功能材料的缺陷化學(xué)

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校教材·功難材料的缺陷化學(xué)》共5章。主要介紹了：缺陷化學(xué)的理論基礎(chǔ)；一些重要氧化物的缺陷化學(xué)知識(shí)；功能材料的缺陷化學(xué)；固相反應(yīng)理論；功能材料燒結(jié)過(guò)程。《高等學(xué)校教材·功難材料的缺陷化學(xué)》由蒲永平編著。

書(shū)籍目錄

1 材料缺陷化學(xué)1.1　缺陷化學(xué)基礎(chǔ)1.1.1 晶體缺陷的主要類(lèi)型1.1.2 缺陷化學(xué)符號(hào)1.1.3 點(diǎn)缺陷和電子缺陷1.1.4 缺陷化學(xué)反應(yīng)方程式1.2 材料缺陷化學(xué)的研究方法1.2.1 色心及點(diǎn)缺陷的研究方法1.2.2 具有空位的固體M的缺陷反應(yīng)及其平衡常數(shù)1.2.3 非化學(xué)計(jì)量化合物及其摻雜時(shí)的缺陷化學(xué)研究1.3 熱缺陷的平衡和濃度1.3.1 熱缺陷的濃度計(jì)算1.3.2 點(diǎn)缺陷的化學(xué)平衡1.3.3 影響熱缺陷濃度的因素1.4 固溶體和非化學(xué)計(jì)量化合物1.4.1 固溶體的定義1.4.2 固溶體的分類(lèi)1.4.3 固溶反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)原則1.5 影響置換型固溶體固溶度的因素1.5.1 離子尺寸1.5.2 離子價(jià)1.5.3 場(chǎng)強(qiáng)1.5.4 電負(fù)性1.5.5 晶體結(jié)構(gòu)1.6 填隙型固溶體和置換型固溶體1.6.1 填隙型固溶體1.6.2 置換型固溶體1.7 非化學(xué)計(jì)量化合物1.7.1 晶體的點(diǎn)缺陷和化學(xué)計(jì)量的關(guān)系1.7.2 處理非化學(xué)計(jì)量化合物的兩種途徑1.7.3 非化學(xué)計(jì)量化合物的形成條件和機(jī)理1.7.4 固體中低濃度點(diǎn)缺陷的控制1.8 固溶體的性質(zhì)1.9 固溶體和非化學(xué)計(jì)量化合物的研究方法1.9.1　微質(zhì)量法1.9.2　化學(xué)分析法1.9.3　差熱分析法1.9.4　X射線(xiàn)粉末衍射法1.9.5 密度法1.9.6　氧流量計(jì)1.9.7 電子順磁共振（EPR）2　氧化物的缺陷化學(xué)2.1 與缺陷相關(guān)的氧化物物理性質(zhì)2.1.1 非化學(xué)式量2.1.2 雜質(zhì)缺陷2.2　M9O材料的缺陷化學(xué)2.3 NiO材料的缺陷化學(xué)2.4　TiO2材料的缺陷化學(xué)2.5　ZrO2材料的缺陷化學(xué)2.6　ZnO材料的缺陷化學(xué)3　功能材料的缺陷化學(xué)3.1 鐵電體的缺陷化學(xué)簡(jiǎn)介3.1.1　鐵電體的基本理論3.1.2 BaTiO3鐵電體的基本性質(zhì)3.1.3 鐵電陶瓷的雜質(zhì)和缺陷3.2　BaTiO3材料的缺陷化學(xué)研究3.3 SrTiO3材料的缺陷化學(xué)研究3.4 BaTiO3和SrTiO3半導(dǎo)瓷的結(jié)構(gòu)與特性3.4.1 鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)氧化物的離子半徑與結(jié)合能3.4.2 還原再氧化過(guò)程中氧的擴(kuò)散過(guò)程3.4.3　CaTiO3，SrTiO3和BaTiO3的半導(dǎo)化過(guò)程3.4.4　鈦酸鍶半導(dǎo)瓷的再氧化3.4.5 再氧化過(guò)程的擴(kuò)散系數(shù)3.5　BaTiO3多晶陶瓷表面態(tài)研究3.6 鈦酸鋇陶瓷晶界結(jié)構(gòu)研究3.7　BaTiO3半導(dǎo)瓷PTC現(xiàn)象的機(jī)理3.8　稀土離子摻雜BaTiO3的缺陷化學(xué)4　固相反應(yīng)4.1 固相反應(yīng)概論4.2 離子晶體的固相反應(yīng)4.3 有氣相或液相參與的固相反應(yīng)4.4 固相反應(yīng)實(shí)例4.4.1 合成（BaxSr1-x）TiO3固相反應(yīng)4.4.2　合成BaTiO3固相反應(yīng)4.4.3　MgAl2O4的固相反應(yīng)4.4.4　其他的固相合成5　燒結(jié)5.1 概述5.2 固態(tài)燒結(jié)模型……參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1 材料缺陷化學(xué)　　在理想的晶體結(jié)構(gòu)中，所有的原子都處于規(guī)則的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的位置上，也就是平衡位置上。