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內容簡介

　　《無機非金屬材料工學》是高等學校無機非金屬材料專業課程體係中的專業必修課程，是材料科學與工程專業的選修課程。本教材是高等教育“十一五”國傢級規劃教材，是為瞭適應高等學校材料學科專業發展需要和材料類專業創新工程人纔培養需要而編寫的。
　　本教材以無機非金屬材料工程專業專業規範中材料製備知識領域核心知識單元及知識點為教學依據，整閤無機非金屬材料共性基礎理論知識，提煉材料製備方法與原理；除介紹玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等傳統材料製備工藝外，還試圖結閤新科技成果，將粉末、薄膜等低維材料的製備知識等新材料、新理論、新工藝充實到教材內容中。
　　本教材可作為高等學校材料科學與工程專業、無機非金屬材料工程專業本科生教學用書，也可供在材料工程領域從事科研、設計、生産的工程技術人員閱讀參考。

目錄

緒論
0.1　無機非金屬材料的定義
0.2　無機非金屬材料在國民經濟建設中的作用和地位
0.3　無機非金屬材料工業的進展
0.4　無機非金屬材料國際發展趨勢
0.5　無機非金屬材料工學的任務
第1篇　無機非金屬材料基礎理論
第1章　無機非金屬材料概述
1.1　無機非金屬材料的結構特徵
1.1.1　無機非金屬材料的結構
1.1.2　無機非金屬材料的結構特徵
1.2　水泥
1.2.1　矽酸鹽水泥
1.2.2　快硬和特快硬水泥
1.2.3　抗硫酸鹽、中低熱及道路水泥
1.2.4　膨脹和自應力水泥
1.2.5　油井水泥
1.2.6　裝飾水泥
1.3　玻璃
1.3.1　矽酸鹽玻璃
1.3.2　硼酸鹽玻璃
1.3.3　硼矽酸鹽玻璃
1.3.4　鋁酸鹽玻璃
1.3.5　鋁矽酸鹽玻璃
1.3.6　磷酸鹽玻璃
1.3.7　鋁磷酸鹽玻璃
1.3.8　其他氧化物玻璃
1.3.9　非氧化物玻璃
1.4　陶瓷
1.4.1　陶瓷的定義與分類
1.4.2　陶瓷的組成、結構與性能
1.4.3　日用陶瓷
1.4.4　建築衛生陶瓷
1.5　混凝土
1.5.1　混凝土的定義
1.5.2　混凝土的分類
1.6　耐火材料
1.6.1　耐火材料的定義及分類
1.6.2　矽質耐火材料
1.6.3　鎂質耐火材料
1.6.4　熔鑄耐火材料
1.6.5　含碳耐火材料
1.6.6　輕質耐火材料
1.6.7　不定形耐火材料
［思考題］
［參考文獻］
第2章　無機非金屬材料晶體結構
2.1　晶體學基礎
2.1.1　晶體的基本性質
2.1.2　晶體結構與空間點陣
2.1.3　晶胞
2.1.4　晶係和布拉菲格子
2.1.5　晶麵指數和晶嚮指數
2.1.6　晶麵間距及晶帶
2.2　無機化閤物晶體結構
2.2.1　離子晶體中質點的堆積方式
2.2.2　典型離子晶體的結構
2.2.3　共價晶體中原子的堆積與典型共價晶體的結構
2.3　固溶體
2.3.1　置換固溶體
2.3.2　影響形成置換固溶體的因素
2.3.3　間隙固溶體
2.3.4　影響形成間隙固溶體的因素
2.3.5　形成固溶體後對晶體性質的影響
2.4　矽酸鹽晶體結構
2.4.1　矽酸鹽晶體結構類型及其特點
2.4.2　常見矽酸鹽材料中的晶體
［思考題］
［參考文獻］
第3章　非晶態及玻璃態結構
3.1　非晶態物質
3.1.1　非晶態物質的種類
3.1.2　非晶態物質Ｘ射綫衍射
3.1.3　玻璃的定義
3.2　非晶態物質的結構
3.2.1　織構
3.2.2　近程結構
3.2.3　遠程結構
3.3　玻璃的結構因素
3.4　玻璃的通性
3.4.1　各嚮同性
3.4.2　介穩性
3.4.3　無固定熔點
3.4.4　性質變化的連續性和可逆性
3.5　玻璃的性質
3.5.1　玻璃熔體的工藝性質
3.5.2　矽酸鹽玻璃的性質
［思考題］
［參考文獻］
第4章　無機非金屬材料的微觀結構演變
