描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122448927
《材料合成与制备技术》第2版为高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。书中从材料合成与制备的科学基础出发，对功能材料合成的主要技术、方法、应用及最新前沿领域成果进行了较为详尽的论述。介绍了材料合成与制备的基本知识,内容包括经典合成方法、软化学合成方法、特殊合成方法、薄膜材料与制备技术、晶体材料的制备、非晶态材料的制备、新能源材料的制备及应用、电子信息材料的制备及应用等。书中添加了“卡脖子”技术中电子信息材料的制备、新能源材料的制备等内容，反映了当前功能材料合成的主要研究动态及技术水平。本书可作为高等院校材料科学与工程类专业本科生及研究生的教材，也可供从事相关学科领域的技术人员参考。
第1章 经典合成方法
1.1高温合成 1
1.1.1高温的获得和测量 1
1.1.2高温合成反应类型 7
1.1.3高温固相反应 8
1.1.4化学转移反应 13
1.2低温合成和分离 16
1.2.1低温的获得、测量和控制 16
1.2.2低温分离 21
1.2.3冷冻干燥法合成氧化物粉体 24
1.3高压合成 28
1.3.1高压高温的产生和测量 29
1.3.2高压高温合成方法 31
1.3.3高压在合成中的作用 33
1.3.4高压下功能材料的合成 34
1.3.5功能材料高压合成的研究方向及展望 38
参考文献 38
第2章 软化学合成方法
2.1软化学合成方法概述 40
2.1.1软化学合成方法的基本原理 40
2.1.2软化学合成方法的分类 40
2.1.3软化学合成体系及产物的表征技术 40
2.2先驱物法 42
2.2.1先驱物法概述 42
2.2.2先驱物法在无机合成中的应用 42
2.2.3先驱物法的特点和局限性 43
2.3溶胶-凝胶法 44
2.3.1溶胶-凝胶法的特点 44
2.3.2溶胶-凝胶法过程中的反应机理 44
2.3.3溶胶-凝胶法在无机合成中的应用 45
2.4低热固相反应法 46
2.4.1低热固相反应机理 46
2.4.2低热固相反应的规律 47
2.4.3固相反应与液相反应的差别 48
2.4.4低热固相反应的应用 48
2.5水热与溶剂热合成法 50
2.5.1水热与溶剂热合成基础 50
2.5.2功能材料的水热与溶剂热合成 51
2.5.3水热与溶剂热合成技术 53
2.6化学气相沉积法 55
2.6.1化学气相沉积的分类 55
2.6.2化学气相沉积机理概述 55
2.6.3化学气相沉积 57
2.6.4影响化学气相沉积制备材料质量的因素 58
2.6.5化学气相沉积制备材料的应用 58
2.7插层反应、支撑和接枝工艺法 59
2.7.1插层反应 59
2.7.2支撑和接枝工艺 60
参考文献 61
第3章 特殊合成方法
3.1电解合成 63
3.1.1电化学的一些基本概念 63
3.1.2含高价态元素化合物的电氧化合成 64
3.1.3含中间价态和特殊低价元素化合物的电还原合成 64
3.1.4水溶液中的电沉积 65
3.1.5熔盐电解 67
3.1.6非水溶剂中功能化合物的电解合成 68
3.2光化学合成 68
3.2.1光化学的一些基本概念 69
3.2.2光化学研究实验方法 70
3.2.3光化学合成法在材料合成中的应用 72
3.3微波合成 73
3.3.1微波概述 73
3.3.2微波燃烧合成和微波烧结 74
3.3.3微波水热合成 74
3.3.4微波辐射法在材料合成中的应用 75
3.4自蔓延高温合成 76
3.4.1自蔓延高温合成概述 76
3.4.2自蔓延高温合成原理 77
3.4.3自蔓延高温合成反应类型 77
3.4.4自蔓延高温合成技术及其特点 78
3.4.5自蔓延高温合成工艺与设备概况 80
3.4.6自蔓延高温合成法在材料合成中的应用 81
参考文献 81
第4章 薄膜材料与制备技术
