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第1章 绪论1

1.1新型功能材料概述1

1.2新型功能材料的应用2

1.3新型功能材料的发展前景3

第2章 新型功能材料的化学合成方法与原理5

2.1固相合成法5

2.1.1固相反应法6

2.1.2固相热分解法6

2.1.3固态置换法7

2.1.4自蔓延高温合成法7

2.2气相法9

2.2.1气相化学反应法9

2.2.2激光诱导化学气相沉积法11

2.2.3化学蒸发凝聚法12

2.3液相法12

2.3.1沉淀法12

2.3.2溶胶-凝胶法13

2.3.3水热法17

2.3.4聚合物前驱体方法21

2.3.5低温自燃烧方法21

2.3.6柠檬酸凝胶自燃烧方法24

参考文献24

第3章 新型功能陶瓷的制备工艺25

3.1概述25

3.1.1新型功能陶瓷概述25

3.1.2功能陶瓷的基本制备工艺25

3.1.3功能陶瓷材料的表征和性能测试36

3.2压电陶瓷38

3.2.1锆钛酸铅（PbZrχTi1χO3.PZT）陶瓷39

3.2.2钛酸锶钡（BST）陶瓷43

3.2.3铌酸锶钡（SBN）陶瓷46

3.2.4钽酸锶铋（SBT）陶瓷47

3.2.5铁酸铋陶瓷49

3.3微波介质陶瓷51

3.3.1 BaO-TiO2体系微波介质陶瓷51

3.3.2 BaO-Ln2O3-TiO2（BLT）系微波介质陶瓷53

3.3.3A（B1/3B2/3）O3钙钛矿型微波介质陶瓷55

3.3.4Bi2O2-ZnO-Nb2O5（BZN）56

3.4半导体陶瓷58

3.4.1ZnO压敏陶瓷59

3.4.2TiO2压敏陶瓷60

3.4.3SnO2陶瓷62

3.5磁性陶瓷64

3.5.1 Mn-Zn软磁铁氧体65

3.5.2 Ni-Zn软磁铁氧体68

3.5.3钡硬磁铁氧体70

3.5.4锶硬磁铁氧体71

3.5.5钇铁石榴石微波铁氧体72

3.6透明陶瓷73

3.6.1掺钛钇铝石榴石（Nd：YAG）73

3.6.2透明镁铝尖晶石陶瓷75

3.7生物陶瓷77

3.7.1羟基磷灰石78

3.7.2磷酸三钙80

参考文献81

第4章 新型功能薄膜材料的制备工艺84

4.1概述84

4.1.1功能薄膜的分类84

4.1.2功能薄膜的性质及应用89

4.1.3功能薄膜的表征技术91

4.2透明导电薄膜94

4.2.1氧化铟锡ITO薄膜94

4.2.2掺铝氧化锌ZAO薄膜96

4.2.3铜铟硒CuInSe2薄膜97

4.3铁电薄膜100

4.3.1锆钛酸铅PbZrχTi1χO3薄膜100

4.3.2钛酸钡BaTiO3薄膜105

4.3.3钛酸锶钡BaχSr1-χTiO2薄膜107

4.3.4铌酸锶钡SrχBa1χNb2O6薄膜110

4.3.5铌酸锂LiNbO3薄膜113

4.3.6钽酸锂LiTaO3薄膜114

4.4电致变色薄膜116

4.4.1氧化钨WO3薄膜116

4.4.2氧化镍NiOχ薄膜118

4.4.3氧化钼MoO3薄膜120

4.4.4聚苯胺薄膜121

4.5光学薄膜123

4.5.1二氧化硅SiO2薄膜123

4.5.2氧化锌ZnO薄膜127

4.5.3氧化铝Al2O3薄膜130

4.5.4碲化镉CdTe薄膜131

4.6热电薄膜132

4.6.1氧化钴钙Ca3Co4O9薄膜132

4.6.2氧化钴钠NaχCo2O4薄膜134

4.6.3碲化铋Bi2Te3薄膜135

4.7热致变色薄膜137

4.7.1二氧化钒VO2薄膜137

4.7.2锰酸镧钙La1-χCaχMnO3薄膜139

4.7.3锰酸锶镧La1-χSrχMnO3薄膜141

参考文献142

第5章 人工晶体145

5.1概述145

5.1.1人工晶体发展概况145

5.1.2人工晶体生长方法146

5.1.3人工晶体的应用152

5.2激光晶体153

5.2.1钇铝石榴石（YAG）系列激光晶体153

5.2.2GGG系列激光晶体157

5.2.3铌酸锂LiNbO3（LN）激光晶体159

5.2.4CaF2晶体163

5.3闪烁晶体165

5.3.1钨酸铅PbWO4（PWO）165

5.3.2锗酸铋Bi4Ge3O12（BGO）168

5.3.3硅酸镥Lu2 SiO5（LSO）170

5.3.4钨酸铋钠NaBi（WO4）2（NBW）171

5.4宝石晶体172

5.4.1红宝石晶体172

5.4.2蓝宝石晶体174

5.5非线性光学晶体176

5.5.1磷酸二氢钾（KDP）和磷酸二氘钾（DKDP）非线性光学晶体176

5.5.2磷酸钛氧钾KTiOPO4（KTP）181

5.5.3偏硼酸钡BaB2O4（BBO）184

5.5.4三硼酸锂LiB3O5（LBO）186

5.6半导体型非线性光学晶体188

5.6.1硫化锌ZnS与硒化锌ZnSe晶体188

5.6.2砷化镓GaAs晶体191

5.6.3黄铜矿类非线性光学晶体193

5.7压电晶体197

5.7.1简介197

5.7.2硅酸镓镧La3 Ga5 SiO14（LGS）晶体的结构197

5.7.3提拉法生长LGS晶体198

