《材料合成與制備技術(shù)》一書為高等學校“十三五”規(guī)劃教材。書中從材料合成與制備的科學基礎(chǔ)出發(fā)，對功能材料合成的主要技術(shù)、方法、應用及前沿領(lǐng)域進行了較為詳盡的論述，介紹了材料合成與制備的基本知識。內(nèi)容包括經(jīng)典合成方法、軟化學合成方法、特殊合成方法、薄膜材料與制備技術(shù)、晶體材料的制備、非晶態(tài)材料的制備、新能源材料的制備及應用等。書中添加了新能源材料的制備等內(nèi)容，反映了當前功能材料合成的主要研究動態(tài)及技術(shù)水平。
本書可作為高等院校材料科學與工程類專業(yè)本科生教材及研究生參考書，也可供從事相關(guān)學科領(lǐng)域研究的技術(shù)人員參考。
第1章經(jīng)典合成方法1
1.1高溫合成1
1.1.1高溫的獲得和測量1
1.1.2高溫合成反應類型7
1.1.3高溫固相反應8
1.1.4化學轉(zhuǎn)移反應13
1.2低溫合成和分離16
1.2.1低溫的獲得、測量和控制16
1.2.2低溫分離20
1.2.3冷凍干燥法合成氧化物粉體24
1.3高壓合成27
1.3.1高壓高溫的產(chǎn)生和測量28
1.3.2高壓高溫合成方法31
1.3.3高壓在合成中的作用32
1.3.4高壓下功能材料的合成33
1.3.5功能材料高壓合成的研究方向及展望37
參考文獻38
第2章軟化學合成方法39
2.1概述39
2.1.1軟化學合成方法的基本原理39
2.1.2軟化學合成方法的分類39
2.1.3軟化學合成體系及產(chǎn)物的表征技術(shù)39
2.2先驅(qū)物法41
2.2.1概述41
2.2.2先驅(qū)物法在無機合成中的應用41
2.2.3先驅(qū)物法的特點和局限性42
2.3溶膠-凝膠法43
2.3.1概述43
2.3.2溶膠-凝膠法的特點43
2.3.3溶膠-凝膠法過程中的反應機理43
2.3.4溶膠-凝膠法在無機合成中的應用44
2.4低熱固相反應法45
2.4.1概述45
2.4.2低熱固相反應機理45
2.4.3低熱固相反應的規(guī)律45
2.4.4固相反應與液相反應的差別46
2.4.5低熱固相反應的應用47
2.5水熱與溶劑熱合成法49
2.5.1水熱與溶劑熱合成基礎(chǔ)49
2.5.2功能材料的水熱與溶劑熱合成49
2.5.3水熱與溶劑熱合成技術(shù)51
2.6化學氣相沉積法53
2.6.1化學氣相沉積的分類53
2.6.2化學氣相沉積機理概述53
2.6.3化學氣相沉積55
2.6.4影響化學氣相沉積制備材料質(zhì)量的因素56
2.6.5化學氣相沉積制備材料的應用56
2.7插層反應與支撐和接枝工藝法56
2.7.1插層反應56
2.7.2支撐和接枝工藝57
參考文獻59
第3章特殊合成方法61
3.1電解合成61
3.1.1電化學的一些基本概念61
3.1.2含高價態(tài)元素化合物的電氧化合成62
3.1.3含中間價態(tài)和特殊低價元素化合物的電還原合成62
3.1.4水溶液中的電沉積63
3.1.5熔鹽電解64
3.1.6非水溶劑中功能化合物的電解合成66
3.2光化學合成66
3.2.1基本概念66
3.2.2實驗方法68
3.2.3光化學合成法在材料合成中的應用70
3.3微波合成71
3.3.1概述71
3.3.2微波燃燒合成和微波燒結(jié)71
3.3.3微波水熱合成72
3.3.4微波輻射法在材料合成中的應用73
3.4自蔓延高溫合成74
3.4.1概述74
3.4.2自蔓延高溫合成原理74
3.4.3自蔓延高溫合成反應類型75
3.4.4自蔓延高溫合成技術(shù)及其特點75
3.4.5自蔓延高溫合成工藝與設備概況77
3.4.6自蔓延高溫合成法在材料合成中的應用77
參考文獻78
第4章薄膜材料與制備技術(shù)79
4.1薄膜及其特征79
4.1.1薄膜的定義79
4.1.2薄膜的特性80
