《无机材料科学基础》是教育部高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材，系统阐释材料组成、结构、工艺与性能的关联及基本规律。全书分为十章，涵盖绪论、晶体结构基础、晶体结构缺陷、熔体与非晶态固体、材料的表面与界面、相平衡与相图、固体中的扩散、固相反应、材料中的相变、材料的烧结等内容，兼顾无机材料基础理论与前沿研究成果。
本教材适用于材料科学与工程、土木工程、无机非金属材料工程等专业的本科生及研究生，也可作为材料与土木工程领域科研人员与工程技术人员的参考用书。
第1章绪论
1.1引言 1
1.2晶体结构 1
1.3晶体结构缺陷 2
1.4非晶态结构与性质 2
1.5固体表面与界面 3
1.6相平衡和相图 3
1.7固体中的扩散 4
1.8固相反应 4
1.9相变过程 4
1.10烧结过程 5
课后思考题 5
第2章晶体结构基础
2.1晶体的基本特征 6
2.1.1晶体的基本概念 6
2.1.2几何结晶学的空间格子 6
2.1.3晶体的基本性质 8
2.2晶体的宏观对称性 8
2.2.1晶体宏观对称的特点 8
2.2.2宏观对称操作和对称要素 9
2.2.3点群 10
2.2.4晶族和晶系 11
2.3布拉维点阵与晶系 12
2.3.1平行六面体的选取 12
2.3.2布拉维点阵 12
2.3.3晶胞 15
2.4点阵几何元素的表示法 16
2.4.1结点位置表示法 16
2.4.2晶向的表示法 17
2.4.3晶面的表示法 18
2.5晶体化学基本原理 19
2.5.1晶体中的化学键类型 19
2.5.2球体最紧密堆积原理 22
2.5.3配位数与配位多面体 24
2.5.4键参数 24
2.5.5鲍林规则 29
2.6典型无机化合物晶体结构 31
2.6.1负离子作面心立方紧密堆积的晶体结构类型 31
2.6.2负离子作六方紧密堆积的晶体结构类型 34
2.6.3二维材料 35
2.7硅酸盐晶体结构 37
2.7.1硅酸盐晶体结构的特点及分类 37
2.7.2岛状结构 38
2.7.3组群状结构 39
2.7.4链状结构 40
2.7.5层状结构 42
2.7.6架状结构 43
课后思考题 44
参考文献 45
第3章晶体结构缺陷
3.1晶体结构缺陷的类型 46
3.1.1按缺陷的几何形态分类 46
3.1.2按缺陷产生的原因分类 47
3.2点缺陷 49
3.2.1点缺陷的符号表征——Krger Vink符号 49
3.2.2缺陷反应表示法 50
3.2.3热缺陷浓度的计算 52
3.2.4热缺陷在外力作用下的运动 55
3.2.5热缺陷与晶体的离子导电性 58
3.3固溶体 59
3.3.1固溶体的分类 60
3.3.2置换型固溶体 60
3.3.3间隙型固溶体 61
3.3.4形成固溶体后对晶体性质的影响 62
3.3.5固溶体组成的确定 63
3.3.6固溶体类型的大略估计 64
3.3.7固溶体类型的实验判别 65
3.4非化学计量化合物 67
3.4.1负离子空位型 67
3.4.2间隙正离子型 69
3.4.3正离子空位型 70
3.4.4间隙负离子型 71
3.5线缺陷——位错 72
3.5.1位错理论的产生 72
3.5.2位错的类型 74
3.5.3伯格斯矢量 76
课后思考题 80
参考文献 81
第4章熔体与非晶态固体
4.1熔体的结构 82
4.1.1对熔体的一般认识 82
4.1.2硅酸盐熔体结构的聚合物理论 83
4.2熔体的性质 85
4.2.1黏度 85
4.2.2表面张力 90
4.3玻璃的性能、转变及形成 93
4.3.1玻璃的通性 93
4.3.2玻璃的转变 95
4.3.3玻璃的形成 97
4.4玻璃的结构 103
4.4.1晶子学说 103
4.4.2无规则网络学说 105
4.4.3两大学说的比较与发展 107
4.5典型玻璃类型 108
4.5.1硅酸盐玻璃 108
4.5.2硼酸盐玻璃 111
4.5.3其他氧化物玻璃 112
4.6其他非晶态固体 114
4.6.1硅灰 114
4.6.2水化硅酸钙凝胶 115
4.6.3烧黏土 116
4.6.4气凝胶 117
课后思考题 118
参考文献 118
第5章材料的表面与界面
5.1晶体表面的形貌与结构 120
5.1.1晶体表面的形貌 120
5.1.2晶体表面的结构 121
5.1.3晶体表面的缺陷 123
5.1.4实际晶体表面 124
5.2固体界面行为 125
5.2.1弯曲表面效应 125
5.2.2润湿现象 128
5.2.3黏附现象 132
5.2.4固体的表面活性和改性 134
5.2.5吸附与表面改性 135
5.3晶界 136
5.3.1晶界结构与分类 137
5.3.2多晶体的晶界构型 139
5.3.3晶界应力 141
5.3.4晶界偏聚 142
5.4胶体分散体系与纳米材料中的界面 143
5.4.1黏土水系统胶体化学 144
5.4.2黏土泥浆流动性和稳定性及泥料的可塑性 148
5.4.3纳米材料中的界面 153
5.4.4典型纳米材料 156
课后思考题 157
参考文献 158
第6章相平衡与相图
6.1凝聚态系统相平衡特点 159