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薄膜的结构与缺陷 84
4.1.4薄膜和基片 87
4.2薄膜的形成与生长 87
4.2.1薄膜生长过程概述 87
4.2.2薄膜的形核理论 88
4.2.3薄膜的成核率及连续薄膜的形成 89
4.2.4薄膜生长的晶带模型 90
4.3薄膜的物理制备方法 91
4.3.1真空蒸镀 91
4.3.2溅射沉积 97
4.3.3离子镀和离子束沉积 103
4.4薄膜的化学制备方法 105
4.4.1化学气相沉积 105
4.4.2溶液镀膜法 111
4.4.3原子层沉积 115
4.4.4化学浴沉积 116
4.5薄膜的表征 118
4.5.1薄膜厚度的测量 118
4.5.2薄膜的其他表征方法 123
4.6典型薄膜材料简介 123
4.6.1金刚石薄膜材料 123
4.6.2氧化锌薄膜材料 125
4.6.3铜铟镓硒薄膜材料 128
参考文献 131
第5章 晶体材料的制备
5.1人工晶体概述 133
5.1.1人工晶体的发展 133
5.1.2人工晶体的分类及应用 135
5.2晶体生长基础 135
5.2.1晶体成核理论 135
5.2.2晶体生长的界面过程 140
5.3晶体生长的方法和技术 141
5.3.1气相生长法 141
5.3.2水溶液生长法 146
5.3.3助熔剂法 152
5.3.4熔体生长法 157
参考文献 168
第6章 非晶态材料的制备
6.1非晶态材料的结构 170
6.1.1非晶态材料的结构特征 170
6.1.2无机玻璃的结构 171
6.1.3非晶态合金的结构 172
6.1.4非晶态的X射线散射特征 174
6.2非晶态合金的形成理论 174
6.2.1熔液结构与玻璃形成能力 175
6.2.2非晶态合金形成热力学 176
6.2.3非晶态合金形成动力学 177
6.3非晶态合金的形成规律 178
6.3.1形成非晶态合金的合金化原则 178
6.3.2合金的玻璃形成能力判据 180
6.3.3影响玻璃形成能力的因素 182
6.4非晶态材料的制备技术 183
6.4.1非晶粉末的制备 183
6.4.2非晶薄膜的制备 187
6.4.3薄带非晶态合金的制备 189
6.4.4大块非晶态合金的制备 189
6.5非晶态合金的性能及应用 193
6.5.1非晶态合金的性能 193
6.5.2非晶态合金的应用 197
参考文献 200
第7章 新能源材料的制备及应用
7.1新能源材料概述 202
7.1.1锂离子电池材料 202
7.1.2太阳能电池材料 203
7.1.3燃料电池材料 203
7.1.4超级电容器材料 204
7.1.5储氢材料 204
7.2锂离子电池材料 205
7.2.1锂离子电池概述 205
7.2.2负极材料 207
7.2.3正极材料 210
7.2.4电解质材料 215
7.2.5隔膜材料 216
7.2.6锂离子电池的应用 217
7.3太阳能电池材料 219
7.3.1太阳能电池概述 219
7.3.2晶体硅太阳能电池材料 220
7.3.3非晶硅太阳能电池材料 223
7.3.4太阳能电池的应用与展望 228
7.4燃料电池材料 230
7.4.1燃料电池概述 230
7.4.2质子交换膜燃料电池材料 230
7.4.3固体氧化物燃料电池材料 235
7.4.4熔融碳酸盐燃料电池材料 239
7.4.5燃料电池的应用 242
7.5超级电容器材料 244
7.5.1超级电容器概述 244
7.5.2超级电容器的工作原理 245
7.5.3超级电容器制备的工艺流程 245
7.5.4超级电容器的分类 246
7.5.5超级电容器的应用 246
7.6储氢材料 247
7.6.1物理吸附储氢材料 247
7.6.2化学储氢材料 249
7.6.3储氢材料的应用与展望 250
参考文献 252
第8章 电子信息材料的制备及应用
