【正文】 分子之間是靠范德華力而結(jié)合成的晶體。 舉例： ① 彈性材料 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于非結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于功能材料； ② 結(jié)構(gòu)陶瓷 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ③ 普通玻璃 —— 應(yīng)用光學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ④ 耐 火 磚 —— 應(yīng)用熱學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料 。 因此固體材料的化學(xué)特性的研究和應(yīng)用很重要 。 材料工程學(xué)： 解決如何將固體物質(zhì)制成可以使用的結(jié)構(gòu)材料和器件，使之具有指定的形態(tài) (如纖維、薄膜、陶瓷體、集成塊等 )和規(guī)定各種結(jié)構(gòu)和性能，如具有特定的熱、力、光、電、聲、磁、化 (學(xué) )和生 (物 )功能。 鐵器時代：人類制造和使用第 3種人造材料 ——鑄鐵 ， 嗣后是鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展 ,成為 18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ) 。 材料是人類社會賴以生存和發(fā)展、征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如形狀記憶合金就屬于這一類 。 還需要建立測定高級結(jié)構(gòu)的方法 ， 研究理化性能和功能與高級結(jié)構(gòu)的關(guān)系 。 12 固體物質(zhì)的分類 無機(jī)固體化學(xué)是以研究無機(jī)和金屬材料為任務(wù)的，包括固體單質(zhì)（硅、碳等）、 二元或多元化合物、金屬和合金等。 （ 5） 一般硬度較大 ， 但延展性差 ， 因而容易破碎 。 所以在一個金屬原子的周圍可以圍繞著盡可能多的又符合幾何圖形的鄰近原子 。 納米粒子奇異的特性： （ 1）比表面特別大 平均粒徑為 10100nm的納米粒子的比表面積為 1070m2/，表面張力也很大，對其內(nèi)部會產(chǎn)生 很高的壓力，造成微粒內(nèi)部的原子間距比塊材小。隨著粒徑的減小，納米粒子的表面原子數(shù)迅速增加，表面積增大，表面能及表面結(jié)合能也迅速增大。研究結(jié)果表明高能球磨易使 具有 bcc結(jié)構(gòu)和 hcp結(jié)構(gòu)的金屬形成納米晶結(jié)構(gòu)，而對于具有 fcc結(jié)構(gòu) 的金屬則不易形成納米晶。 均勻沉淀法： 用上述兩種方法時，沉淀劑的加入可能會使局部沉淀 劑濃度過高，因此通常采用添加能逐漸釋放沉淀劑 NH4OH的尿素的 均勻沉淀法。該法已在制備玻璃、 陶瓷、薄膜、纖維和復(fù)合材料等方面獲得應(yīng)用，也廣泛用于制備 納米粒子。 噴霧熱分解法的優(yōu)點： （ 1）干燥所需時間極短，因此每一顆多組分細(xì)微液滴在反應(yīng)過程中來不及偏析，從而可獲得組分均勻的納米粒子。 生物無機(jī)固體化學(xué)將有可能幫助人們?nèi)ラ_拓一個嶄新的研究天地。 溶膠 凝膠法存在問題 ： 1）所使用的原料價格昂貴，有些原料為有機(jī)物，對健康有害 （ 2）整個溶膠 凝膠過程所需時間很長 . 3）凝膠中存在大量微孔，在干燥過程中又將除去許多氣體、有機(jī)物， 干燥時產(chǎn)生收縮。 水熱法的原理是在水熱條件下加速離子反應(yīng)和促進(jìn)水解反應(yīng)一些在 常溫常壓下反應(yīng)速度很慢的熱力學(xué)反應(yīng)，在水熱條件下可以實現(xiàn)反 應(yīng)快速化。 爆炸法合成金剛石是利用爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓，使游離碳在該 熱力學(xué)條件下以穩(wěn)定的金剛石相存在，然后驟冷至室溫，使得金 剛石以介穩(wěn)態(tài)保存下來。二是在形成顆粒時控制粒子的生長，使其維持在納米尺寸。 （ 9）化學(xué)反應(yīng)性能提高 納米粒子隨粒徑減小，反應(yīng)性能顯著提高，可以進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)。 三、超微粒子與納米相功能材料 20世紀(jì) 80年代初，在原子和分子范疇與凝聚態(tài)固體之間，提出一類由納米尺寸的微粒構(gòu)成的固體，稱為超微粒子或納米晶 這類材料具有特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，特別表現(xiàn)出與常見凝聚 態(tài)固體不同的性質(zhì)，引起人們的極大的注意并得到一系列 應(yīng)用。 