1926年Frenkel首先提出，在任一溫度下，實(shí)際晶體的原子排列都不會(huì)是完整的點(diǎn)陣，即晶體中一些區(qū)域的原予的正規(guī)排列遭到破壞而失去正常的相鄰關(guān)系。把實(shí)際晶體中偏離理想完整點(diǎn)陣的部位或結(jié)構(gòu)稱(chēng)為晶體缺陷。晶體缺陷的存在與否，缺陷類(lèi)型、數(shù)量及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)晶體材料的許多性質(zhì)（力學(xué)、物理及化學(xué)性質(zhì)等）會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。特別是晶體材料的電、磁、聲、光、熱和力學(xué)等性能，都具有結(jié)構(gòu)敏感特性。晶體缺陷則是研究晶體結(jié)構(gòu)敏感特性和研究材料質(zhì)量的核心問(wèn)題。因此，在材料制備（特別是晶體生長(zhǎng)）和使用過(guò)程中如何控制缺陷的形成、類(lèi)型及變化均是極其重要的研究課題。從原則上講，固體材料在高溫時(shí)能正常燒結(jié)的基本條件是材料內(nèi)具有一定的缺陷結(jié)構(gòu)與缺陷濃度；而經(jīng)過(guò)燒結(jié)的固體材料所具有的各種性能都是由它們的特定結(jié)構(gòu)與顯微組織（包括缺陷結(jié)構(gòu)與缺陷濃度）所決定的。材料缺陷化學(xué)理論正是討論這些基本問(wèn)題的，它對(duì)于固體材料燒結(jié)工藝的控制及最終性能的控制具有重要的意義?！　?.1 缺陷化學(xué)基礎(chǔ)　　近幾十年來(lái)，在晶體缺陷的研究中已取得了許多杰出的成果，已經(jīng)建立起關(guān)于晶體缺陷的一整套理論，并成為材料科學(xué)基礎(chǔ)理論的重要組成部分。在這個(gè)領(lǐng)域中，特別值得提出的是20世紀(jì)30年代由J.Frenkel、W.Schottky與C.Wagner等首先把固體的缺陷和缺陷運(yùn)動(dòng)與固體物性及化學(xué)活性聯(lián)系起來(lái)研究；到20世紀(jì)50年代末與60年代初，克羅格一文克（KrOger-Vink）應(yīng)用質(zhì)量作用定律處理晶格缺陷間的關(guān)系，提出了一套缺陷化學(xué)符號(hào)。近20年來(lái)，這一理論在材料科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的成功應(yīng)用促使它進(jìn)一步地向前發(fā)展，加上固體科學(xué)及現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展以及后人的工作，從而將其逐漸發(fā)展成為一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域——缺陷化學(xué)。缺陷化學(xué)就是利用熱力學(xué)和晶體化學(xué)原理來(lái)研究固體材料中缺陷的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律及其對(duì)材料性能影響的科學(xué)，也是現(xiàn)代材料化學(xué)基礎(chǔ)理論的重要內(nèi)容之一?！　?.1.1 晶體缺陷的主要類(lèi)型　　晶體缺陷的種類(lèi)繁多，一般按其幾何線(xiàn)度分為點(diǎn)缺陷、線(xiàn)缺陷、面缺陷和體缺陷等；也可按缺陷的形成和結(jié)構(gòu)分類(lèi)。晶體中重要缺陷的分類(lèi)如圖1-1所示。　?。?）點(diǎn)缺陷　　指在晶體各方向的延伸都很小，屬于原子尺度的缺陷，又叫零維缺陷。這類(lèi)缺陷包括點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)位置上可能存在的空位和取代的外來(lái)雜質(zhì)原子、間隙原子；也包括固體化合物（AB）中部分原子互相錯(cuò)位，即A原子占據(jù)B原子的位置，B原子占據(jù)A原子的位置，或者說(shuō)在亞晶格點(diǎn)陣上存在有錯(cuò)位原子和變價(jià)的原子；還包括由空位、間隙原子和雜質(zhì)原子等基本點(diǎn)缺陷組成的尺寸很小的復(fù)合體，如雙空位、空位一溶質(zhì)組元復(fù)合體等。

編輯推薦

　　《高等學(xué)校教材·功難材料的缺陷化學(xué)》可作為材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)用書(shū)，并可作為專(zhuān)業(yè)人員的參考書(shū)。

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