無機(jī)材料物理化學(xué)

1、無機(jī)材料物理化學(xué)目錄 結(jié)晶狀態(tài)晶體缺陷熔體和玻璃體表面和界面膠體擴(kuò)散過程多相反應(yīng)過程燒結(jié)第一章 結(jié)晶狀態(tài) 電子構(gòu)型與原子鍵合 分子軌道與能帶 晶體化學(xué)基本原理 二元化合物的構(gòu)型 多元化合物的構(gòu)型 硅酸鹽結(jié)構(gòu) 1-1 電子構(gòu)型與原子鍵合 一、薛定鍔方程，波粒二相性 二、電子構(gòu)型對(duì)材料性質(zhì)的影響 1. 外層電子構(gòu)型與化學(xué)性質(zhì) 2. 光學(xué)性質(zhì)（1）折射率（2）顏色（3）光譜性質(zhì) 3. 影響鍵的類型1-2 分子軌道和能帶 一、能帶理論 理論的說明以及對(duì)導(dǎo)電作用的原理 二、分子軌道的概念 采用單電子近似方法，假定分子中的每個(gè)電子孤立地運(yùn)動(dòng)在各個(gè)原子核和其余電子組成的平均勢(shì)場(chǎng)中，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用單電

2、子波函數(shù)描述，這種函數(shù)是電子坐標(biāo)函數(shù)，分之中的單電子波函數(shù)稱為分子軌道。1-3 晶體化學(xué)基本原理 一、原子半徑和離子半徑 二、球體緊密堆積原理 1. 等徑球體 1）面心立方晶格2）密排六方晶格3）體心立方晶格 2. 不等徑球體1-4 二元化合物 一、概述 二、AB型離子化合物 共有三種結(jié)構(gòu)：CSCl型、NaCl型、ZnS型 三、AB2型離子化合物 共有兩種結(jié)構(gòu)：CaF2型、TiO2型 四、A2 B3型離子化合物 共有四種結(jié)構(gòu)：立方C型、B型、剛玉型、三方A型1-5 多元化合物 一、概述 二、絡(luò)合離子及其結(jié)構(gòu) 三、CaCO3結(jié)構(gòu)和雙折射 四、BaTiO3結(jié)構(gòu)與鐵電性能1-6 硅酸鹽結(jié)構(gòu) 一、特點(diǎn)

3、和分類 二、鮑林五規(guī)則 三、硅酸鹽結(jié)構(gòu) 四、晶體場(chǎng)理論第二章 晶體缺陷 點(diǎn)缺陷 固溶體 非化學(xué)計(jì)量化合物 線缺陷 面缺陷2-1 點(diǎn)缺陷 一、點(diǎn)缺陷的類型 1.按照偏離位置和成分劃分：間隙缺陷；空位缺陷；雜質(zhì)缺陷 2.按照產(chǎn)生缺陷的原因劃分：熱缺陷；雜質(zhì)缺陷；非化學(xué)計(jì)量缺陷 二、缺陷化學(xué)反應(yīng)表示法 1.缺陷化學(xué)概念 2-2 固溶體 一、固溶體分類 1.按照溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置劃分：置換型和間隙型 2.按照溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的溶解度劃分：連續(xù)型和有限型 二、置換型固溶體 三、間隙型固溶體 四、固溶體的作用 2-3 非化學(xué)計(jì)量化合物 一、產(chǎn)生原因 二、與母體化合物的區(qū)別2-4 線缺陷 一、分

4、類： 刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò) 二、兩種位錯(cuò)的判斷和符號(hào)2-5 面缺陷 一、晶體的面缺陷定義 二、面缺陷的分類第三章 熔體和玻璃體 聚合物理論 熔體的性質(zhì) 玻璃的通性 玻璃的形成 玻璃的結(jié)構(gòu)3-1 聚合物理論 一、聚合物的形成 三個(gè)階段：初期-石英顆粒的分化； 中期-縮聚，變形 后期-聚合、解聚平衡 二、聚合物結(jié)構(gòu)模型3-2 熔體的性質(zhì) 一、粘度 2.流體流動(dòng)時(shí)，粘滯阻力產(chǎn)生的幾種理論 （1）絕對(duì)速度理論（2）自由體積理論 （3）過剩熵理論 3.影響粘度的因素 二、熔體的表面張力-表面能 影響熔體的表面能的因素3-3 玻璃的通性 一、各向同性 內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)無序排列而呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)均質(zhì)結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn) 二、介穩(wěn)性

5、 較長時(shí)間在低溫下保留了高溫時(shí)的結(jié)構(gòu)而不變化。含有過剩的內(nèi)能，有析晶可能。3-4 玻璃的形成 一、玻璃態(tài)物質(zhì)形成方法簡(jiǎn)介 傳統(tǒng)冷卻法；非熔融法 二、玻璃形成的熱力學(xué)觀點(diǎn) 結(jié)晶化；玻璃化；分相 三、玻璃形成的動(dòng)力學(xué)手段 Tamman的速率決定結(jié)晶理論； Uhlmann利用 3T圖 四、玻璃形成的結(jié)晶化學(xué)條件 鍵型；鍵強(qiáng)；電負(fù)性差值；SP雜化軌道的形成3-5 玻璃的結(jié)構(gòu) 關(guān)于玻璃的結(jié)構(gòu)，目前尚無定論，只有假說?；炯僬f有兩種： 一、微晶子假說 二、無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)假說第四章 表面和界面 固體的表面 界面行為 晶界4-1 固體的表面 一、表面積和比表面積 分散度的概念 二、固體表面的特征 三、晶體表面的結(jié)