4.1　液固轉變過程中的晶體成核�采�長相變
4.1.1　晶核形成
4.1.2　晶體生長
4.1.3　總結晶速率
4.1.4　影響結晶速率的因素
4.2　玻璃的形成與析晶
4.2.1　玻璃的形成範圍
4.2.2　玻璃形成的熱力學條件
4.2.3　玻璃形成的動力學條件
4.2.4　玻璃析晶
4.3　微晶玻璃
4.3.1　微晶玻璃的成核劑
4.3.2　微晶玻璃的結晶化熱處理
4.3.3　微晶玻璃的結構及其與性能的關係
4.4　玻璃的分相
4.4.1　玻璃分相的定義
4.4.2　玻璃分相的實質
4.4.3　玻璃分相機理
4.4.4　分相産物的顯微結構
4.5　玻璃的著色
4.5.1　概述
4.5.2　玻璃著色劑及其著色機理
4.5.3　顔色玻璃的分類及其光譜特性
［思考題］
［參考文獻］
第2篇　無機非金屬材料製備方法及原理
第5章　基於液相�補滔嘧�變的材料製備
5.1　從熔體製備單晶材料
5.1.1　提拉法
5.1.2　坩堝下降法
5.1.3　區熔法
5.1.4　液相外延
5.2　從熔體製備非晶材料
5.2.1　玻璃的熔製
5.2.2　非晶材料的獲得
5.2.3　常見氧化物玻璃製品的成形工藝
5.3　溶液法製備材料
5.3.1　低溫溶液法
5.3.2　高溫溶液法
5.3.3　水熱法（高溫水解法）
5.3.4　沉澱法
5.3.5　溶劑蒸發法
5.4　溶膠�材�膠法
5.4.1　概述
5.4.2　溶膠�材�膠法製備材料過程
5.4.3　粉末的製備
5.4.4　氧化物薄膜的製備
［思考題］
［參考文獻］
第6章　基於固相�補滔嘧�變的材料製備
6.1　固相反應法製備粉末
6.2　特種陶瓷的燒結
6.2.1　陶瓷燒結方法的分類
6.2.2　熱壓燒結
6.2.3　其他燒結方法
6.3　水泥熟料的燒成
6.3.1　水泥熟料的形成
6.3.2　水泥熟料煆燒方法
6.4　其他材料製備方法
6.4.1　固相外延
6.4.2　高壓製備
［思考題］
［參考文獻］
第7章　基於氣相�補滔嘧�變的材料製備
7.1　物理氣相沉積
7.1.1　真空蒸發鍍膜
7.1.2　濺射鍍膜
7.1.3　離子鍍膜
7.1.4　分子束外延
7.2　化學氣相沉積
7.2.1　CVD的化學反應類型
7.2.2　CVD的分類
7.2.3　CVD的特點
7.2.4　CVD的應用
［思考題］
［參考文獻］
第3篇　典型無機非金屬材料生産工藝
第8章　無機非金屬材料生産中的共性與個性
8.1　無機非金屬材料生産過程的共性
8.1.1　原料
8.1.2　粉料的製備
8.1.3　原料的均化
8.1.4　高溫熱處理
8.1.5　成形
8.1.6　乾燥
8.2　無機非金屬材料生産過程的個性
8.2.1　膠凝材料類
8.2.2　玻璃、玻璃縴維、鑄石、人工晶體類
8.2.3　陶瓷、磚瓦、耐火材料類
8.3　無機非金屬材料的幾種典型生産工藝流程
8.3.1　水泥生産工藝流程
8.3.2　玻璃生産工藝流程
8.3.3　陶瓷生産工藝流程
［思考題］
［參考文獻］
第9章　原料
9.1　原料的選擇與預處理
9.2　原料的種類和性質
9.2.1　矽質原料
9.2.2　黏土類原料
9.2.3　鈣質原料
9.2.4　長石類原料
9.2.5　其他原料
9.3　粉末原料的製備
9.3.1　氮化物粉末的製備
9.3.2　碳化閤物粉末的製備
9.3.3　硼化物粉末的製備
9.3.4　氧化鋁粉末的製備
9.4　水泥原料
9.4.1　石灰質原料
9.4.2　黏土質原料
9.4.3　校正原料
9.4.4　輔助原料
9.5　玻璃原料
9.5.1　主要原料
9.5.2　輔助原料
9.5.3　碎玻璃
9.6　陶瓷原料
9.6.1　黏土類可塑性原料
9.6.2　石英類非可塑性原料
9.6.3　熔劑性原料
［思考題］
［參考文獻］
第10章　矽酸鹽水泥的製備
第11章　混凝土
第12章　浮法玻璃生産工藝
第13章　微晶玻璃生産工藝
第14章　陶瓷生産工藝
第15章　納米材料製備技術