定義： （ 1） 良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 （ 自由電子之故 ） ， 且導(dǎo)電性隨溫度升高而降低； （ 2） 高熔 、 沸點 ， 高密度 ， 良好的機(jī)械加工性能 金屬鍵無方向性，緊密堆積，使金屬中正離子難以脫離“電子?！钡陌鼑?，使金屬具有高的沸點和氣化熱； 但金屬鍵的強(qiáng)弱不同 ， 使金屬晶體的硬度 、 熔點 、 延展性等性質(zhì)有很大差異 。 晶態(tài)固體和非晶態(tài)固體 離子晶體、共價晶體、金屬晶體、分子晶體 離子晶體 定義 ： 離子晶體是陰離子和陽離子通過 離子鍵 （靜電）相互作用形成的晶體。 以脂肪族或芳香族的 CC共價鍵為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的大分子組成?；瘜W(xué)是自然科學(xué)中唯一一門創(chuàng)造新物質(zhì)的科學(xué)。 ⑵ 材料的發(fā)展過程 第一代為天然材料 在原始社會生產(chǎn)技術(shù)水平低下 ， 人類使用的材料只能是自然界的動物 、 植物和礦物 ， 主要的工具是棍棒 ， 用石料加工的磨制石器； 第二代為燒煉材料 燒煉材料是燒結(jié)材料和冶煉材料的總稱 。 目 錄 第 1章 緒論 第 2章 固體中的化學(xué)鍵 第 3章 晶體缺陷化學(xué) 第 4章 缺陷的類化學(xué)平衡 第 5章 固相反應(yīng) 第 6章 固熔體 第 7章 固體中的擴(kuò)散 第 8章 相平衡和晶體的制備 第 9章 固體化學(xué)中的實驗方法 第一章 緒 論 167。 人類用天然的礦土燒結(jié)磚瓦和陶瓷 ， 制出了玻璃和水泥 ， 這些都屬于燒結(jié)材料；從各種天然的礦石中提煉銅 、 鐵等金屬 ， 則屬于冶煉材料； 第三代材料為合成材料 在 20世紀(jì)初期出現(xiàn)了化工合成產(chǎn)品 ， 其中合成塑料 、 合成橡膠和合成纖維已廣泛地適用于生產(chǎn)和生活中 。在過去的一個世紀(jì)之中，化學(xué)家以結(jié)構(gòu) —— 功能關(guān)系研究為主線，設(shè)計、合成了許多具有各種功能的分子和物質(zhì)。一般又分為塑料、橡膠和纖維。 離子晶體 特點： （ 1）晶格結(jié)點上交替排列著正、負(fù)離子，依離子鍵結(jié)合。 （ 3）不透明和對輻射能有良好的反折射性能。因此，納米材料被視為 21世紀(jì)的新材料。 剛剛制備的金屬超微粉末接觸空氣時，能進(jìn)行劇烈氧化反應(yīng)， 甚至在空氣中會燃燒，即使耐熱耐腐蝕的氧化物超微粉末也會變得 不穩(wěn)定。 3. 機(jī)械合金化法（高能球磨法） 由于該法不需要昂貴設(shè)備，工藝簡單，有較好的工業(yè)前景。游離碳的來源有兩種，一種是外加石墨 到炸藥中，在此條件下產(chǎn)生的金剛石粉絕大部分是聚晶，粒徑分 布在 ～ 10?m之間，聚晶由納米尺寸的單晶聚集而成；另一種 是使用負(fù)氧平衡炸藥，利用炸藥剩余碳作為游離碳，此時得到的金 剛石是單晶和聚晶的混合物，平均粒徑在 4～ 10nm范圍內(nèi)。 依據(jù)水熱反應(yīng)類型不同可分為：水熱氧化、還原、沉淀、合成、 分解和結(jié)晶等 將有機(jī)溶劑代替水作溶媒，采用類似水熱合成的原理制備納米材料 以非水溶劑代替水，不僅大大擴(kuò)大了水熱技術(shù)的應(yīng)用范圍，而且由于溶劑處于近臨界狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)通常條件下無法實現(xiàn)的反應(yīng)，并能生成具有介穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的材料 6. 溶膠凝膠法 溶膠 凝膠法是指從金屬的有機(jī)物或無機(jī)物的溶液出發(fā)，在低溫下， 通過發(fā)生水解、聚合等化學(xué)反應(yīng)，首先生成溶膠（ Sol），進(jìn)而生成 具有一定空間結(jié)構(gòu)的凝膠（ Gel），然后經(jīng)過熱處理或減壓干燥， 在較低的溫度下制備出各種無機(jī)材料或復(fù)合材料的方法。 （。 隨著工作的不斷深入，將希望找到如何獲得既有確定的大小、晶形 和取向，又具有光、電、磁、熱、聲等功能的特殊材料的最佳途徑。由于微乳滴中水體積及反應(yīng)物濃度可以控制，單分散性好，可控制成核，控制生長因而獲得各種粒徑得單分散得納米粒子 先以水、乙醇或其它溶劑將原料配置成溶液，再通過噴霧裝置將其霧化并導(dǎo)入 反應(yīng)容器內(nèi)，使溶液迅