Precursor Chemistry of Advanced Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Berlin Heidelberg

作者:Fischer, Roland A. 编

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:2009-12-28

价格:USD 209.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783642056888

丛书系列:

图书标签:

• 材料化学
• 前驱化学
• 先进材料
• 纳米材料
• 化学合成
• 材料科学
• 无机化学
• 固态化学
• 功能材料
• 薄膜材料

《高级材料的先驱化学》内容概述 本书深入探讨了支撑现代先进材料科学发展的核心化学原理与合成方法。它并非对特定材料的最终应用进行详尽描述，而是着重于构成这些复杂结构的基础性化学反应、中间体形成以及前驱物（precursor）的设计与控制。全书的视角集中于“起点”——即如何通过精确的化学手段，为制造具有特定功能的高性能材料奠定坚实的基础。 第一部分：无机前驱体的合成与表征 本部分聚焦于构建先进无机材料所必需的分子和原子级前驱体。我们首先回顾了湿化学合成方法，特别是溶胶-凝胶过程（Sol-Gel Process）的化学动力学。详细阐述了醇盐水解与缩合反应的机率控制，以及如何通过调控pH值、溶剂选择和添加剂（如螯合剂）来控制凝胶网络结构和孔隙度。讨论了这些前驱体溶液的粘度、表面张力及其对最终薄膜形貌的影响。 随后，章节深入到气相沉积（CVD/ALD）所需的前驱体化学。这部分内容侧重于前驱体的热稳定性、蒸汽压特性以及在特定温度下的分解路径。我们分析了金属有机物（如金属烷基化物、金属酰胺化物）作为反应物时，其配体选择如何影响沉积过程的均匀性和薄膜的纯度。例如，对于高介电常数材料的制备，探究了特定二酮酸酯配体在气化过程中避免碳污染的化学机制。 此外，对固态反应的化学基础进行了剖析。这涉及粉末冶金的前驱体准备，如通过共沉淀法或燃烧合成法制备纳米级氧化物或复合氧化物的超细粉末。核心在于理解不同前驱体在高温烧结前，其晶粒尺寸分布和化学均匀性如何决定最终材料的致密化行为和相变途径。 第二部分：有机-无机杂化与聚合物结构化学 本部分侧重于通过有机分子骨架来赋予无机材料新的功能或结构的可控性。详细介绍了有机硅烷、有机磷酸酯等作为偶联剂或结构导向剂在杂化材料合成中的作用。我们考察了有机官能团与无机网络（如二氧化硅、氧化钛）之间界面化学键的形成能，及其对材料的机械强度和介电性能的长期影响。 在高分子材料的先驱化学方面，重点分析了可控自由基聚合（CRP）技术，特别是ATRP（原子转移自由基聚合）和RAFT（可逆加成-断裂链转移）聚合的引发剂化学和链转移剂的分子设计。讨论了如何精确控制聚合物的分子量、分散度（PDI）以及端基功能化，这些都是为了后续将高分子链集成到功能性器件结构中做准备。 对于导电聚合物和有机半导体材料，分析了单体制备的纯化技术以及聚合过程中的化学计量控制。例如，在合成具有特定能带结构的共轭聚合物时，如何通过选择合适的催化剂（如钯催化剂）和反应条件来控制聚合度并抑制副反应（如交叉偶联），是本部分的核心内容。 第三部分：复杂结构定向合成的化学调控 本部分跨越了无机和有机化学的界限，探讨如何利用化学方法来引导材料形成特定的、非平衡的结构，这是实现先进功能（如多孔性、拓扑结构）的关键。 金属有机框架（MOFs）的配位化学： 详细阐述了有机配体（Linkers）的几何形状、电子性质与金属中心（节点）的配位模式之间的关系。分析了溶剂热法中，温度和压力如何影响初级配位聚合物向稳定框架结构转化的热力学和动力学路径。着重于设计具有特定孔径和化学活性的拓扑结构所需的配体修饰策略。 晶体工程与自组装： 探讨了通过氢键、π-π堆积、范德华力等非共价相互作用来驱动分子和纳米单元的自下而上组装。介绍了如何利用超分子化学原理来设计具有明确界面的两亲性分子，使其在溶液中或表面上可预测地形成纳米线、囊泡或层状结构。这部分关注的是组装过程中的能垒和中间体稳定性。 缺陷工程的化学视角： 对于半导体和催化材料，材料的性能往往取决于缺陷的类型和浓度。本部分从化学合成的角度审视缺陷的引入，例如通过故意引入杂原子前驱体或利用化学计量偏差来调控晶格空位、间隙原子或非化学计量相的形成。分析了这些化学不完美性对电子结构和载流子迁移率的影响。 第四部分：前驱体安全、纯化与分析化学基础 最后一部分涉及实际操作和质量控制。详细介绍了高活性或有毒性前驱体（如烷基锂、氢化物、金属有机物）的安全处理、储存和惰性气氛操作技术。强调了痕量杂质对最终材料性能的敏感性，并系统回顾了用于表征前驱体纯度和结构的关键分析技术，包括高分辨率核磁共振（NMR）、元素分析（EA）、热重分析（TGA）以及与结构分析相关的X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）的前期准备技术。 总而言之，本书为读者提供了一个理解先进材料——从原子到宏观——的构建块的化学基础。它侧重于“如何创造”这些基础物质，而非“它们如何工作”的具体应用，强调化学设计、反应控制和结构导向的深层联系。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