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第一章　材料结构的基本概念1

1.1 空间点阵、晶格和晶胞1

1.2　点群、结构对称性和物理性能2

1.3　空间群5

1.4　倒格子和倒空间7

1.5　结构因子和电子密度9

1.6　结构象、晶格象和原子象14

1.7　对偶分布函数和配位数15

1.8　分布函数与衍射实验的关系——结构因子表达式19

1.9　各类材料的对偶分布函数和结构因子23

参考文献24

第二章　晶体结构的几何学基础26

2.1 导言26

2.2　多面体26

2.3　周期性点阵网络29

2.4 多面体空间填充结构32

2.5　等球密堆积36

2.6　基于三向和四向点阵网络的结构41

2.7　基于六向和八向点阵网络的结构43

2.8　晶体的结构类型46

参考文献48

第三章　正空间结晶学49

3.1 导言49

3.2　基本概念和术语50

3.3　正空间结构象55

3.4　氮化硅结构象65

3.5　铀的原子象68

3.6　金原子精细结构象70

参考文献73

第四章　晶体和缺陷74

4.1 导言74

4.2　晶体宏观对称性74

4.3　理想晶体和实际晶体75

4.4　晶体中的点缺陷76

4.5　晶体中的线缺陷78

4.6　晶体中的面缺陷83

4.7 晶体中的体缺陷85

4.8　符合化学计量比的不完美晶体87

4.9　非化学计量比化合物90

4.10　固溶体91

4.11 晶体中的微畴和畴界93

参考文献95

第五章　晶界结构96

5.1 晶界的位错理论96

5.2　晶界结构的共格模型100

5.3　晶界的结构单位模型102

5.4　O点阵模型108

5.5　氮化硅的共格晶界和小角晶界109

5.6　氮化硅陶瓷的晶界相和有关缺陷111

参考文献118

第六章　无序结构和相关势近似120

6.1 周期性与非周期性体系120

6.2　无序结构121

6.3　哈密顿模型123

6.4　格林函数125

6.5　相关势近似的导出和特征129

6.6　相关势近似计算状态密度131

6.7　相关势近似发展和应用133

6.8　有序与无序结构间相变134

6.9　非晶态固体137

参考文献141

第七章 非晶材料的结构和准晶态142

7.1　金属玻璃142

7.2　金属玻璃的结构特征143

7.3　结构模型145

7.4　结构无序参数149

7.5　非晶半导体和液态半导体结构150

7.6　液态半导体154

7.7　非晶硅的结构156

7.8　熔盐的结构158

7.9　非晶SiO2结构160

7.10　物质的准晶态162

参考文献164

第八章　材料结构的研究方法166

8.1　研究晶体结构的单晶衍射法166

8.2　X射线结构分析的多晶衍射法168

8.3 扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）170

8.4　中子衍射用于结构分析173

8.5 电子衍射用于研究材料结构177

8.6　电子显微镜和场离子显微镜180

8.7　材料结构分析的光谱研究方法184

8.8　喇曼谱、红外谱和微波谱185

8.9　核磁共振谱188

参考文献190

第九章　金属结构和合金结构192

9.1 导言192

9.2　金属晶体的结构与物理性能的关系195

9.3　合金固溶体与超结构现象196

9.4　合金的结构198

9.5　AA型合金结构199

9.6　A2B1型合金结构202

9.7　A1B2型合金结构203

9.8　A2B2型合金结构204

9.9　BB型合金的结构205

9.10　具有间隙结构的合金206

参考文献211

第十章　金属氧化物的结构212

10.1　导言212

10.2　M2O型氧化物结构214

10.3　MO型氧化物结构216

10.4　ZnO结构和性能219

10.5　M2O3型金属氧化物221

10.6　Al2O3结构与性能的关系223

10.7　MO2型氧化物结构227

10.8　ZrO2的结构228

10.9　SiO2的结构233

参考文献234

第十一章　复合氧化物和含氧酸盐236

11.1 固溶体和超结构237

11.2　密堆积型的含氧酸盐和复合氧化物结构238

11.3　尖晶石结构239

11.4　β-Al2O3结构系列240

11.5　钙钛矿结构243

11.6　钨青铜结构245

11.7　铌酸钡钠的结构特点247

11.8　铁的氧化物251

11.9　钨铌酸盐的结构252

参考文献253

第十二章　钙硅酸盐及其衍生物结构254

12.1 导言254

12.2　CaSiO3及其衍生物的人工合成257

12.3　硅灰石及其衍生物的结构258