6.1.1组分与独立组分 160
6.1.2相 160
6.1.3凝聚态系统的相律 161
6.2单元系统相图 161
6.2.1具有多晶转变的单元系统相图 162
6.2.2单元系统相图实例 163
6.3二元系统相图 167
6.3.1具有一个低共熔点的简单二元系统相图 168
6.3.2具有一个二元化合物的二元系统相图 170
6.3.3生成一种固相分解的二元系统相图 172
6.3.4具有多晶转变的二元系统相图 172
6.3.5形成连续固溶体的二元系统相图 173
6.3.6形成有限固溶体的二元系统相图 173
6.3.7具有液相分层的二元系统相图 174
6.3.8二元系统相图应用实例 175
6.4三元系统相图 178
6.4.1三元系统相图组成表示方法 178
6.4.2浓度三角形的性质 178
6.4.3三元系统相图的基本类型 181
6.4.4分析复杂相图的主要步骤 193
6.4.5三元系统相图的应用举例 194
6.5四元系统相图 201
6.5.1四元系统组成表示方法 201
6.5.2简单四元系统相图 202
6.5.3生成化合物的四元系统相图 203
6.5.4四元系统相图举例 206
6.6相图的热力学计算 210
6.6.1自由能组成曲线 211
6.6.2自由能组成曲线相互关系的确定 213
6.6.3从自由能组成曲线推导相图举例 215
课后思考题 217
参考文献 219
第7章固体中的扩散
7.1固体中质点扩散的特点 220
7.2扩散的动力学方程——菲克定律 221
7.2.1菲克第一定律 221
7.2.2菲克第二定律 222
7.3菲克定律应用举例 223
7.3.1稳态扩散 224
7.3.2非稳态扩散 228
7.4扩散过程的推动力 232
7.5扩散的微观理论 234
7.5.1扩散与原子的随机行走 234
7.5.2菲克定律的微观形式 236
7.5.3扩散的微观机制 237
7.6扩散系数 239
7.6.1本征扩散系数与互扩散系数 239
7.6.2扩散系数与扩散激活能 241
7.7影响扩散系数的因素 243
7.7.1温度的影响 244
7.7.2杂质（第三组元）的影响 245
7.7.3气氛的影响 245
7.7.4晶体结构的影响 245
7.7.5扩散物质性质与结构的影响 246
7.7.6晶体缺陷的影响 247
7.8扩散在混凝土中的应用举例 248
7.8.1混凝土中氯离子扩散系数 248
7.8.2混凝土中的水分扩散系数 249
课后思考题 251
参考文献 252
第8章固相反应
8.1固相反应过程 254
8.2固相反应动力学方程 256
8.2.1固相反应的一般动力学关系 256
8.2.2化学反应控制动力学 257
8.2.3扩散控制动力学 260
8.3影响固相反应的因素 265
8.3.1反应物化学组成与结构的影响 266
8.3.2反应物颗粒尺寸及分布的影响 266
8.3.3反应温度的影响 266
8.3.4压力和气氛的影响 267
8.3.5反应物活性的影响 267
8.4固相反应热力学 268
8.4.1固相化学反应热力学特征 268
8.4.2反应自由能变化ΔGR的热力学计算 269
8.4.3固相反应热力学分析 271
8.5固相反应的研究实例 279
8.5.1莫来石的形成 279
8.5.2高岭土的脱水反应 281
8.5.3碳酸钙的分解 283
8.5.4硅酸盐水泥熟料的固相反应 284
课后思考题 286
参考文献 287
第9章材料中的相变289
9.1相变概述 289
9.1.1相变分类 289
9.1.2相变的条件 292
9.2液液相变过程 293
9.3液固相变过程热力学 294
9.3.1相变过程的不平衡状态及亚稳区 294
9.3.2相变过程推动力 294
9.3.3晶核形成条件 295
9.4液固相变动力学 299
9.4.1成核速率 300
9.4.2晶体生长过程动力学 301
9.4.3总的结晶速率 302
9.4.4析晶过程分析 304
9.4.5影响析晶能力的因素 305
课后思考题 306
参考文献 307
第10章材料的烧结308
10.1烧结的基本特征 308
10.1.1烧结的特点 308
10.1.2烧结过程的推动力 310
10.1.3烧结模型 311
10.2固态烧结 312
10.2.1蒸发凝聚传质 312
10.2.2扩散传质 314
10.3液相烧结 321
10.3.1液相烧结的特点 321
10.3.2流动传质 321
10.3.3溶解沉淀传质 324
10.4晶粒生长与二次再结晶 328
10.4.1晶粒生长 328
10.4.2二次再结晶 333
10.4.3晶界在烧结中的应用 334
10.5影响烧结的因素 335
10.5.1原始粉料的粒度 335
10.5.2外加剂 336
10.5.3烧结温度和保温时间 337
10.5.4盐类的选择及其煅烧条件 338
10.5.5气氛 339
10.5.6成型压力 339
10.6水泥熟料的烧成 340
10.6.1硅酸盐水泥熟料 340
10.6.2铝酸盐水泥熟料 352
10.6.3贝利特硫铝酸钙水泥熟料 355
课后思考题 356
参考文献 357
新书资讯
