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内容简介

　　《无机非金属材料工学》是高等学校无机非金属材料专业课程体系中的专业必修课程，是材料科学与工程专业的选修课程。本教材是高等教育“十一五”国家级规划教材，是为了适应高等学校材料学科专业发展需要和材料类专业创新工程人才培养需要而编写的。
　　本教材以无机非金属材料工程专业专业规范中材料制备知识领域核心知识单元及知识点为教学依据，整合无机非金属材料共性基础理论知识，提炼材料制备方法与原理；除介绍玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等传统材料制备工艺外，还试图结合新科技成果，将粉末、薄膜等低维材料的制备知识等新材料、新理论、新工艺充实到教材内容中。
　　本教材可作为高等学校材料科学与工程专业、无机非金属材料工程专业本科生教学用书，也可供在材料工程领域从事科研、设计、生产的工程技术人员阅读参考。

目录

绪论
0.1　无机非金属材料的定义
0.2　无机非金属材料在国民经济建设中的作用和地位
0.3　无机非金属材料工业的进展
0.4　无机非金属材料国际发展趋势
0.5　无机非金属材料工学的任务
第1篇　无机非金属材料基础理论
第1章　无机非金属材料概述
1.1　无机非金属材料的结构特征
1.1.1　无机非金属材料的结构
1.1.2　无机非金属材料的结构特征
1.2　水泥
1.2.1　硅酸盐水泥
1.2.2　快硬和特快硬水泥
1.2.3　抗硫酸盐、中低热及道路水泥
1.2.4　膨胀和自应力水泥
1.2.5　油井水泥
1.2.6　装饰水泥
1.3　玻璃
1.3.1　硅酸盐玻璃
1.3.2　硼酸盐玻璃
1.3.3　硼硅酸盐玻璃
1.3.4　铝酸盐玻璃
1.3.5　铝硅酸盐玻璃
1.3.6　磷酸盐玻璃
1.3.7　铝磷酸盐玻璃
1.3.8　其他氧化物玻璃
1.3.9　非氧化物玻璃
1.4　陶瓷
1.4.1　陶瓷的定义与分类
1.4.2　陶瓷的组成、结构与性能
1.4.3　日用陶瓷
1.4.4　建筑卫生陶瓷
1.5　混凝土
1.5.1　混凝土的定义
1.5.2　混凝土的分类
1.6　耐火材料
1.6.1　耐火材料的定义及分类
1.6.2　硅质耐火材料
1.6.3　镁质耐火材料
1.6.4　熔铸耐火材料
1.6.5　含碳耐火材料
1.6.6　轻质耐火材料
1.6.7　不定形耐火材料
［思考题］
［参考文献］
第2章　无机非金属材料晶体结构
2.1　晶体学基础
2.1.1　晶体的基本性质
2.1.2　晶体结构与空间点阵
2.1.3　晶胞
2.1.4　晶系和布拉菲格子
2.1.5　晶面指数和晶向指数
2.1.6　晶面间距及晶带
2.2　无机化合物晶体结构
2.2.1　离子晶体中质点的堆积方式
2.2.2　典型离子晶体的结构
2.2.3　共价晶体中原子的堆积与典型共价晶体的结构
2.3　固溶体
2.3.1　置换固溶体
2.3.2　影响形成置换固溶体的因素
2.3.3　间隙固溶体
2.3.4　影响形成间隙固溶体的因素
2.3.5　形成固溶体后对晶体性质的影响
2.4　硅酸盐晶体结构
2.4.1　硅酸盐晶体结构类型及其特点
2.4.2　常见硅酸盐材料中的晶体
［思考题］
［参考文献］
第3章　非晶态及玻璃态结构
3.1　非晶态物质
3.1.1　非晶态物质的种类
3.1.2　非晶态物质Ｘ射线衍射
3.1.3　玻璃的定义
3.2　非晶态物质的结构
3.2.1　织构
3.2.2　近程结构
3.2.3　远程结构
3.3　玻璃的结构因素
3.4　玻璃的通性
3.4.1　各向同性
3.4.2　介稳性
3.4.3　无固定熔点
3.4.4　性质变化的连续性和可逆性
3.5　玻璃的性质
3.5.1　玻璃熔体的工艺性质
3.5.2　硅酸盐玻璃的性质
［思考题］
［参考文献］
第4章　无机非金属材料的微观结构演变
