礦物材料科學(xué)基礎(chǔ)

目錄
叢書序
前言
第1章 礦物材料概述 1
1.1 礦物材料的概念、結(jié)構(gòu)及物性 1
1.1.1 礦物材料的定義 1
1.1.2 礦物材料的組成和結(jié)構(gòu)特點 2
1.1.3 礦物材料的應(yīng)用性能 2
1.2 礦物材料的未來走向 13
1.2.1 礦物材料的知識體系 13
1.2.2 礦物材料的發(fā)展及面臨的挑戰(zhàn) 14
參考文獻 15
第2章 礦物學(xué)基礎(chǔ) 17
2.1 地球上礦物的空間分布 17
2.1.1 地核的物質(zhì)成分 17
2.1.2 地幔的礦物組成 17
2.1.3 地殼的礦物組成 18
2.2 地殼中礦物的空間分布 18
2.2.1 玄武巖層中礦物的分布 18
2.2.2 花崗巖層中礦物的分布 18
2.2.3 變質(zhì)巖層中礦物的分布 18
2.2.4 沉積巖層中礦物的分布 19
2.3 地球礦物的時間分布 19
2.4 礦物分類 20
2.4.1 礦物的成分和結(jié)構(gòu) 20
2.4.2 化合物類型及其陰離子與陰離子團的成分 20
2.5 地球上礦物的成因 21
2.5.1 地質(zhì)作用 21
2.5.2 內(nèi)生作用 21
2.5.3 外生作用 23
2.5.4 變質(zhì)作用 25
2.6 礦物形成的時空關(guān)系 26
2.6.1 礦物的生成順序和礦物的世代 26
2.6.2 礦物的共生和伴生 27
2.7 宇宙礦物的分布 27
2.7.1 隕石礦物 28
2.7.2 月巖礦物 28
2.7.3 宇宙塵礦物 28
2.8 礦物的形態(tài) 28
2.8.1 理想晶體與實際晶體 28
2.8.2 聚合體的形態(tài) 29
2.8.3 規(guī)則連生 30
2.8.4 晶體的表面微形貌 32
2.8.5 礦物集合體的形態(tài) 35
2.8.6 礦物形成的方式和條件 37
2.8.7 礦物成分和結(jié)構(gòu)變化 38
2.8.8 礦物相變研究 38
2.8.9 假象和副象 39
2.8.10 晶質(zhì)化與非晶質(zhì)化 39
2.8.11 礦物標型 40
2.8.12 礦物中包裹體 40
2.9 礦物的物理性質(zhì) 41
2.9.1 光學(xué)性質(zhì) 41
2.9.2 力學(xué)性質(zhì) 46
2.9.3 其他性質(zhì) 47
2.9.4 放射性 52
參考文獻 53
第3章 礦物材料晶體結(jié)構(gòu) 54
3.1 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)特征 54
3.1.1 硅酸鹽礦物的化學(xué)組成 54
3.1.2 硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 55
3.1.3 硅酸鹽礦物的分類 56
3.2 其他礦物晶體結(jié)構(gòu)特征 70
3.2.1 單質(zhì) 70
3.2.2 氧化物 72
3.2.3 碳酸鹽 74
3.2.4 硫酸鹽 76
參考文獻 78
第4章 礦物材料表面與界面 79
4.1 礦物顆粒的幾何特性 79
4.1.1 礦物顆粒的大小與分布 79
4.1.2 礦物顆粒的形狀 94
4.1.3 礦物顆粒比表面積 104
4.2 礦物的表/界面及表/界面能 109
4.2.1 表面張力和表面能 109
4.2.2 晶界與晶界能 115
4.2.3 表面和界面結(jié)構(gòu) 117
4.2.4 礦物的表/界面能 122
4.2.5 礦物表面的電性 124
4.2.6 礦物表面的潤濕性 126
4.3 礦物表面的吸附特性 132
4.3.1 固體表面吸附現(xiàn)象 132
4.3.2 礦物對氣體的吸附 134
4.3.3 礦物在溶液中的吸附 139
4.4 礦物顆粒的團聚與分散 146
4.4.1 礦物顆粒團聚的類型 146
4.4.2 礦物顆粒在氣相中的團聚與分散 147
4.4.3 礦物顆粒在液相中的團聚與分散 153
參考文獻 163
第5章 礦物材料加工理論 164
5.1 礦物材料提純原理 164
5.1.1 概述 164
5.1.2 物理提純 167
5.1.3 化學(xué)提純 194
5.2 礦物超細粉碎理論 203
5.2.1 超細粉碎機理 203
5.2.2 超細粉碎過程的功耗 204
5.2.3 超細粉碎過程的動力學(xué) 207
5.2.4 超細粉碎過程的機械化學(xué) 211
5.2.5 粉碎過程的影響因素 232
5.2.6 超細顆粒的分散與助磨 234
