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第一章 晶体结构1

第一节 晶体学基础1

一、空间点阵1

（一）空间点阵的概念2

（二）晶胞2

（三）晶系3

（四）布拉菲点阵3

（五）晶体结构与空间点阵4

二、晶向指数和晶面指数6

（一）晶向指数6

（二）晶面指数8

（三）六方晶系指数9

（四）晶带10

（五）晶面间距与晶面夹角11

三、晶体的对称性13

（一）对称要素13

（二）点群、单形及空间群16

第二节 晶体化学基本原理23

一、电负性23

二、晶体中的键型24

（一）金属结合（金属键）24

（二）离子结合（离子键）25

（四）范德瓦耳斯结合（分子间键）26

（五）氢键26

（三）共价结合（共价键）26

三、结合能和结合力27

四、原子半径29

第三节 典型晶体结构31

一、金属晶体31

（一）晶体中的原子排列及典型金属晶体结构31

（二）晶体中原子间的间隙34

二、共价晶体37

（一）离子堆积与泡林规则41

三、离子晶体41

（二）典型离子晶体结构分析42

四、硅酸盐晶体46

（一）硅酸盐的分类46

（二）硅酸盐矿物结构48

五、高分子晶体56

（一）高分子晶体的形成56

（二）离分子晶体的形态57

习题与解答59

第二章 晶体的不完整性63

（一）热缺陷64

第一节 点缺陷64

一、点缺陷的类型64

（二）组成缺陷65

（三）电荷缺陷65

（四）非化学计量结构缺陷65

二、点缺陷的反应与浓度平衡66

（一）热缺陷66

（二）组成缺陷和电子缺陷69

（三）非化学计量缺陷与色心71

（一）刃型位错75

一、位错的结构类型75

第二节 位错75

（二）螺型位错76

（三）混合型位错78

（四）柏格斯（Burgers）回路与位错的结构特征78

（五）位错密度81

二、位错的应力场81

（一）位错的应力场81

（二）位错的应变能与线张力84

（三）位错核心86

（一）位错的滑移87

三、位错的运动87

（二）位错攀移92

四、位错与缺陷的相互作用94

（一）位错之间的相互作用94

（二）位错与点缺陷的相互作用98

五、位错源与位错境殖100

（一）位错的来源101

（二）位错的增殖102

一、晶体的表面105

（一）表面力场105

第三节 表面、界面结构及不完整性105

（二）晶体表面状态106

（三）晶体表面的不均匀性108

二、晶界109

（一）晶界几何109

（二）小角度晶界111

（三）大角度晶界113

（四）晶界能115

（五）孪晶界116

（六）晶界的特性117

习题与解答118

第三章 固溶体121

一、休姆-罗瑟里（Hume-Rothery）规律122

第一节 影响固溶度的因素122

二、尺寸因素123

三、电价因素126

四、电负性因素129

第二节 固溶体各论132

一、置换固溶体132

二、间隙固溶体135

三、有序固溶体136

（一）短程有序-微观不均匀性136

（二）长程有序138

四、固溶体的理论分析与计算139

五、中间相141

（一）电子化合物142

（二）间隙相142

（三）间隙化合物144

（四）拓扑密堆相144

习题与解答146

第四章 非晶态固体148

第一节 非晶态固体的特征与表述148

一、非晶态固体的结构特征148

二、非晶态固体的结构表征函数150

（一）径向分布函数（RDF）150

（二）结构描述参数151

三、非晶态固体的短程序152

（一）化学短程序（CSRO）152

（二）几何短程序（GSRO）与局域结构参数153

第二节 非晶态半导体154

一、非晶半导体的结构模型154

二、非晶半导体的微结构158

第三节 非晶态金属160

一、非晶态金属和合金的结构模型160

二、非晶态金属的微结构163

（一）几何微结构164

（二）化学微结构165

（三）磁各向异性与微结构166

第四节 玻璃167

一、玻璃结构理论167

（一）玻璃结构的无规网络学说167

（二）玻璃结构的微晶子学说169

（三）常见玻璃的微观结构170

二、玻璃的转变176

三、玻璃化的条件177

（一）热力学与动力学条件177

（二）结晶化学条件180

一、非晶态高分子的结构模型182

第五节 非晶态高分子182

（二）局部有序模型183

（一）无规线团模型183

二、玻璃化转变184

习题与解答186

第五章 固体材料中的质点运动与迁移187

第一节 晶格中原子的运动与扩散187

一、热缺陷的运动、产生与复合187

二、基本扩散定律——菲克定律190

（一）稳态扩散——菲克第一定律190

（二）非稳态扩散——菲克第二定律192

（一）自扩散系数198

三、扩散系数198

（二）偏扩散系数200

（三）交互扩散系数——达肯方程202

第二节 扩散机制及影响扩散的因素208

一、扩散机制208

（一）空位扩散208

（二）间隙扩散208

（三）氧化物中的空位扩散209

二、影响扩散的因素211

（一）温度的影响211

（二）扩散介质结构的影响212

（三）扩散物质的影响213

（四）第三组元的影响214

（五）位错、晶界和表面的影响214

（六）外场作用的影响及离子电导217

习题与解答221

第六章 固体材料的晶格振动与电子运动223

第一节 晶格振动与热性质223

一、晶格的振动223

（一）一维原子链的振动223

（二）三维晶格的振动228

（三）晶格振动的长波分析229

二、晶格振动与热过程231

（一）爱因斯坦和德拜比热理论231

（二）晶格的热膨胀235

（三）晶格的热传导237

第二节 晶体中的电子运动与能带理论239

一、一维周期场中的电子运动与能带239

二、三维周期场中的电子运动与能带242

三、电子运动的速度与加速度246

四、电子导电与能带模型248

习题与解答250

参考文献253