4.1　液固转变过程中的晶体成核�采�长相变
4.1.1　晶核形成
4.1.2　晶体生长
4.1.3　总结晶速率
4.1.4　影响结晶速率的因素
4.2　玻璃的形成与析晶
4.2.1　玻璃的形成范围
4.2.2　玻璃形成的热力学条件
4.2.3　玻璃形成的动力学条件
4.2.4　玻璃析晶
4.3　微晶玻璃
4.3.1　微晶玻璃的成核剂
4.3.2　微晶玻璃的结晶化热处理
4.3.3　微晶玻璃的结构及其与性能的关系
4.4　玻璃的分相
4.4.1　玻璃分相的定义
4.4.2　玻璃分相的实质
4.4.3　玻璃分相机理
4.4.4　分相产物的显微结构
4.5　玻璃的着色
4.5.1　概述
4.5.2　玻璃着色剂及其着色机理
4.5.3　颜色玻璃的分类及其光谱特性
［思考题］
［参考文献］
第2篇　无机非金属材料制备方法及原理
第5章　基于液相�补滔嘧�变的材料制备
5.1　从熔体制备单晶材料
5.1.1　提拉法
5.1.2　坩埚下降法
5.1.3　区熔法
5.1.4　液相外延
5.2　从熔体制备非晶材料
5.2.1　玻璃的熔制
5.2.2　非晶材料的获得
5.2.3　常见氧化物玻璃制品的成形工艺
5.3　溶液法制备材料
5.3.1　低温溶液法
5.3.2　高温溶液法
5.3.3　水热法（高温水解法）
5.3.4　沉淀法
5.3.5　溶剂蒸发法
5.4　溶胶�材�胶法
5.4.1　概述
5.4.2　溶胶�材�胶法制备材料过程
5.4.3　粉末的制备
5.4.4　氧化物薄膜的制备
［思考题］
［参考文献］
第6章　基于固相�补滔嘧�变的材料制备
6.1　固相反应法制备粉末
6.2　特种陶瓷的烧结
6.2.1　陶瓷烧结方法的分类
6.2.2　热压烧结
6.2.3　其他烧结方法
6.3　水泥熟料的烧成
6.3.1　水泥熟料的形成
6.3.2　水泥熟料煅烧方法
6.4　其他材料制备方法
6.4.1　固相外延
6.4.2　高压制备
［思考题］
［参考文献］
第7章　基于气相�补滔嘧�变的材料制备
7.1　物理气相沉积
7.1.1　真空蒸发镀膜
7.1.2　溅射镀膜
7.1.3　离子镀膜
7.1.4　分子束外延
7.2　化学气相沉积
7.2.1　CVD的化学反应类型
7.2.2　CVD的分类
7.2.3　CVD的特点
7.2.4　CVD的应用
［思考题］
［参考文献］
第3篇　典型无机非金属材料生产工艺
第8章　无机非金属材料生产中的共性与个性
8.1　无机非金属材料生产过程的共性
8.1.1　原料
8.1.2　粉料的制备
8.1.3　原料的均化
8.1.4　高温热处理
8.1.5　成形
8.1.6　干燥
8.2　无机非金属材料生产过程的个性
8.2.1　胶凝材料类
8.2.2　玻璃、玻璃纤维、铸石、人工晶体类
8.2.3　陶瓷、砖瓦、耐火材料类
8.3　无机非金属材料的几种典型生产工艺流程
8.3.1　水泥生产工艺流程
8.3.2　玻璃生产工艺流程
8.3.3　陶瓷生产工艺流程
［思考题］
［参考文献］
第9章　原料
9.1　原料的选择与预处理
9.2　原料的种类和性质
9.2.1　硅质原料
9.2.2　黏土类原料
9.2.3　钙质原料
9.2.4　长石类原料
9.2.5　其他原料
9.3　粉末原料的制备
9.3.1　氮化物粉末的制备
9.3.2　碳化合物粉末的制备
9.3.3　硼化物粉末的制备
9.3.4　氧化铝粉末的制备
9.4　水泥原料
9.4.1　石灰质原料
9.4.2　黏土质原料
9.4.3　校正原料
9.4.4　辅助原料
9.5　玻璃原料
9.5.1　主要原料
9.5.2　辅助原料
9.5.3　碎玻璃
9.6　陶瓷原料
9.6.1　黏土类可塑性原料
9.6.2　石英类非可塑性原料
9.6.3　熔剂性原料
［思考题］
［参考文献］
第10章　硅酸盐水泥的制备
第11章　混凝土
第12章　浮法玻璃生产工艺
第13章　微晶玻璃生产工艺
第14章　陶瓷生产工艺
第15章　纳米材料制备技术

