收和旋光性294

15.2.1　光吸收294

15.2.2　旋光性295

15.3　光学窗口材料和薄膜光学296

15.3.1 光学窗口材料296

15.3.2　薄膜光学297

15.3.3　透明导电膜298

15.4　陶瓷半导体的光学性质299

15.4.1　本征光吸收299

15.4.2　光电导300

15.4.3　光催化效应301

15.5　陶瓷的非线性光学性质303

15.5.1 非线性光学效应303

15.5.2　电光材料304

15.5.3　光折变和倍频效应305

16 敏感陶瓷308

16.1　敏感陶瓷的半导体性质308

16.2　热敏陶瓷311

16.2.1　PTC热敏陶瓷311

16.2.2　NTC热敏陶瓷314

16.2.3　其他热敏陶瓷315

16.3　气敏陶瓷316

16.3.1 气敏陶瓷的一般特性316

16.3.2　气敏机理318

16.3.3 气敏陶瓷分类319

16.4　湿敏陶瓷321

16.5　压敏电阻和光敏陶瓷323

16.5.1　压敏电阻323

16.5.2　光敏陶瓷324

附录326

一、原子结构数据326

表1（a） 原子半径值／A326

表1（b） 元素的四面体共价半径／A326

表1（c） 元素的八面体共价半径／A327

表2 原子的第一、二、三电离能／eV327

表3　原子的电子亲合能／eV328

表4　原子的电负性329

表5　元素的有效离子半径／pm329

二、晶体点对称性与其物理性能的关系335

三、结构参数336

四、元素周期表340

后记341