材料化學(第2版)（簡體書）

《材料化學（第2版）》是《材料化學》的第二版，介紹了材料化學方面的基礎知識，具體內容包括緒論、材料的結構、材料的性能、材料化學熱力學、材料的製備、電子與微電子材料、光子材料、生物醫用材料、高性能複合材料、納米材料。

本書可供大專院校材料科學與工程專業師生使用，也可供材料專業從業人員參考。

本書自2008年出版以來，已有5年時間。鑑於材料科學領域近年來發展迅速，以及本書使用過程中發現的一些問題，有必要對本書加以修訂。
本書第二版的基本架構與第一版相同，但在內容上作了適當調整。整體上仍然分為兩部分，第一部分（第2～5章）主要包含材料化學的基本內容，'涉及材料的結構、性能、製備和材料化學熱力學；第二部分（第6～10章）具體介紹各類高性能材料或功能材料。其中在第二部分的內容上調整較大。第一版的第二部分按四大類材料（金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料以及高性能複合材料）和納米材料進行逐章介紹，內容上較系統，但有些寬泛。在第二版中，我們主要是按材料的不同應用領域分章介紹，包括電子與微電子材料、光子材料、生物醫用材料這些當今應用廣泛和備受關注的新型材料，加上第一版原有的高性能複合材料和納米材料，共5章。此外，第二版中的第一部分的內容進行了相應的調整充實。例如在原版的第6～8章中包含有金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的結構和製備的相關內容，而在第二版中都融合到第一部分相應章節中；考慮到材料界面和表面特性在材料研究和應用中的重要性，在第4章“材料化學熱力學”中增加了“材料界面熱力學”；在第5章“材料的製備”中增加了“自組裝技術”。這樣，第二版的前5章在內容上更系統，基本上可以自成一體。對於少課時（36課時及以下）的材料化學課程來說，可以把前5章作為授課主體內容，後5章作為擴展閱讀材料。對於較多課時的課程來說，可以根據專業特點、授課對象的水平層次以及課時數等實際情況，對後5章的內容有選擇性地進行介紹。
本書第二版的第1～5章以及第8章、第10章由曾兆華編寫，第6章、第7章和第9章由楊建文編寫。希望本書對材料化學的教學及材料領域相關工作有所幫助，也懇請教師和讀者對本書出現的不足和錯誤給予指正。特別是對於一直使用本書第一版作為授課教材的各校教師，如果對改版後本書在內容和結構上的改變有不同看法，希望大家給予意見及建議。正是大家對本書（第一版）的認可和採用，並給予了不少寶貴建議，使我們有動力投入時間和精力對本書進行了較系統和細緻的修訂。

