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第一章 绪论1

第一节 材料的发展历史及在现代社会中的重要地位1

第二节 材料的分类及基本概况1

一、金属材料2

二、非金属材料2

三、高分子材料2

四、复合材料3

第三节 材料化学的任务4

第二章 化学热力学基础5

第一节 热力学函数的性质及其重要关系式5

一、热力学函数的定义5

二、热力学函数的性质8

三、热力学函数间的关系9

第二节 化学反应热效应与标准热力学函数11

一、化学反应热效应11

二、反应进度12

三、盖斯定律13

四、生成热与反应热14

五、反应热与温度的关系16

六、标准摩尔熵及熵变的计算18

七、标准摩尔吉布斯函数及其改变量的计算23

第三节 敞开体系的热力学关系式26

一、化学势26

二、偏摩尔量28

三、偏摩尔量的集合公式29

四、吉布斯-杜亥姆公式30

五、多相敞开体系的基本关系式30

六、气态物质的化学势表达式32

第四节 固体热力学理论简介35

一、状态参量35

二、状态方程及热力学势函数36

三、线性状态方程物性参数38

第三章 相图40

第一节 相律40

一、几个重要概念40

二、相律的推导及应用42

第二节 相变45

一、一级相变和二级相变46

二、“λ”型与混合型相变49

第三节 相图分析49

一、单组分体系相图49

二、二组分体系相图51

三、三组分体系相图62

第四章 溶液与固溶体66

第一节 拉乌尔定律和亨利定律66

一、拉乌尔定律66

二、亨利定律66

第二节 理想液体混合物和稀溶液68

一、理想液体混合物68

二、稀溶液70

三、稀溶液的依数性72

第三节 实际溶液77

一、实际溶液对理想液体混合物的偏差77

二、实际溶液中各组分的化学势及活度概念78

三、渗透系数80

四、超额函数81

第四节 溶液中化学反应的平衡常数83

第五节 固溶体85

一、固溶体的分类85

二、置换型固溶体87

三、间隙型固溶体89

四、固体的混合熵与吉布斯自由能90

五、固溶体的性质91

六、固溶体的研究方法92

第五章 表面现象与胶体分散体系96

第一节 表面现象热力学96

一、比表面吉布斯自由能96

二、表面张力97

三、影响表面张力的因素97

四、表面现象基本规律99

第二节 分散度对体系物性的影响99

一、分散度对体系热力学函数的影响99

二、分散度对蒸气压的影响100

三、分散度对体系凝固点的影响和过冷现象102

四、分散度对固体在液体中的溶解度的影响和溶液过饱和现象103

第三节 介稳状态和新相的生成103

一、介稳状态103

二、新相的生成104

第四节 润湿现象108

一、润湿程度的度量标准——接触角109

二、润湿类型和润湿功110

第五节 液体界面的性质111

一、吉布斯吸附公式111

二、液体的表面张力与浓度的关系112

三、表面活性物质在溶液表面上的排列与单分子层膜113

第六节 固体表面的吸附114

一、固体表面吸附的本质114

二、吸附平衡与吸附曲线115

三、兰格缪尔单分子层吸附理论116

四、BET多分子层吸附理论117

五、弗伦德利希吸附等温式118

第七节 表面现象在材料科学中的应用119

一、气-固吸附在陶瓷工艺中的应用119

二、气-固吸附在真空镀膜工艺中的应用120

三、气体的除杂净化120

四、晶界电势与晶界偏析120

第八节 分散体系121

一、分散体系概念121

二、胶体分散体系及分类122

第九节 溶胶的性质122

一、光学性质122

二、动力性质125

三、溶胶的电学性质129

四、溶胶的稳定性和聚沉作用134

第十节 胶体的制备和净化138

一、分散法138

二、凝聚法139

三、溶胶的净化140

第十一节 溶胶-凝胶技术141

一、溶胶-凝胶的制备141

二、胶凝过程142

第十二节 溶胶-凝胶技术在纳米材料制备中的应用144

一、纳米材料的基本性质144

二、纳米材料的制备方法145

第六章 金属与合金147

第一节 金属材料概论147

第二节 金属的结构与物性147

一、金属键147

二、金属的晶体结构148

三、金属的物理性质149

第三节 金属的化学性质152

一、金属的氧化反应153

二、金属与水、酸的反应153

三、金属与碱的反应154

第四节 金属的提炼154

一、热分解法155

二、热还原法155

三、电解法156

第五节 金属还原过程热力学157

第六节 金属的精炼159

一、电解精炼法159

二、气相精炼法160

三、区域熔炼法160

第七节 合金161

一、低共熔混合物161

二、金属固溶体161

三、金属化合物162

第八节 金属的腐蚀与防护163

一、金属的腐蚀163

二、金属的防护164

三、电镀166

第九节 钢铁的冶炼原理166

一、铁的冶炼原理166

二、钢的冶炼原理167

三、钢铁的结构168

第七章 非金属材料170

第一节 非金属材料的物质结构170

一、陶瓷材料的相组成170

二、非金属材料的化学键170

三、离子晶体中正负离子的堆积方式172

四、简单氧化物的晶体结构173

五、比较复杂氧化物的晶体结构174

六、共价晶体的晶体结构175

第二节 陶瓷的化学组成176

第三节 陶瓷制造（烧结）过程的化学变化177

第四节 水泥177

第五节 特种陶瓷的工艺过程179

第六节 半导体材料180

一、超纯锗的制备180

二、超纯硅的制备181

三、砷化镓的制备184

第八章 高分子材料185

第一节 高分子材料概论185

第二节 高分子材料的合成方法186

一、缩合聚合——缩聚186

二、加成聚合188

第三节 高分子材料的结构与性能191

一、高分子链的化学结构与构型191

二、高分子链的构象与柔顺性195

三、高分子的聚集态（晶态）结构196

四、高聚物的结构因素对其性能的影响202

五、高聚物的物理状态及其与结构的关系204

第四节 高分子材料的化学转变及老化206

一、聚合物侧链的反应及应用206

二、聚合物的交联与降解209

三、聚合物的老化与防老化212

第九章 复合材料214

第一节 复合材料概论214

一、复合材料的定义与发展214

二、复合材料的种类215

三、复合材料的组成215

第二节 基体材料216

一、环氧树脂216

二、酚醛树脂218

三、聚酰亚胺224

四、氰酸酯树脂228

五、不饱和聚酯231

第三节 增强纤维236

一、玻璃纤维237

二、碳纤维239

三、硼纤维242

四、SiC纤维243

五、芳纶纤维247

六、超高相对分子质量聚乙烯纤维253

第四节 复合材料界面的化学问题256

一、概述256

二、复合材料的界面258

三、增强材料的表面处理263

参考文献272