前言/序言

　　在科技高速發展及我國人纔強國戰略背景下，材料專業教育迅速發展，2001年材料類專業成為我國高教理工科排名前10名的專業。2009年全國無機非金屬材料工程專業本科招生點達到89個，材料科學與工程專業本科招生點達到131個。與此同時，材料學科也在迅速發展，專業內涵不斷豐富。為適應新形勢，培養高水平材料工程技術人纔，各高校積極開展課程體係改革與研究，取得瞭許多成果。本教材是在聆聽瞭諸多教師心得，參考瞭諸多圖書，翻閱瞭大量資料，特彆是吸納瞭武漢理工大學材料科學與工程學院十多年的教學改革研究的實踐成果之後而完成，因此它凝聚瞭除編者之外更多人的心血與汗水。
　　《無機非金屬材料工學》是無機非金屬材料專業學生的核心專業課程，是材料科學與工程專業學生的選修課。應在學習完材料科學基礎、材料工程基礎兩門課程之後，而學習無機非金屬材料熱工設備課程之前開設。它與材料科學基礎、材料工程基礎、無機非金屬材料熱工設備等課程之間有著密切的聯係。它是對已學材料基礎理論的應用，是對材料製備原理與工藝的係統描述，是今後學習熱工設備類課程的基礎。
　　本《無機非金屬材料工學》教材立足無機非金屬材料二級學科專業，麵嚮材料科學與工程一級學科專業，構建適閤工程人纔培養的無機非金屬材料工學課程體係。適宜作為高等學校材料科學與工程專業、無機非金屬材料工程專業本科生學習用書。
　　本教材在吸納瞭武漢理工大學林宗壽教授主編的《無機非金屬材料工學》第二版部分精髓的同時，結閤全國高校材料專業教學需求，以無機非金屬材料工程專業專業規範中材料製備知識領域核心知識單元及知識點為依據，以整閤無機非金屬材料共性理論知識為特色，以原理—工藝—性能為主綫，組織教學內容，同時結閤新材料發展現狀，對新材料、新理論、新工藝進行適度介紹。教材內容包括無機非金屬材料共性基礎理論知識，材料製備方法與原理，玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等傳統材料製備工藝，粉末、薄膜等低維材料的製備知識。通過該課程的學習，可使學生掌握無機非金屬材料的製備原理和生産過程，工藝流程的共性和特點，使學生對無機非金屬材料的性能、生産過程和應用有較全麵的瞭解，同時對新材料、新工藝、新方法建立起基本概念。
　　本教材分為3篇15章：第１篇無機非金屬材料基礎理論，簡明扼要地介紹瞭無機非金屬材料組成�步峁固卣鰨�晶態結構、非晶態及玻璃態結構，微觀結構的演化等無機非金屬材料共性基礎理論；第２篇無機非金屬材料製備方法及原理，係統介紹瞭基於液相�補滔嘧�變、基於固相�補滔嘧�變、基於氣相�補滔嘧�變的材料製備方法及原理，重要內容包括晶體材料、粉末材料、薄膜材料、塊狀材料的製備，對玻璃、水泥熟料、陶瓷進行瞭製備原理及方法概述；第3篇典型無機非金屬材料生産工藝，包括水泥、混凝土、陶瓷、玻璃、微晶玻璃、納米材料的製備工藝及質量控製。
　　本教材由武漢理工大學謝峻林編寫緒論、第5章、第6章、第7章；武漢理工大學顧少軒編寫第1章、第2章、第3章、第4章；武漢理工大學何峰編寫第8章、第12章、第13章、第14章；濟南大學王琦編寫第10章、第11章；武漢理工大學梅書霞編寫第9章、第15章。顧少軒負責第1篇第1章～第4章統稿；何峰負責第3篇第8章、第9章、第12章～第14章統稿；第2篇、第3篇其他章節由謝峻林統稿，全書內容取捨及章節編排由謝峻林負責。全書由武漢理工大學文進、邢偉宏審稿。
　　本教材按45～60學時編寫，各篇、章建議學時數如下：
　　第1篇12～16學時。其中第1章1～2學時，第2章3～4學時，第3章3～4學時，第4章5～6學時。
　　第2篇7～10學時。其中第5章3～4學時，第6章2～3學時，第7章2～3學時。
　　第3篇27～34學時。其中第8章1學時，第9章2～3學時，第10章5～6學時，第11章2～3學時，第12章 5～6學時，第13章 2～3學時，第14章5～6學時，第15章5～6學時。
　　由於教材內容廣泛，編者水平所限，盡管加倍努力，但存在不足之處在所難免，懇請同行和讀者批評指正。
　　編者
　　2010年12月於武漢

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