5.7.4液相外延法生长LGS单晶膜199

参考文献200

第6章 功能高分子材料的制备工艺202

6.1概述202

6.2吸附分离高分子材料203

6.2.1离子交换树脂的结构与类型203

6.2.2离子交换树脂的制备与应用204

6.2.3吸附树脂的结构与类型208

6.2.4吸附树脂的制备与应用209

6.3高分子分离膜材料211

6.3.1膜分离机制与分离膜类型211

6.3.2高分子分离膜的制备214

6.3.3高分子分离膜的应用216

6.4电活性高分子材料218

6.4.1电活性高分子材料的特点与类型218

6.4.2导电高分子材料及其制备219

6.4.3化学修饰电极材料及其制备226

6.4.4电致发光高分子材料及其制备229

6.4.5电致变色高分子材料及其制备231

6.5光敏高分子材料233

6.5.1光敏高分子材料及其类型233

6.5.2光刻胶及其制备235

6.5.3光致变色聚合物及其制备236

6.5.4光稳定剂及其制备238

6.5.5高分子非线性光学材料及其制备240

6.6高分子液晶材料241

6.6.1高分子液晶材料及其类型241

6.6.2高分子液晶材料的制备243

6.6.3高分子液晶材料的应用250

参考文献252

第7章 功能复合材料制备工艺254

7.1概述254

7.1.1功能复合材料及其复合效应254

7.1.2功能复合材料的设计途径256

7.1.3功能复合材料的应用与发展257

7.2聚合物基导电复合材料259

7.2.1 Co（或Ni）包覆聚苯乙烯-甲基丙烯酸导电粒子259

7.2.2聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） /膨胀石墨（EG）262

7.2.3聚苯胺（PANI）/MnO2263

7.2.4苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）／炭黑264

7.2.5聚苯胺（PANI）/TiO2264

7.3聚合物基压电复合材料265

7.3.1聚偏氟乙烯（PVDF）/BaTiO3265

7.3.2锆钛酸铅（PZT）/炭黑（CB）／环氧树脂（EP）265

7.3.3锆钛酸铅（PZT）及掺镧锆钛酸铅（PLZT）纤维／环氧树脂（EP）266

7.4聚合物基磁性复合材料268

7.4.1聚丙烯酸（PAA）/Fe3O4及PAA修饰Fe3O4269

7.4.2纳米铁氧体／聚苯乙烯（PS）／聚丙烯（PP）270

7.4.3聚丙烯酸（PAA）／聚苯乙烯（PS）／聚丙烯腈（PAN）271

7.4.4[Fe3O4／聚醋酸乙烯酯（PVAc）]/SiO2272

7.5聚合物基电磁波吸收功能复合材料272

7.5.1高密度聚乙烯（HDPE）／聚苯乙烯（PS）／炭黑（CB）273

7.5.2树脂基／SiCp-SiO2273

7.5.3聚苯胺（PAND/BaFe8（Ti0.5Mno.5）4O19274

7.5.4环氧树脂（EP）／炭黑（CB）/MnO2276

7.6金属基复合阻尼材料276

7.6.1锌基合金（ZA27）／皮胶和锌基合金（ZA27）／松香277

7.6.2镁基合金（AZ61）/SiCp278

7.6.3Mg2Si/Mg-9Al278

7.7金属基超导复合材料279

7.7.1Ag/钇钡铜氧（YBCO）279

7.7.2Ag/铋锶钙铜的氧化物（Bi2212或Bi2223）280

7.7.3Fe/Cu/MgB2和Nb/Cu/MgB2280

7.8增韧陶瓷281

7.8.1ZrO2/CaO-Al2O3-SiO2282

7.8.2SiC晶须／MoSi2-Si-SiC283

7.8.3碳纤维／SiC284

7.9陶瓷基层状复合材料286

7.9.1Ti3Si／金属286

7.9.2 3Al2O3·2SiO2／A12TiO5287

7.9.3A12O3（YAG）/LaPO4-A12O3289

7.10仿生复合材料290

7.10.1聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/ZrO2290

7.10.2云母／羟基磷灰石292

7.10.3聚（D-L乳酸）基仿生复合材料292

7.10.4壳聚糖基仿生复合材料293

7.10.5β-相磷酸三钙（TCP）／多孔胶原（Col）仿生复合材料295

7.11梯度功能复合材料295

7.11.1聚丙烯腈（PAN）/Cu295

7.11.2Ag/SnO2（或La2O3）/ZnOw296

7.11.3Fe/碳化钨（WC）/Cu297

7.11.4 Al2O3／Ni299

7.11.5 丝素蛋白／羟基磷灰石300

7.11.6 有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）301

7.12纳米复合材料301

7.12.1 a-Fe3O4（或SiO2、NiFe2O4）/氧化锡锑（ATO）301

7.12.2八乙烯基多面体低聚硅倍半氧烷（OVS）/聚苯乙烯（PS）302

7.12.3Au/SiO2303

7.12.4TiO2/SiO2303

参考文献305