材料合成與制備技術(shù)（第2版）

第1章 經(jīng)典合成方法
1.1高溫合成 1
1.1.1高溫的獲得和測(cè)量 1
1.1.2高溫合成反應(yīng)類型 7
1.1.3高溫固相反應(yīng) 8
1.1.4化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng) 13
1.2低溫合成和分離 16
1.2.1低溫的獲得、測(cè)量和控制 16
1.2.2低溫分離 21
1.2.3冷凍干燥法合成氧化物粉體 24
1.3高壓合成 28
1.3.1高壓高溫的產(chǎn)生和測(cè)量 29
1.3.2高壓高溫合成方法 31
1.3.3高壓在合成中的作用 33
1.3.4高壓下功能材料的合成 34
1.3.5功能材料高壓合成的研究方向及展望 38
參考文獻(xiàn) 38
第2章 軟化學(xué)合成方法
2.1軟化學(xué)合成方法概述 40
2.1.1軟化學(xué)合成方法的基本原理 40
2.1.2軟化學(xué)合成方法的分類 40
2.1.3軟化學(xué)合成體系及產(chǎn)物的表征技術(shù) 40
2.2先驅(qū)物法 42
2.2.1先驅(qū)物法概述 42
2.2.2先驅(qū)物法在無(wú)機(jī)合成中的應(yīng)用 42
2.2.3先驅(qū)物法的特點(diǎn)和局限性 43
2.3溶膠-凝膠法 44
2.3.1溶膠-凝膠法的特點(diǎn) 44
2.3.2溶膠-凝膠法過(guò)程中的反應(yīng)機(jī)理 44
2.3.3溶膠-凝膠法在無(wú)機(jī)合成中的應(yīng)用 45
2.4低熱固相反應(yīng)法 46
2.4.1低熱固相反應(yīng)機(jī)理 46
2.4.2低熱固相反應(yīng)的規(guī)律 47
2.4.3固相反應(yīng)與液相反應(yīng)的差別 48
2.4.4低熱固相反應(yīng)的應(yīng)用 48
2.5水熱與溶劑熱合成法 50
2.5.1水熱與溶劑熱合成基礎(chǔ) 50
2.5.2功能材料的水熱與溶劑熱合成 51
2.5.3水熱與溶劑熱合成技術(shù) 53
2.6化學(xué)氣相沉積法 55
2.6.1化學(xué)氣相沉積的分類 55
2.6.2化學(xué)氣相沉積機(jī)理概述 55
2.6.3化學(xué)氣相沉積 57
2.6.4影響化學(xué)氣相沉積制備材料質(zhì)量的因素 58
2.6.5化學(xué)氣相沉積制備材料的應(yīng)用 58
2.7插層反應(yīng)、支撐和接枝工藝法 59
2.7.1插層反應(yīng) 59
2.7.2支撐和接枝工藝 60
參考文獻(xiàn) 61
第3章 特殊合成方法
3.1電解合成 63
3.1.1電化學(xué)的一些基本概念 63
3.1.2含高價(jià)態(tài)元素化合物的電氧化合成 64
3.1.3含中間價(jià)態(tài)和特殊低價(jià)元素化合物的電還原合成 64
3.1.4水溶液中的電沉積 65
3.1.5熔鹽電解 67
3.1.6非水溶劑中功能化合物的電解合成 68
3.2光化學(xué)合成 68
3.2.1光化學(xué)的一些基本概念 69
3.2.2光化學(xué)研究實(shí)驗(yàn)方法 70
3.2.3光化學(xué)合成法在材料合成中的應(yīng)用 72
3.3微波合成 73
3.3.1微波概述 73
3.3.2微波燃燒合成和微波燒結(jié) 74
3.3.3微波水熱合成 74
3.3.4微波輻射法在材料合成中的應(yīng)用 75
3.4自蔓延高溫合成 76
3.4.1自蔓延高溫合成概述 76
3.4.2自蔓延高溫合成原理 77
3.4.3自蔓延高溫合成反應(yīng)類型 77
3.4.4自蔓延高溫合成技術(shù)及其特點(diǎn) 78
3.4.5自蔓延高溫合成工藝與設(shè)備概況 80
3.4.6自蔓延高溫合成法在材料合成中的應(yīng)用 81
參考文獻(xiàn) 81
第4章 薄膜材料與制備技術(shù)
4.1薄膜及其特性 82
4.1.1薄膜概述 82
4.1.2薄膜的特性 82
4.1.3薄膜的結(jié)構(gòu)與缺陷 84
4.1.4薄膜和基片 87
4.2薄膜的形成與生長(zhǎng) 87
4.2.1薄膜生長(zhǎng)過(guò)程概述 87
4.2.2薄膜的形核理論 88
4.2.3薄膜的成核率及連續(xù)薄膜的形成 89
4.2.4薄膜生長(zhǎng)的晶帶模型 90
4.3薄膜的物理制備方法 91
4.3.1真空蒸鍍 91
4.3.2濺射沉積 97
4.3.3離子鍍和離子束沉積 103
4.4薄膜的化學(xué)制備方法 105
4.4.1化學(xué)氣相沉積 105
4.4.2溶液鍍膜法 111
4.4.3原子層沉積 115
4.4.4化學(xué)浴沉積 116
4.5薄膜的表征 118
4.5.1薄膜厚度的測(cè)量 118
4.5.2薄膜的其他表征方法 123
4.6典型薄膜材料簡(jiǎn)介 123
4.6.1金剛石薄膜材料 123
4.6.2氧化鋅薄膜材料 125
4.6.3銅銦鎵硒薄膜材料 128