8.1电子信息材料的微纳结构调制及制备技术 254
8.1.1纳米电子器件制备 254
8.1.2纳米光电子材料与器件 255
8.1.3纳米电子元器件材料与器件 256
8.2微电子材料与器件制备技术 257
8.2.1半导体级多晶硅生长 258
8.2.2半导体单晶硅生长 259
8.2.3GaAs半导体单晶生长 265
8.3光电子材料制备与应用 266
8.3.1光电材料概述 266
8.3.2SiC光电子材料的性质与制备 268
8.3.3GaN光电子材料的性质与制备 270
8.4新型元器件材料制备与应用 272
8.4.1电容器介质材料 272
8.4.2压电材料 273
8.4.3铁电材料 274
8.4.4热释电材料 277
8.5磁性材料 279
8.5.1磁性材料概述 279
8.5.2磁性材料制备技术 279
参考文献 280
前言
本书第一版出版于2018年9月，出版后被多所院校选用为教材。近些年来，随着材料合成与制备技术的快速发展，不断有新的合成方法和新的合成技术出现；同时，“卡脖子”技术中电子信息材料的合成与制备等内容，在现有的“材料合成与制备”教材中尚未见到，因此我们与时俱进，对教材进行了修订。
此版教材修订，及时融入了材料领域最新科研成果，充分体现了行业最新学术理论水平和内容的前沿性。在第2章软化学合成方法、第4章薄膜材料与制备技术、第7章新能源材料的制备及应用等章节中补充了相关内容；新增了“第8章电子信息材料的制备及应用”相关内容。
本书第1章、第5章、第6章由安徽工业大学李家茂编写；第2章、第7章由合肥工业大学朱继平编写；第3章由安徽理工大学王庆平编写；第4章由合肥工业大学罗派峰编写；第8章由合肥工业大学许育东编写。
本书是合肥工业大学新能源材料与器件国家级一流本科专业建设成果教材。本书的出版得到了高等学校材料类专业教学指导委员会的大力支持，入选规划教材。在此表示由衷的感谢!
限于作者水平和视野所限，本书难免存在不妥之处，诚恳希望读者予以指正。
编者
2024年4月
第1版前言
回顾已经过去的20世纪,可以发现新材料从来没有像今天这样广泛而深刻地影响着我们的社会、生活、观念, 而且这种影响仍在继续深化。材料合成与制备主要从材料科学的角度看问题,把材料研究中有关合成与制备的内容集中起来加以分析、综合以及提升，是研究功能材料制备、组成、结构、性质和应用的科学。
本书分为经典合成方法、软化学合成方法、特殊合成方法、薄膜材料与制备技术、晶体材料的制备、非晶态材料的制备、新能源材料的制备及应用7章。其中，第1章内容包括材料的高温合成、低温合成和分离、高压合成；第2章内容包括先驱物法、溶胶-凝胶法、低热固相反应法、水热与溶剂热合成法、化学气相沉积法、插层反应与支撑和接枝工艺法；第3章内容包括电解合成、光化学合成、微波合成、自蔓延高温合成；第4章内容包括薄膜的形成与生长、薄膜的物理制备方法、薄膜的化学制备方法、薄膜的表征、典型薄膜材料简介；第5章内容包括晶体生长基础、晶体生长的方法和技术；第6章内容包括非晶态材料的结构、非晶态合金的形成理论、非晶态合金的形成规律、非晶态材料的制备技术、非晶态合金的性能及应用；第7章内容包括锂离子电池材料、太阳能电池材料、燃料电池材料、超级电容器材料。
本书特点如下。
① 选择组织内容的时候,尽量反映前沿领域的新知识、新成果、新应用。
② 在呈现内容的时候,关注科学思路以及方法的介绍,注意兼顾科学性和可读性。
③ 综合考虑了无机材料的制备、结构、性质和应用的关系。体现了实用为主、够用为度的原则，特别适合材料科学与工程专业少学时教学的特点。
本书第1章、第5章、第6章由安徽工业大学李家茂编写，第2章、第7章由合肥工业大学朱继平编写，第3章由安徽理工大学王庆平编写，第4章由合肥工业大学罗派峰编写。
限于作者时间和视野所限，本书难免存在一些不妥之处，诚恳地希望读者予以指正。
编者
2018年3月
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