12.4　假硅灰石结构和它的多型体262

12.5　CaSiO3的环链结构转换264

12.6　CaSiO3衍生物的环链结构转换266

12.7　环链结构共生长269

参考文献271

附录273

第十三章　晶界特性293

13.1　晶界与力学性能293

13.2　晶界与电学性能301

13.3　晶界工程308

参考文献312

第十四章　材料的表面结构313

14.1　导言313

14.2　表面结构中的一些概念315

14.3　体心立方晶体的表面结构318

14.4　面心立方晶体的表面结构319

14.5　六方密堆积晶体的表面结构和金刚石表面结构320

14.6　一些二元化合物的表面结构323

14.7　不平表面结构：台阶和小面325

14.8　表面结构的对称性329

14.9　一氧化碳在钨表面的共价分子吸附331

参考文献333

第十五章　薄膜334

15.1　导言334

15.2　金属薄膜336

15.3　氧化锌薄膜337

15.4　BaF2外延层结构关系341

15.5　薄膜的显微结构与光电性能343

15.6　电镀薄膜结构与力学性能345

15.7　高Tc超导薄膜348

爹考文献352

第十六章　缺陷的结构和性能353

16.1　导言353

16.2　位错核的结构和性能356

16.3　无机非金属固体中的缺陷结构和性能359

16.4　畴、层错、位错等缺陷与形变的关系362

16.5　裂纹生长与断裂366

16.6　裂纹扩展和位错368

参考文献372

第十七章　材料力学性能与显微结构关系374

17.1　导言374

17.2　Hall-Petch定律374

17.3　延性和蠕变378

17.4　表面能、裂纹尺寸和强度383

17.5　气孔率、晶粒尺寸和断裂能385

17.6　形变和断裂388

17.7　压痕断裂和断裂韧性391

参考文献394

第十八章　一些超导材料的结构与性能396

18.1 导言396

18.2　金属超导材料397

18.3　超导合金材料402

18.4　化学化合物超导材料408

参考文献410

第十九章　陶瓷超导材料的结构411

19.1　导言411

19.2　YBa2Cu3O7-x单晶及制备416

19.3　Y2O3-BaO-CuO相关系418

19.4　YBa2Cu3O7-x的结构化学419

19.5　YBa2Cu3O7-x的结构参数422

19.6　YBa2Cu3O7-x多晶晶界423

参考文献430

第二十章　生物陶瓷的结构432

20.1　Ca10(PO4)6(OH)2陶瓷显微结构特点432

20.2　羟基磷灰石的纳米结构439

20.3　牙釉龋变早期晶体纳米结构的变化443

20.4　龋变的逆过程——结构重新有序和生出新晶体447

20.5　电子辐射对羟基磷酸钙结构的作用449

参考文献453

第二十一章　固体催化剂的结构与性能454

21.1 导言454

21.2　催化反应与催化剂的分类454

21.3　固体催化剂的化学组成与催化性能457

21.4　固体催化剂的显微结构与催化性能460

21.5　固体催化剂的微观结构与催化性能463

21.6　固体催化剂的制备475

21.7　固体催化剂的效能与使用寿命479

21.8　合成分子筛催化剂的进展484

参考文献490

第二十二章　半导体材料的结构491

22.1　导言491

22.2　元素半导体结构492

22.3　化合物半导体结构496

22.4　半导体陶瓷结构500

22.5　非晶态半导体结构505

22.6　半导体超晶格和多层结构509

22.7　半导体晶格缺陷及研究手段513

参考文献518

第二十三章　磁性材料结构520

23.1　导言520

23.2　过渡金属与稀土金属磁性材料结构521

23.3　合金磁性材料结构525

23.4　铁氧体磁性材料结构529

23.5　化合物磁性材料结构533

参考文献534

第二十四章　复合材料的结构536

24.1 导言536

24.2　复合材料结构理论模型538

24.3　氮化硅复合材料的结构541

24.4　高分子混凝土的结构542

24.5　钢丝增强混凝土的结构和性能544

24.6　纤维和水泥复合材料的界面应力和断裂能545

24.7　陶瓷纤维复合材料脆性反应界面对强度的影响547

24.8　金属基复合材料的结构550

24.9　共晶合金复合材料553

参考文献555

第二十五章　高性能陶瓷557

25.1　光学应用高性能陶瓷557

25.2　化学应用高性能陶瓷561

25.3　热学应用高性能陶瓷565

25.4　力学应用高性能陶瓷567

25.5　核功能陶瓷576

25.6　高温陶瓷结构表573

参考文献581