4.1.3薄膜的結(jié)構(gòu)與缺陷81
4.1.4薄膜和基片83
4.2薄膜的形成與生長84
4.2.1薄膜生長過程概述84
4.2.2薄膜的形核理論85
4.2.3薄膜的成核率及連續(xù)薄膜的形成86
4.2.4薄膜生長的晶帶模型87
4.3薄膜的物理制備方法88
4.3.1真空蒸鍍88
4.3.2濺射沉積93
4.3.3離子鍍和離子束沉積99
4.4薄膜的化學制備方法101
4.4.1化學氣相沉積101
4.4.2溶液鍍膜法107
4.5薄膜的表征109
4.5.1薄膜厚度的測量109
4.5.2薄膜的其他表征方法113
4.6典型薄膜材料簡介113
4.6.1金剛石薄膜材料114
4.6.2氧化鋅薄膜材料116
4.6.3銅銦鎵硒薄膜材料119
參考文獻121
第5章晶體材料的制備123
5.1人工晶體概述123
5.1.1人工晶體的發(fā)展123
5.1.2人工晶體的分類及應用125
5.2晶體生長基礎(chǔ)125
5.2.1晶體成核理論126
5.2.2晶體生長的界面過程130
5.3晶體生長的方法和技術(shù)131
5.3.1氣相生長法131
5.3.2水溶液生長法136
5.3.3助熔劑法142
5.3.4熔體生長法147
參考文獻158
第6章非晶態(tài)材料的制備160
6.1非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)160
6.1.1非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)特征160
6.1.2無機玻璃的結(jié)構(gòu)161
6.1.3非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)163
6.1.4非晶態(tài)的X射線散射特征164
6.2非晶態(tài)合金的形成理論164
6.2.1熔液結(jié)構(gòu)與玻璃形成能力164
6.2.2非晶態(tài)合金形成熱力學167
6.2.3非晶態(tài)合金形成動力學167
6.3非晶態(tài)合金的形成規(guī)律168
6.3.1形成非晶態(tài)合金的合金化原則168
6.3.2合金的玻璃形成能力判據(jù)170
6.3.3影響玻璃形成能力的因素172
6.4非晶態(tài)材料的制備技術(shù)173
6.4.1非晶粉末的制備173
6.4.2非晶薄膜的制備177
6.4.3薄帶非晶態(tài)合金的制備179
6.4.4大塊非晶態(tài)合金的制備179
6.5非晶態(tài)合金的性能及應用182
6.5.1非晶態(tài)合金的性能182
6.5.2非晶態(tài)合金的應用186
參考文獻189
第7章新能源材料的制備及應用190
7.1概述190
7.1.1鋰離子電池材料190
7.1.2太陽能電池材料191
7.1.3燃料電池材料191
7.1.4超級電容器材料192
7.2鋰離子電池材料192
7.2.1概述192
7.2.2負極材料194
7.2.3正極材料197
7.2.4電解質(zhì)材料200
7.2.5鋰離子電池的應用202
7.3太陽能電池材料203
7.3.1概述203
7.3.2晶體硅太陽能電池材料204
7.3.3非晶硅太陽能電池材料208
7.3.4太陽能電池的應用與展望212
7.4燃料電池材料213
7.4.1概述213
7.4.2質(zhì)子交換膜燃料電池材料214
7.4.3固體氧化物燃料電池材料218
7.4.4熔融碳酸鹽燃料電池材料222
7.4.5燃料電池的應用225
7.5超級電容器材料226
7.5.1概述226
7.5.2超級電容器的工作原理227
7.5.3超級電容器制備的工藝流程228
7.5.4超級電容器的分類228
7.5.5超級電容器的應用228
參考文獻229
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