5.3 礦物材料分級原理 247
5.3.1 概述 247
5.3.2 自由沉降 248
5.3.3 干涉沉降 250
5.3.4 水力分級 252
5.3.5 旋風(fēng)分級 254
5.4 固液分離 255
5.4.1 概述 255
5.4.2 沉淀濃縮 256
5.4.3 離心分離 257
5.4.4 噴霧干燥 258
5.4.5 閃蒸 259
參考文獻 260
第6章 礦物材料熱力學(xué)基礎(chǔ) 261
6.1 熱力學(xué)基本參數(shù)和關(guān)系 261
6.1.1 熱力學(xué)**定律 261
6.1.2 熱力學(xué)第二定律 266
6.1.3 熱力學(xué)函數(shù)的基本關(guān)系 270
6.1.4 化學(xué)位 274
6.2 相和相圖熱力學(xué) 277
6.2.1 相的相關(guān)概念 277
6.2.2 相平衡熱力學(xué) 280
6.2.3 相圖熱力學(xué) 287
6.2.4 晶體缺陷熱力學(xué) 295
6.2.5 相變熱力學(xué) 297
6.3 硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)與熱力學(xué) 301
6.3.1 硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)模型 301
6.3.2 含水硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)及作用機理 308
6.3.3 硅酸鹽熔體密度與狀態(tài)方程 312
6.3.4 礦物共生相分析的基本原理 315
6.4 礦物材料反應(yīng)熱力學(xué) 321
6.4.1 反應(yīng)吉布斯自由能 321
6.4.2 反應(yīng)能量消耗 321
6.4.3 熱力學(xué)參數(shù) 322
參考文獻 331
第7章 非金屬礦物的表面改性 332
7.1 非金屬礦物表面改性的應(yīng)用與目的 332
7.1.1 非金屬礦物表面改性的應(yīng)用 332
7.1.2 非金屬礦物表面改性的目的 334
7.1.3 非金屬礦物表面改性影響因素 335
7.2 非金屬礦物表面改性的方法及原理 338
7.2.1 概述 338
7.2.2 機械化學(xué)改性方法及原理 338
7.2.3 表面包覆改性方法及原理 340
7.2.4 表面化學(xué)改性方法及原理 344
7.2.5 沉淀反應(yīng)改性方法及原理 345
7.2.6 接枝改性及原理 346
7.2.7 其他表面改性方法 346
7.3 表面改性劑及改性機理 349
7.3.1 偶聯(lián)劑 350
7.3.2 表面活性劑 358
7.3.3 不飽和有機酸及有機低聚物 362
7.3.4 超分散劑 363
7.3.5 其他改性劑 366
參考文獻 366
第8章 非金屬礦物的功能改性原理 368
8.1 非金屬礦物材料的功能歸類 368
8.2 非金屬礦物功能改性的原理與途徑 368
8.2.1 包覆功能化改性 368
8.2.2 插層功能化改性 369
8.2.3 復(fù)合功能化改性 378
8.2.4 交聯(lián)功能化改性 379
8.2.5 置換功能化改性 380
8.2.6 高溫煅燒功能化改性 382
8.2.7 超聲波加熱改性 384
8.2.8 微波加熱改性 384
8.3 非金屬礦物納米化功能改性的原理和應(yīng)用 384
8.3.1 非金屬礦物納米化的現(xiàn)狀 384
8.3.2 非金屬礦物納米化的方法及原理 386
8.3.3 電氣石納米化改性 388
8.3.4 LiFePO4納米化改性 389
8.3.5 碳酸鈣的納米化改性 390
8.4 幾種典型非金屬礦物的功能改性實例 391
8.4.1 凸凹棒石的功能改性 391
8.4.2 海泡石的功能改性 394
8.4.3 膨潤土的功能改性 398
參考文獻 402
第9章 礦物材料的結(jié)構(gòu)/功能復(fù)合設(shè)計 403
9.1 概述 403
9.1.1 材料復(fù)合的概念 403
9.1.2 復(fù)合材料的類別 405
9.1.3 復(fù)合材料的性能特點 410
9.2 復(fù)合設(shè)計的基本原則與效應(yīng) 412
9.2.1 顆粒礦物復(fù)合設(shè)計與混合法則 414
9.2.2 纖維礦物復(fù)合設(shè)計與各向異性 415
9.2.3 層狀礦物復(fù)合設(shè)計 417
參考文獻 419