材料化学（曾兆华）（第3版）

《材料化学》（第3版）主要围绕材料的结构、性能、制备、应用这四个要素展开，介绍了材料化学的基础知识，并把化学原理和方法渗入其中，层层递进，构筑一个内容完整、结构明晰的材料化学体系。具体内容包括绪论、材料中的化学、材料的结构、材料的性能、材料的制备、电子与微电子材料、光子材料、生物医用材料、高性能复合材料、纳米材料、能源材料、环境材料。《材料化学》（第3版）可供高等院校材料类、化学化工相关专业师生教学使用，也可供相关专业从业人员参考。

第1章绪论

1.1材料与化学/1

1.2材料的分类/3

1.3材料化学的特点/4

1.4材料化学在各个领域的应用/5

1.4.1生物医药领域/5

1.4.2电子信息领域/6

1.4.3环境和能源领域/6

1.4.4结构材料领域/6

1.5材料化学的主要内容/6

参考文献/8

思考题/8

第2章材料中的化学

2.1元素和化学键/9

2.1.1元素及其性质/9

2.1.2原子间的键合/10

2.1.3原子间的相互作用与键能/12

2.2晶体学基本概念/14

2.2.1晶体和非晶体/15

2.2.2晶格、晶胞和晶格参数/16

2.2.3晶向指数和晶面指数/16

2.2.4晶面间距/18

2.2.5晶系/18

2.3晶体缺陷/19

2.3.1点缺陷/20

2.3.2线缺陷和位错/23

2.3.3面缺陷/26

2.3.4体缺陷/28

2.4化学热力学基础及应用/28

2.4.1化学热力学回顾/28

2.4.2化学热力学在材料研究中的应用/30

2.5材料界面热力学/35

2.5.1表面张力和表面能/35

2.5.2润湿和接触角/38

2.5.3弯曲表面热力学/42

2.5.4固体表面的吸附/44

2.6电化学基础/46

2.6.1原电池基本概念/46

2.6.2原电池的热力学——能斯特方程/47

2.6.3电极电势/48

2.6.4电解/49

2.7相图及其应用/52

2.7.1相平衡与相律/53

2.7.2相图/53

参考文献/64

思考题/65

第3章材料的结构

3.1金属材料的结构/67

3.1.1金属晶体/67

3.1.2多晶结构/70

3.1.3固溶体/70

3.2无机非金属材料的结构/73

3.2.1离子晶体/74

3.2.2硅酸盐结构/82

3.2.3共价晶体/87

3.3高分子材料的结构/87

3.3.1高分子链结构单元的化学组成/88

3.3.2高分子链结构单元的键接方式/89

3.3.3高分子链的几何形态/89

3.3.4高分子链的构型/90

3.3.5高分子链的柔顺性/91

3.3.6聚合物的晶态结构/92

参考文献/93

思考题/94

第4章材料的性能

4.1化学性能/95

4.1.1耐氧化性/95

4.1.2耐酸碱性/96

4.1.3耐有机溶剂性/97

4.1.4耐老化性/97

4.2力学性能/98

4.2.1材料的强度/99

4.2.2材料的硬度/101

4.2.3疲劳性能/101

4.3热性能/102

4.3.1比热容/102

4.3.2热膨胀/102

4.3.3热传导/104

4.4电性能/105

4.4.1导电性能/105

4.4.2介电性能/107

4.4.3铁电性与压电性/108

4.5磁性/109

4.5.1磁性的基本概念/109

4.5.2磁性的种类/109

4.5.3磁畴和磁化曲线/110

4.6光学性能/111

4.6.1光的吸收和透过/111

4.6.2光的反射和折射/113

4.6.3材料的颜色/113

参考文献/114

思考题/114

第5章材料的制备

5.1金属材料的制备/116

5.1.1冶金工艺/116

5.1.2金属材料热处理/118

5.1.3非晶金属材料的制备/119

5.2陶瓷工艺/120

5.2.1原材料/121

5.2.2陶瓷粉体的制备/123

5.2.3陶瓷的烧结/124

5.3高分子材料制备/125

5.3.1自由基型聚合反应/126

5.3.2离子型聚合反应/127

5.3.3缩合聚合/129

5.3.4聚合实施方法/131