參考文獻(xiàn) 131
第5章 晶體材料的制備
5.1人工晶體概述 133
5.1.1人工晶體的發(fā)展 133
5.1.2人工晶體的分類及應(yīng)用 135
5.2晶體生長(zhǎng)基礎(chǔ) 135
5.2.1晶體成核理論 135
5.2.2晶體生長(zhǎng)的界面過(guò)程 140
5.3晶體生長(zhǎng)的方法和技術(shù) 141
5.3.1氣相生長(zhǎng)法 141
5.3.2水溶液生長(zhǎng)法 146
5.3.3助熔劑法 152
5.3.4熔體生長(zhǎng)法 157
參考文獻(xiàn) 168
第6章 非晶態(tài)材料的制備
6.1非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu) 170
6.1.1非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)特征 170
6.1.2無(wú)機(jī)玻璃的結(jié)構(gòu) 171
6.1.3非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu) 172
6.1.4非晶態(tài)的X射線散射特征 174
6.2非晶態(tài)合金的形成理論 174
6.2.1熔液結(jié)構(gòu)與玻璃形成能力 175
6.2.2非晶態(tài)合金形成熱力學(xué) 176
6.2.3非晶態(tài)合金形成動(dòng)力學(xué) 177
6.3非晶態(tài)合金的形成規(guī)律 178
6.3.1形成非晶態(tài)合金的合金化原則 178
6.3.2合金的玻璃形成能力判據(jù) 180
6.3.3影響玻璃形成能力的因素 182
6.4非晶態(tài)材料的制備技術(shù) 183
6.4.1非晶粉末的制備 183
6.4.2非晶薄膜的制備 187
6.4.3薄帶非晶態(tài)合金的制備 189
6.4.4大塊非晶態(tài)合金的制備 189
6.5非晶態(tài)合金的性能及應(yīng)用 193
6.5.1非晶態(tài)合金的性能 193
6.5.2非晶態(tài)合金的應(yīng)用 197
參考文獻(xiàn) 200
第7章 新能源材料的制備及應(yīng)用
7.1新能源材料概述 202
7.1.1鋰離子電池材料 202
7.1.2太陽(yáng)能電池材料 203
7.1.3燃料電池材料 203
7.1.4超級(jí)電容器材料 204
7.1.5儲(chǔ)氫材料 204
7.2鋰離子電池材料 205
7.2.1鋰離子電池概述 205
7.2.2負(fù)極材料 207
7.2.3正極材料 210
7.2.4電解質(zhì)材料 215
7.2.5隔膜材料 216
7.2.6鋰離子電池的應(yīng)用 217
7.3太陽(yáng)能電池材料 219
7.3.1太陽(yáng)能電池概述 219
7.3.2晶體硅太陽(yáng)能電池材料 220
7.3.3非晶硅太陽(yáng)能電池材料 223
7.3.4太陽(yáng)能電池的應(yīng)用與展望 228
7.4燃料電池材料 230
7.4.1燃料電池概述 230
7.4.2質(zhì)子交換膜燃料電池材料 230
7.4.3固體氧化物燃料電池材料 235
7.4.4熔融碳酸鹽燃料電池材料 239
7.4.5燃料電池的應(yīng)用 242
7.5超級(jí)電容器材料 244
7.5.1超級(jí)電容器概述 244
7.5.2超級(jí)電容器的工作原理 245
7.5.3超級(jí)電容器制備的工藝流程 245
7.5.4超級(jí)電容器的分類 246
7.5.5超級(jí)電容器的應(yīng)用 246
7.6儲(chǔ)氫材料 247
7.6.1物理吸附儲(chǔ)氫材料 247
7.6.2化學(xué)儲(chǔ)氫材料 249
7.6.3儲(chǔ)氫材料的應(yīng)用與展望 250
參考文獻(xiàn) 252
第8章 電子信息材料的制備及應(yīng)用
8.1電子信息材料的微納結(jié)構(gòu)調(diào)制及制備技術(shù) 254
8.1.1納米電子器件制備 254
8.1.2納米光電子材料與器件 255
8.1.3納米電子元器件材料與器件 256
8.2微電子材料與器件制備技術(shù) 257
8.2.1半導(dǎo)體級(jí)多晶硅生長(zhǎng) 258
8.2.2半導(dǎo)體單晶硅生長(zhǎng) 259
8.2.3GaAs半導(dǎo)體單晶生長(zhǎng) 265
8.3光電子材料制備與應(yīng)用 266
8.3.1光電材料概述 266
8.3.2SiC光電子材料的性質(zhì)與制備 268
8.3.3GaN光電子材料的性質(zhì)與制備 270
8.4新型元器件材料制備與應(yīng)用 272
8.4.1電容器介質(zhì)材料 272
8.4.2壓電材料 273
8.4.3鐵電材料 274
8.4.4熱釋電材料 277
8.5磁性材料 279
8.5.1磁性材料概述 279
8.5.2磁性材料制備技術(shù) 279
參考文獻(xiàn) 280