第1章 緒論
1.1材料與化學
1.2材料的分類
1.3材料化學的特點
1.4材料化學在各個領域的應用
1.4.1生物醫藥領域
1.4.2電子信息領域
1.4.3環境和能源領域
1.4.4結構材料領域
1.5材料化學的主要內容
參考文獻
思考題
第2章 材料的結構
2.1元素和化學鍵
2.1.1元素及其性質
2.1.2原子間的鍵合
2.1.3原子間的相互作用與鍵能
2.2晶體學基本概念
2.2.1晶體和非晶體
2.2.2晶格、晶胞和晶格參數
2.2.3晶向指數和晶面指數
2.2.4晶面間距
2.2.5晶系
2.3晶體缺陷
2.3.1點缺陷
2.3.2線缺陷和位錯
2.3.3面缺陷
2.3.4體缺陷
2.4金屬材料的結構
2.4.1金屬晶體
2.4.2多晶結構
2.4.3固溶體
2.5無機非金屬材料的結構
2.5.1離子晶體
2.5.2矽酸鹽結構
2.5.3共價晶體
2.6高分子材料的結構
2.6.1高分子鏈結構單元的化學組成
2.6.2高分子鏈結構單元的鍵接方式
2.6.3高分子鏈的幾何形態
2.6.4高分子鏈的構型
2.6.5高分子鏈的柔順性
2.6.6聚合物的晶態結構
參考文獻
思考題
第3章 材料的性能
3.1化學性能
3.1.1耐氧化性
3.1.2耐酸鹼性
3.1.3耐有機溶劑性
3.1.4耐老化性
3.2力學性能
3.2.1材料的強度
3.2.2材料的硬度
3.2.3疲勞性能
3.3熱性能
3.3.1熱容
3.3.2熱膨脹
3.3.3熱傳導
3.4電性能
3.4.1導電性能
3.4.2介電性能
3.4.3鐵電性與壓電性
3.5磁性
3.5.1磁性基本概念
3.5.2磁性的種類
3.5.3磁疇和磁化曲線
3.6光學性能
3.6.1光的基本性質
3.6.2光與物質相互作用的基本原理
3.6.3材料的光學性能
參考文獻
思考題
第4章 材料化學熱力學
4.1化學熱力學基礎及應用
4.1.1化學熱力學回顧
4.1.2化學熱力學在材料研究中的應用
4.2材料界面熱力學
4.2.1表面張力和表面能
4.2.2潤濕和接觸角
4.2.3彎曲表面熱力學
4.2.4固體表面的吸附
4.3相圖及其應用
4.3.1相平衡與相律
4.3.2相圖
參考文獻
思考題
第5章 材料的製備
5.1金屬材料的製備
5.1.1冶金工藝
5.1.2金屬材料熱處理
5.1.3非晶金屬材料的製備
5.2陶瓷工藝
5.2.1原材料
5.2.2陶瓷粉體的製備
5.2.3陶瓷的燒結
5.3高分子材料製備
5.3.1自由基聚合反應
5.3.2離子型聚合反應
5.3.3縮合聚合
5.3.4聚合實施方法
5.4晶體生長技術
5.4.1熔體生長法
5.4.2溶液生長法
5.5氣相沉積法
5.5.1物理氣相沉積法
5.5.2化學氣相沉積法
5.6溶膠?凝膠法
5.6.1溶膠?凝膠法的基本原理
5.6.2溶膠?凝膠法的應用
5.6.3溶膠?凝膠法的優點和弱點
5.7液相沉澱法
5.7.1直接沉澱法
5.7.2共沉澱法
5.7.3均勻沉澱法
5.8固相反應
5.8.1固相反應分類
5.8.2固相反應的特點
5.8.3固相反應的過程和機理
5.8.4影響固相反應的因素
5.8.5固相反應實例
5.9插層法和反插層法
5.10自蔓延高溫合成法
5.10.1自蔓延高溫合成法機理
5.10.2自蔓延高溫合成法的化學反應類型
5.10.3自蔓延高溫合成技術類型
5.11自組裝技術
5.11.1自組裝的種類
5.11.2自組裝膜
5.11.3自組裝膠體晶體
參考文獻
思考題
第6章 電子與微電子材料
6.1導電材料
6.1.1金屬導電材料
6.1.2快離子導體
6.1.3聚合物導電材料
6.1.4電阻材料
6.2介電材料
6.2.1材料的介電性特徵
6.2.2壓電材料
6.2.3熱釋電材料
6.2.4鐵電材料
6.3半導體材料
6.3.1半導體材料概述
6.3.2半導體分類及特點
6.3.3PN結
6.3.4單質矽半導體材料
6.3.5重要的化合物半導體
6.3.6半導體材料的應用
6.4微電子材料與芯片
6.4.1微電子芯片發展概況
6.4.2IC製造一般構造與技術過程
6.4.3微電子主要材料
參考文獻
思考題
第7章 光子材料
7.1概述
7.2光纖
7.2.1光纖的基本構造
7.2.2光纖分類
7.2.3光纖傳輸特性
7.2.4石英光纖製作
7.2.5摻鉺光纖放大器
7.3光子晶體
7.3.1光子晶體概念與特性
7.3.2光子晶體材料與製作
7.3.3光子晶體應用
7.4液晶材料
7.4.1液晶分類
7.4.2液晶材料特性
7.4.3液晶材料應用
7.5光學透明導電材料
7.5.1金屬透明導電薄膜
7.5.2金屬氧化透明導電膜
7.5.3石墨烯
7.5.4透明導電膜應用
7.6非線性光學材料
7.6.1無機非線性光學材料
7.6.2有機非線性光學材料
7.6.3聚合物非線性光學材料
7.6.4其他非線性光學材料
7.7發光材料
7.7.1發光材料光度學指標
7.7.2材料發光原理和特徵
7.7.3光致發光
7.7.4陰極射線發光材料
7.7.5電致發光材料
7.8激光材料
7.8.1激光晶體的發光原理
7.8.2激光材料分類
7.8.3固體激光器材料
7.8.4氣體激光器材料
7.8.5染料激光
7.8.6半導體激光
7.9光伏材料
參考文獻
思考題
第8章 生物醫用材料
8.1生物醫用材料概述
8.1.1生物醫用材料的內涵
8.1.2生物醫用材料的分類
8.1.3生物醫用材料的基本要求
8.2生物醫用材料表面改性
8.2.1材料表面形貌控制
8.2.2生物醫用材料的表面修飾
8.2.3等離子體表面處理
8.2.4離子注入表面改性
8.2.5自組裝單分子層
8.3生物醫用金屬材料
8.3.1生物醫用金屬材料的性能要求
8.3.2常用生物醫用金屬材料
8.4生物陶瓷
8.4.1生物陶瓷的種類特點
8.4.2生物陶瓷的製備
8.5生物醫用高分子材料
8.5.1生物醫用高分子材料的種類
8.5.2生物醫用高分子材料的要求
8.5.3生物可降解高分子材料及其應用
8.5.4醫藥高分子
8.6納米生物材料
8.6.1納米生物材料的分類
8.6.2納米載體
8.6.3納米細胞分離技術
8.6.4染色納米材料
8.6.5納米抗菌藥及創傷敷料
8.6.6組織工程中的納米生物材料
參考文獻
思考題
第9章 高性能複合材料
9.1複合材料概述
9.2複合材料的命名與分類
9.3複合材料的基體材料
9.3.1金屬基體材料
9.3.2無機非金屬材料（陶瓷）
9.3.3聚合物基體材料
9.4複合材料的增強相
9.4.1纖維增強體
9.4.2晶須增強體
9.4.3顆粒增強體
9.5複合材料主要性能與製造
9.5.1聚合物基複合材料
9.5.2金屬基複合材料
9.5.3陶瓷基複合材料
參考文獻
思考題
第10章 納米材料
10.1納米材料的種類
10.1.1零維納米材料
10.1.2一維納米材料
10.1.3二維納米材料
10.1.4納米固體材料
10.1.5納米複合材料
10.2納米材料的特性
10.2.1納米效應
10.2.2納米材料的特殊性質
10.3納米材料的製備
10.3.1物理方法
10.3.2化學方法
10.3.3納米體的分散及穩定化
10.4納米材料的應用
10.4.1結構材料領域
10.4.2光學特性材料領域
10.4.3生物醫學領域
10.4.4磁性材料領域
10.4.5催化方面的應用
10.4.6塗料領域的應用
10.4.7其他精細化工中的應用
參考文獻
思考題