前言/序言

　　在科技高速发展及我国人才强国战略背景下，材料专业教育迅速发展，2001年材料类专业成为我国高教理工科排名前10名的专业。2009年全国无机非金属材料工程专业本科招生点达到89个，材料科学与工程专业本科招生点达到131个。与此同时，材料学科也在迅速发展，专业内涵不断丰富。为适应新形势，培养高水平材料工程技术人才，各高校积极开展课程体系改革与研究，取得了许多成果。本教材是在聆听了诸多教师心得，参考了诸多图书，翻阅了大量资料，特别是吸纳了武汉理工大学材料科学与工程学院十多年的教学改革研究的实践成果之后而完成，因此它凝聚了除编者之外更多人的心血与汗水。
　　《无机非金属材料工学》是无机非金属材料专业学生的核心专业课程，是材料科学与工程专业学生的选修课。应在学习完材料科学基础、材料工程基础两门课程之后，而学习无机非金属材料热工设备课程之前开设。它与材料科学基础、材料工程基础、无机非金属材料热工设备等课程之间有着密切的联系。它是对已学材料基础理论的应用，是对材料制备原理与工艺的系统描述，是今后学习热工设备类课程的基础。
　　本《无机非金属材料工学》教材立足无机非金属材料二级学科专业，面向材料科学与工程一级学科专业，构建适合工程人才培养的无机非金属材料工学课程体系。适宜作为高等学校材料科学与工程专业、无机非金属材料工程专业本科生学习用书。
　　本教材在吸纳了武汉理工大学林宗寿教授主编的《无机非金属材料工学》第二版部分精髓的同时，结合全国高校材料专业教学需求，以无机非金属材料工程专业专业规范中材料制备知识领域核心知识单元及知识点为依据，以整合无机非金属材料共性理论知识为特色，以原理—工艺—性能为主线，组织教学内容，同时结合新材料发展现状，对新材料、新理论、新工艺进行适度介绍。教材内容包括无机非金属材料共性基础理论知识，材料制备方法与原理，玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等传统材料制备工艺，粉末、薄膜等低维材料的制备知识。通过该课程的学习，可使学生掌握无机非金属材料的制备原理和生产过程，工艺流程的共性和特点，使学生对无机非金属材料的性能、生产过程和应用有较全面的了解，同时对新材料、新工艺、新方法建立起基本概念。
　　本教材分为3篇15章：第１篇无机非金属材料基础理论，简明扼要地介绍了无机非金属材料组成�步峁固卣鳎�晶态结构、非晶态及玻璃态结构，微观结构的演化等无机非金属材料共性基础理论；第２篇无机非金属材料制备方法及原理，系统介绍了基于液相�补滔嘧�变、基于固相�补滔嘧�变、基于气相�补滔嘧�变的材料制备方法及原理，重要内容包括晶体材料、粉末材料、薄膜材料、块状材料的制备，对玻璃、水泥熟料、陶瓷进行了制备原理及方法概述；第3篇典型无机非金属材料生产工艺，包括水泥、混凝土、陶瓷、玻璃、微晶玻璃、纳米材料的制备工艺及质量控制。
　　本教材由武汉理工大学谢峻林编写绪论、第5章、第6章、第7章；武汉理工大学顾少轩编写第1章、第2章、第3章、第4章；武汉理工大学何峰编写第8章、第12章、第13章、第14章；济南大学王琦编写第10章、第11章；武汉理工大学梅书霞编写第9章、第15章。顾少轩负责第1篇第1章～第4章统稿；何峰负责第3篇第8章、第9章、第12章～第14章统稿；第2篇、第3篇其他章节由谢峻林统稿，全书内容取舍及章节编排由谢峻林负责。全书由武汉理工大学文进、邢伟宏审稿。
　　本教材按45～60学时编写，各篇、章建议学时数如下：
　　第1篇12～16学时。其中第1章1～2学时，第2章3～4学时，第3章3～4学时，第4章5～6学时。
　　第2篇7～10学时。其中第5章3～4学时，第6章2～3学时，第7章2～3学时。
　　第3篇27～34学时。其中第8章1学时，第9章2～3学时，第10章5～6学时，第11章2～3学时，第12章 5～6学时，第13章 2～3学时，第14章5～6学时，第15章5～6学时。
　　由于教材内容广泛，编者水平所限，尽管加倍努力，但存在不足之处在所难免，恳请同行和读者批评指正。
　　编者
　　2010年12月于武汉
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