5.4晶体生长技术/133

5.4.1熔体生长法/133

5.4.2溶液生长法/136

5.5气相沉积法/137

5.5.1物理气相沉积法/137

5.5.2化学气相沉积法/140

5.6溶胶凝胶法/147

5.6.1溶胶凝胶法的基本原理/147

5.6.2溶胶凝胶法的应用/149

5.6.3溶胶凝胶法的优点和弱点/150

5.7液相沉淀法/150

5.7.1直接沉淀法/150

5.7.2共沉淀法/151

5.7.3均匀沉淀法/151

5.8固相反应/151

5.8.1固相反应分类/152

5.8.2固相反应的特点/152

5.8.3固相反应的过程和机理/152

5.8.4影响固相反应的因素/153

5.8.5固相反应实例/154

5.9插层法和反插层法/155

5.10自蔓延高温合成法/156

5.10.1自蔓延高温合成法机理/157

5.10.2自蔓延高温合成法的化学反应类型/158

5.10.3自蔓延高温合成技术类型/159

5.11自组装技术/161

5.11.1自组装的种类/161

5.11.2自组装膜/162

5.11.3自组装胶体晶体/162

参考文献/164

思考题/164

第6章电子与微电子材料

6.1导电材料/166

6.1.1金属导电材料/167

6.1.2快离子导体/167

6.1.3聚合物导电材料/170

6.1.4电阻材料/172

6.2介电材料/174

6.2.1材料的介电性及介电材料/174

6.2.2压电材料/175

6.2.3热释电材料/176

6.2.4铁电材料/177

6.3半导体材料/178

6.3.1半导体材料概述/178

6.3.2半导体分类及特点/178

6.3.3单质硅半导体材料/180

6.3.4重要的化合物半导体/182

6.3.5半导体材料的应用/184

6.4微电子材料/185

6.4.1IC衬底材料/185

6.4.2栅结构材料/186

6.4.3存储电容材料/186

6.4.4局域互联材料/187

6.4.5光刻胶/187

6.4.6电子封装材料/190

参考文献/194

思考题/194

第7章光子材料

7.1概述/195

7.2光纤材料/195

7.2.1光纤的基本构造/196

7.2.2光纤材料的分类/196

7.2.3石英光纤制作/198

7.3光子晶体/199

7.3.1光子晶体概念与特性/199

7.3.2光子晶体材料与制作/200

7.3.3光子晶体应用/201

7.4液晶材料/202

7.4.1液晶分类/203

7.4.2液晶的分子结构特征/204

7.4.3液晶材料应用/205

7.5光学透明导电材料/207

7.5.1金属透明导电薄膜/207

7.5.2金属氧化透明导电膜/207

7.5.3石墨烯/209

7.5.4透明导电膜应用/209

7.6非线性光学材料/209

7.6.1无机非线性光学材料/210

7.6.2有机非线性光学材料/210

7.6.3其他非线性光学材料/211

7.7发光材料/212

7.7.1发光过程与发光材料/212

7.7.2光致发光/213

7.7.3阴极射线发光材料/218

7.7.4电致发光材料/218

7.8激光材料/222

7.8.1激光晶体的发光原理/222

7.8.2固体激光器材料/223

7.8.3气体激光器材料/224

7.8.4染料激光/224

7.8.5半导体激光/225

参考文献/225

思考题/226

第8章生物医用材料

8.1生物医用材料概述/227

8.1.1生物医用材料的内涵/227

8.1.2生物医用材料的分类/227

8.1.3生物医用材料的基本要求/228

8.2生物医用材料表面改性/229

8.2.1材料表面形貌控制/229

8.2.2生物医用材料的表面修饰/230

8.2.3等离子体表面处理/231

8.2.4离子注入表面改性/231

8.2.5自组装单分子层/231

8.3生物医用金属材料/232

8.3.1生物医用金属材料的性能要求/232

8.3.2常用生物医用金属材料/232

8.4生物陶瓷/235