6、構(gòu) 1.離子晶體的表面；晶體表面的幾何結(jié)構(gòu) 四、固體的表面能4-2 界面行為 一、彎曲表面效應(yīng) 1.附加壓力與表面張力的關(guān)系； 2.彎曲表面的蒸汽壓； 二、潤濕與粘附 1.潤濕的熱力學(xué)定義； 三、吸附與表面改性 4-3 晶界定義：凡結(jié)構(gòu)相同而取向不同的晶體相互接觸，其接觸界面稱為晶界 一、晶界結(jié)構(gòu)與分類 二、多晶體的組織 三、晶界應(yīng)力 四、晶界電荷第五章 膠體 膠體簡(jiǎn)介 粘土的荷電性 粘土膠體的動(dòng)電性質(zhì) 粘土的離子吸附與交換 粘土-水系統(tǒng)的膠體性質(zhì)5-1 膠體簡(jiǎn)介 一、分散體系 一種物質(zhì)以或大或小的粒子分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的體系。 二、膠核、膠體粒子和膠團(tuán) 膠核：膠體溶液中，作為分散相的微

7、小物質(zhì)粒子是構(gòu)成膠體的核心 膠體粒子：滑動(dòng)面所包圍的帶電體 膠團(tuán)：整個(gè)擴(kuò)散層及其所包圍的膠體粒子5-2 粘土的荷電性粘土電荷分為： 1. 負(fù)電荷 2. 可變電荷5-3 粘土膠體的動(dòng)電性質(zhì) 一、粘土與水的作用 1.粘土周圍水的分類：吸附水膜；擴(kuò)散水膜；自由水 二、動(dòng)電電位及其影響因素 5-4 粘土的離子吸附與交換 一、交換具有的特點(diǎn) 1.同號(hào)離子相互交換； 二、影響離子吸附與交換能力的因素 1.當(dāng)環(huán)境條件相同時(shí)，離子價(jià)數(shù)越高，則與粘土吸引力越強(qiáng) 5-5 粘土-水系統(tǒng)的膠體性質(zhì) 一、流變學(xué)基礎(chǔ) 二、泥漿流動(dòng)性和穩(wěn)定性 三、泥漿的觸變性 四、粘土的可塑性第六章 相平衡一元系統(tǒng)相圖二元系統(tǒng)相圖三元系統(tǒng)

8、相圖 6-1 一元系統(tǒng)相圖 一、相圖中的點(diǎn)、線、區(qū)域 二、SiO2系統(tǒng)相圖2晶型轉(zhuǎn)變分類；2. SiO2 三、C2S系統(tǒng)相圖 四、ZrO2系統(tǒng)相圖6-2 二元系統(tǒng)相圖 一、組成表示法、杠桿規(guī)則和相率 二、二元相圖的基本類型 三、二元相圖的應(yīng)用實(shí)例 四、相圖的實(shí)驗(yàn)研究方法6-3 三元系統(tǒng)相圖第七章 擴(kuò)散過程 晶體中擴(kuò)散的基本特點(diǎn)與宏觀動(dòng)力學(xué)方程 擴(kuò)散的微觀規(guī)律 影響擴(kuò)散的因素 擴(kuò)散的類型7-1晶體中擴(kuò)散的基本特點(diǎn)與宏觀動(dòng)力學(xué)方程 一、基本特點(diǎn) 1.擴(kuò)散的定義； 2.氣體、液體、固體傳質(zhì)的相異點(diǎn) 二、宏觀動(dòng)力學(xué)方程 1. Fick第一定律； 2. Fick第二定律 三、擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程的應(yīng)用舉例 7

9、-2擴(kuò)散的微觀規(guī)律 一、擴(kuò)散的推動(dòng)力 二、擴(kuò)散和布朗運(yùn)動(dòng) 三、擴(kuò)散機(jī)制 四、三維空間的無序-走動(dòng)擴(kuò)散 五、晶格原子的擴(kuò)散 六、在濃度梯度下的擴(kuò)散-克肯達(dá)爾效應(yīng)7-3影響擴(kuò)散的因素 一、化學(xué)鍵 二、缺陷的影響 三、溫度、雜質(zhì)的影響 四、擴(kuò)散物質(zhì)性質(zhì)和擴(kuò)散介質(zhì)的結(jié)構(gòu)7-4擴(kuò)散的類型 一、缺陷擴(kuò)散 二、區(qū)域擴(kuò)散 三、其它擴(kuò)散 第八章 多相反應(yīng)過程 固相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)方程 固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程 影響固相反應(yīng)的因素8-1固相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)特征 一、固相反應(yīng)定義 二、固相反應(yīng)的特點(diǎn) 三、多相反應(yīng) 四、固相反應(yīng)分類 五、固相反應(yīng)熱力學(xué)基礎(chǔ)8-2 固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程 一、固相反應(yīng)一般動(dòng)力學(xué)方程 二、化學(xué)反應(yīng)方程 1.均相反應(yīng)； 三、擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程 1.楊德爾方程； 2.金斯特林格方程；8-3影響固相反應(yīng)的因素 一、反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)影響 二、顆粒度的影響 三、反應(yīng)溫度、壓力、氣氛的影響 四、礦化劑的影響第九章 燒結(jié) 概述 燒結(jié)機(jī)理 燒結(jié)與陶瓷顯微結(jié)構(gòu)的形成 影響燒結(jié)的因素9-1 概述 一、燒結(jié)示意圖 二、燒結(jié)的定義 三、燒結(jié)的特征 1.燒結(jié)溫度與熔點(diǎn)關(guān)系；2.固相反應(yīng)與燒結(jié)的區(qū)別； 四、燒結(jié)的推動(dòng)力 五、燒結(jié)模型9-2 燒結(jié)機(jī)理 一、燒結(jié)傳質(zhì)機(jī)理