无机固体材料化学1

无机固体材料化学

北京师范大学化学系 赵新华

参考书：无机材料化学(上册) 曾人杰，厦门大学出版社， 2001年 第0章 绪论 第一章 固体 1 流动性和固体性 2 晶体的主要特征 3 非晶态的特征 4 纳米材料浅谈 第二章晶型转变及其控制方法 1 可逆与不可逆晶型转变 2 重构式与位移式晶型转变 3 晶型转变的控制

第三章多元凝聚系统相图及其应用 1 凝聚态二元系统相图 2 二元系统相图在材料制备中的应用 3 三元系统相图简介及其应用 第四章缺陷化学 1 点缺陷及其表示方法 2 色心及点缺陷的研究方法 第五章固溶体和非化学计量化合物 1 固溶体及影响固溶度的因素 2 固溶体类型及置换式固溶体的生成机制 3 非化学计量化合物

第0章 绪论 §0-1 无机材料化学(The chemistry of Inorganic Materials)的含义, Ceramics, Physical Metallurgy, Solid State Chemistry. 应用理科性质 无机材料化学是固体化学等理论学科在 无机(非金属)材料领域里的应用。

§0- 2无机固体材料化学的研究范围 (1)无机材料的制备原理：粉末，单晶， 薄末和陶瓷的制备。 多元系统(凝聚态)相图 相变理论

(2)无机材料的成键本质和结构： 化学键理论(能带理论) 晶体结构，结晶化学理论；纳米尺度以 下。 晶态固体亚微观结构：晶粒尺寸分布与 形状，晶粒间界，缺陷；纳米(纳米陶 瓷)~微米(精细陶瓷)尺度 纳米尺度结构：纳米材料的纳米效应。 非晶态结构，表面结构，晶体组成与结 构缺陷。

(3)表征 衍射技术：电子，x光，中子； 显微技术：光学，电子(透射，扫描), 原子力显微技术； 热分析技术：热重，差热，量热，热机 械； 微区分析，表面分析：能谱分析 近代物理分析技术

(4)物理性质与反应性能 无机材料的力，声，光，热，电，磁等 性质。 构效关系 固相反应性，多相催化，化学组装。 (5)无机材料的设计 组成-结构-性能 逆向思维； 复合材料。

第一章 固体 § 1-1 流动性和固体性 分子或原子不停地，自由地作长距离运 动即流动性。气体和液体具有流动性。 气体：无确定的体积和形状 液体：有一定的体积但无确定的形状 固体：分子或原子处于完全确定的平衡 位置作热振动。具有确定的形状和稳定 的结构即固体性。

途径(1)以足够低的冷却速率降温，准平 衡态 途径(2)以足够快的冷却速率降温，非平 衡态

§ 1- 2 晶体的宏观特征 (1)自范性： F(晶面数)+V(顶点数) = E (晶棱数) +2

晶面夹

角(或交角)守恒定律

(2)晶体的均匀性，来源于晶体中原子 排布的周期性规则，宏观观察中分辨不 出微观的不连续性。 (3)物理性质的异向性 (4)稳定性，晶体有固定的熔点。 (5)对称性

§ 1- 3 晶体的微观特征 (1)晶体的点阵结构 晶体结构=点阵+结构基元 一维点阵，结构基元：(-CH2)2

二维点阵,结构基元：[B(OH)3]2点阵参数 a, b,

NaCl结构类型的晶胞

点阵参数： a, b, c, , ,

晶体的微观特征为：短程有序，长程也 有序，具有点阵结构。