8.4.1生物陶瓷的种类和特点/236

8.4.2生物陶瓷的制备/238

8.5生物医用高分子材料/241

8.5.1生物医用高分子材料的种类/241

8.5.2生物医用高分子材料的要求/242

8.5.3生物可降解高分子材料及其应用/243

8.5.4医药高分子/246

8.6纳米生物材料/251

8.6.1纳米生物材料的分类/252

8.6.2纳米载体/252

8.6.3纳米细胞分离技术/254

8.6.4染色纳米材料/255

8.6.5纳米抗菌药及创伤敷料/256

8.6.6组织工程中的纳米生物材料/256

参考文献/256

思考题/257

第9章高性能复合材料

9.1复合材料概述/258

9.2复合材料的命名与分类/259

9.3复合材料的基体材料/260

9.3.1金属基体材料/260

9.3.2无机非金属材料（陶瓷）/261

9.3.3聚合物基体材料/262

9.4复合材料的增强相/264

9.4.1纤维增强体/265

9.4.2晶须增强体/269

9.4.3颗粒增强体/270

9.5复合材料主要性能与制造/271

9.5.1聚合物基复合材料/271

9.5.2金属基复合材料/273

9.5.3陶瓷基复合材料/276

参考文献/277

思考题/278

第10 章纳米材料

10.1纳米材料的种类/280

10.1.1零维纳米材料/281

10.1.2一维纳米材料/282

10.1.3二维纳米材料/283

10.1.4纳米固体材料/285

10.1.5纳米复合材料/285

10.2纳米材料的特性/285

10.2.1纳米效应/286

10.2.2纳米材料的特殊性质/287

10.3纳米材料的制备/289

10.3.1物理方法/289

10.3.2化学方法/292

10.3.3纳米体的分散及稳定化/297

10.4纳米材料的应用/299

10.4.1结构材料领域/299

10.4.2光学特性材料领域/300

10.4.3生物医学领域/300

10.4.4磁性材料领域/300

10.4.5催化方面的应用/301

10.4.6涂料领域的应用/301

10.4.7其他精细化工中的应用/302

参考文献/302

思考题/303

第11章能源材料

11.1概述/304

11.1.1能源材料的种类/304

11.1.2能源材料的发展现状/304

11.2储氢材料/305

11.2.1储氢方式/306

11.2.2主要储氢材料/307

11.3二次电池材料/310

11.3.1二次电池工作原理简介/310

11.3.2锂离子电池的特点/310

11.3.3锂离子电池的组成和材料/311

11.4燃料电池材料/317

11.4.1燃料电池概述/317

11.4.2质子交换膜燃料电池材料/317

11.4.3熔融碳酸盐燃料电池材料/319

11.4.4固体氧化物燃料电池材料/320

11.4.5碱性燃料电池材料/321

11.4.6磷酸燃料电池材料/321

11.5太阳能电池/322

11.5.1太阳能电池材料概述/322

11.5.2硅基太阳能电池/323

11.5.3化合物太阳能电池/324

11.5.4新型太阳能电池/325

11.6核能材料/325

11.6.1概述/325

11.6.2裂变反应堆材料/326

11.6.3核聚变材料/329

参考文献/331

思考题/331

第12章环境材料

12.1绿色包装材料/333

12.1.1重复再用和再生的包装材料/333

12.1.2可降解包装材料/335

12.2绿色建筑材料/336

12.2.1建筑材料与环境/336

12.2.2生态水泥/336

12.2.3生态混凝土/338

12.2.4生态玻璃/339

12.3环境可降解材料/341

12.3.1光降解高分子材料/341

12.3.2生物降解高分子材料/343

12.4环境净化材料/349

12.4.1颗粒物过滤材料/349

12.4.2吸附分离材料/352

12.4.3膜分离材料/355

12.4.4环境净化光催化剂/362

参考文献/366

思考题/366