无机材料科学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:宋晓岚

出品人:

页数:433

译者:

出版时间:2006-9

价格:48.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502579364

丛书系列:

图书标签:

• 材料学
• 教科书
• 无机材料
• 材料科学
• 无机化学
• 材料基础
• 固体物理
• 晶体学
• 材料性能
• 纳米材料
• 陶瓷材料
• 电子材料

现代晶体学导论：从结构到性能的深度解析 本书旨在为物理学、化学、材料科学及相关工程领域的学生和研究人员提供一个全面、深入的现代晶体学理论框架与实践指南。 晶体学，作为研究物质宏观对称性与其微观原子排列规律的交叉学科，是理解凝聚态物质性质的基石。本书将晶体结构、对称性、衍射理论与材料性能紧密结合，力求构建一个连贯且富有启发性的知识体系。 第一部分：晶体学的基本概念与对称性原理 本部分将奠定整个课程的理论基础。我们从宏观描述入手，详细探讨晶体、准晶体和非晶态物质的区别，重点阐述晶体的长程有序性及其周期性特征。 第一章：晶体的几何基础与点阵理论 本章首先引入布拉菲点阵（Bravais Lattices）的概念，系统梳理英 কর্斯-希弗勒斯符号（Miller Indices）在描述晶面、晶向上的应用。我们将深入探讨晶格常数、单位晶胞的选择与变换，以及点阵矢量、倒易点阵（Reciprocal Lattice）的数学推导及其物理意义。倒易点阵作为傅里叶空间描述晶体周期性的核心工具，将被详细剖析，为后续的衍射理论做准备。此外，还会涉及晶体结构中常见的缺陷类型，如点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界），并初步探讨这些缺陷对材料宏观性能的初步影响。 第二章：晶体对称性理论与群论基础 对称性是晶体学的灵魂。本章将全面介绍晶体所具有的旋转轴、反射面、反演中心等操作。我们依据舒勃尼科夫（Shubnikov）群和赫尔曼-马格努斯（Heesch-Shubnikov）群的分类，系统性地讲解所有可能的空间群（Space Groups）。重点内容包括：如何利用晶体结构数据库（如国际晶体学表，IC Tables）来确定一个给定晶体的空间群；晶体学中的不可约表示（Irreducible Representations）在分析晶体振动、电子能带结构中的应用。群论的引入，不仅是形式上的数学工具，更是理解晶体物理性质（如压电性、铁电性、光学活性）内在对称性要求的关键。 第二章的延伸讨论：晶体结构表示法 除了传统的布拉维点阵表示，本章还会引入无序晶体和非整数维度的描述方法，例如描述晶体化学式（如化学计量比、非化学计量学）以及相关的晶体结构表示数据库（如ICSD, CSD）。 第二部分：晶体结构解析的物理方法 本部分聚焦于实验技术，介绍如何利用波与晶体的相互作用来确定其原子排列。 第三章：X射线衍射理论与单晶结构确定 本章是实验晶体学的核心。我们从经典的光的衍射理论出发，推导出著名的布拉格定律（Bragg’s Law）和劳厄条件（Laue Condition）。重点阐述德拜-沃勒公式（Debye-Waller Factor）对衍射强度的影响，区分弹性（相干）散射和非弹性散射。在单晶衍射部分，我们将详细讲解米切尔图（Mountz-Mitchell Diagram）的绘制、倒易空间的扫描策略（如$omega$-扫描、$Phi$-扫描），以及如何通过结构因子（Structure Factor）计算来确定原子位置。对于结构因子中的振幅和相位问题（Phase Problem），本书会介绍解析法（如直接法）和结构修正法（如最小二乘法）的基本思想。 第四章：粉末衍射与晶格参数精修 针对多晶样品，本章深入探讨粉末X射线衍射（PXRD）技术。解释为什么粉末样品会产生衍射环或衍射峰，以及如何利用这些峰的位置和强度信息。重点解析里特维尔德精修（Rietveld Refinement）方法，该方法是现代材料表征中确定多相混合物晶体结构、晶格畸变和微观应力的标准工具。此外，还将涉及同步辐射光源在衍射研究中的优势，以及中子衍射和电子衍射在解决特定问题（如轻元素探测、磁结构分析）中的互补作用。 第五章：电子显微学与高分辨成像 本章关注微观尺度下的结构分析。从透射电子显微镜（TEM）的基本成像原理出发，讲解明场（Bright Field）和暗场（Dark Field）像的形成与对比度来源，特别是区分形貌衬度、绕射衬度与消光长度。高分辨透射电镜（HRTEM）将作为确定晶格图像和晶界结构的关键技术进行详尽阐述。我们还将引入选区电子衍射（SAED）图谱的解析，及其在确定局部晶体取向和缺陷分析中的应用。 第三部分：晶体结构与材料性能的关联 本部分将理论与应用紧密结合，探讨晶体结构如何决定材料的物理和化学性质。 第六章：晶体化学与结构类型 本章侧重于化学视角下的结构解析。通过考察离子半径、电荷平衡和配位几何，解释如何预测和理解常见的无机化合物结构类型，如离子晶体、共价晶体和金属晶体。系统介绍和对比典型的结构家族，包括：岩盐结构（NaCl）、闪锌矿结构（ZnS）、金刚石结构、钙钛矿结构（Perovskite）及其衍生结构（如ABO$_{3}$型结构）。重点分析结构缺陷对化学计量学和电荷补偿的影响，这是理解半导体和陶瓷材料性能的关键。 第七章：晶体动力学与振动模式 本章引入晶体动力学理论。从牛顿力学基础出发，建立描述晶格振动的拉格朗日方程，推导出晶格振动模式的色散关系（Dispersion Relation）。详细分析声学支（Acoustic Modes）和光学支（Optical Modes）的物理意义，以及它们如何影响材料的热容（德拜模型与爱因斯坦模型）、热导率和红外/拉曼光谱。通过简正坐标分析，将复杂的晶格运动分解为一系列独立的振动模式，阐明声子（Phonons）的概念及其在热电效应和声学特性中的作用。 第八章：结构对电学与磁学性质的影响 晶体对称性直接决定了材料的本征电学和磁学特性。本章探讨： 电子结构与能带理论的几何依赖性： 晶体周期势下的薛定谔方程解——布洛赫波的形成，以及晶体结构如何决定能带结构、费米面和电子迁移率。 介电响应与极化： 压电效应、焦电效应和铁电性的晶体学起源。解释非中心对称结构是产生这些现象的必要条件。 磁结构与磁有序： 讨论磁性离子在晶格中的排列如何导致反铁磁性、铁磁性、亚铁磁性等，以及利用中子衍射如何确定磁结构。 第九章：晶体生长与界面现象 本章关注晶体结构在动态过程中的演变。讨论从溶液、熔体或气相中生长晶体的基本热力学和动力学驱动力。涉及的议题包括：界面能、形核理论、晶体生长速度的各向异性。特别分析杂质在晶体生长过程中的捕获与偏析行为，以及如何通过控制生长参数来优化晶体质量，为实际的晶体制造工艺提供理论指导。 本书的特点在于其严谨的数学推导与丰富的材料实例相结合，辅以大量的图示和实验数据分析，确保读者不仅掌握晶体学的理论工具，更能将其应用于解决前沿材料科学中的实际问题。内容涵盖传统晶体学的所有核心要素，同时融入了现代结构分析的前沿进展。

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根本看不懂

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都是基础知识，太详细了

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基础，重要

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