硅酸鹽物理化學

第一篇硅酸鹽物理化學基礎(chǔ)
第一章熱力學基礎(chǔ)2
第一節(jié)熱力學基本概念2
一、體系和環(huán)境2
二、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)2
三、過程和途徑3
四、功和熱3
第二節(jié)熱力學函數(shù)的性質(zhì)及其關(guān)系式3
一、熱力學函數(shù)的定義3
二、熱力學函數(shù)關(guān)系式6
三、吉布斯-亥姆霍茲方程式8
第三節(jié)化學反應(yīng)熱效應(yīng)8
一、反應(yīng)熱效應(yīng)9
二、熱化學方程式9
三、蓋斯定律10
四、標準生成焓10
五、標準燃燒焓11
六、熱效應(yīng)與溫度的關(guān)系11
七、相變過程和相變焓12
第四節(jié)標準摩爾熵及熵變的計算13
一、標準摩爾熵13
二、熵變的計算14
三、化學反應(yīng)的熵變計算15
第五節(jié)標準摩爾吉布斯自由能及其改變量的計算15
一、標準摩爾吉布斯生成自由能15
二、吉布斯自由能變的計算15
三、化學反應(yīng)吉布斯自由能變的計算16
第六節(jié)偏摩爾量與化學勢16
一、偏摩爾量16
二、化學勢17
第二章典型氧化物及硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)19
第一節(jié)典型氧化物晶體結(jié)構(gòu)19
一、AB型化合物結(jié)構(gòu)19
二、AB2型化合物結(jié)構(gòu)21
三、A2B3型結(jié)構(gòu)23
四、ABO3型結(jié)構(gòu)24
五、尖晶石型結(jié)構(gòu)25
六、氧化物結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律27
第二節(jié)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)27
一、硅酸鹽化學組成的表示法27
二、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的特點28
三、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的類型28
第三章晶體結(jié)構(gòu)缺陷37
第一節(jié)點缺陷37
一、點缺陷的類型37
二、點缺陷的表示方法38
三、點缺陷的化學反應(yīng)表示法39
四、熱缺陷濃度40
第二節(jié)固溶體42
一、固溶體的概念42
二、固溶體的分類42
三、置換型固溶體44
四、間隙型固溶體45
第三節(jié)非化學計量化合物46
一、非化學計量化合物的概念46
二、非化學計量化合物的類型46
第四節(jié)線缺陷48
一、位錯的概念49
二、位錯的基本類型和特征49
第五節(jié)面缺陷51
一、表面缺陷51
二、晶界缺陷51
三、相界缺陷52
第四章相平衡53
第一節(jié)相平衡的基本概念與相律53
一、體系53
二、相53
三、組分54
四、自由度和自由度數(shù)54
五、外界影響因素54
六、相律54
第二節(jié)一元體系55
一、一元體系的相律55
二、具有同質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變的一元體系相圖55
三、可逆多晶轉(zhuǎn)變與不可逆多晶轉(zhuǎn)變的一元體系相圖56
第三節(jié)二元體系57
一、二元體系相圖的相律及相圖表示方法57
二、二元相圖中的組成表示法57
三、二元體系相圖的基本類型58
第四節(jié)三元體系69
一、三元體系的相律及相圖表示方法69
二、三元體系組成的表示方法69
三、濃度三角形中的幾個規(guī)則70
四、三元體系相圖的基本類型73
五、分析復雜相圖的主要步驟86
第二篇硅酸鹽體系反應(yīng)熱力學
第五章一元體系88
第一節(jié)SiO2體系88
一、SiO2的主要存在狀態(tài)及特征88
二、SiO2的主要變體88
三、SiO2變體的體積變化89
四、SiO2的高壓變體91
五、射線輻射對SiO2變體的影響91
六、SiO2原料及其材料92
第二節(jié)Al2O3體系92
一、Al2O3的主要變體93
二、Al2O3·nH2O的加熱脫水變化94
三、不同介質(zhì)環(huán)境中Al2O3及其水化物的相關(guān)系94
四、Al2O3原料及其材料96
第三節(jié)FeO(Fe2O3)體系98
一、氧化鐵系的相變化99
二、鐵的價態(tài)與氧逸度的關(guān)系99
三、高溫-高壓下Fe-FeO相圖100
四、FeO的結(jié)晶變體及其磁性特征101
五、氧化鐵系礦物原料及其材料101
第四節(jié)CaO和MgO體系102
一、MgCO3與CaCO3的分解反應(yīng)102
二、Mg(OH)2與Ca(OH)2的分解反應(yīng)103
三、以Mg與Ca為主要組分的礦物原料與材料105
第五節(jié)TiO2體系106
一、TiO2的變體106
二、高壓下TiO2的變體107
三、納米TiO2的變體108
四、Ti-TiO2體系108
五、氧化鈦系礦物原料及其材料109
第六節(jié)MnOn體系110
一、MnO2的變體110
二、低價氧化錳及其變體110
三、氧化錳系礦物原料及其材料112
第七節(jié)ZrO2體系113
一、ZrO2的變體113
二、鋯石的性質(zhì)及其變化115
三、氧化鋯礦物原料及其材料116
第八節(jié)P2O5體系116
一、P2O5的變體116
二、P2O5礦物原料117
第六章二元體系118
第一節(jié)SiO2-Al2O3體系118
一、以紅柱石族礦物為主晶相的SiO2-Al2O3體系118
二、以莫來石為主晶相的SiO2-Al2O3體系119
三、含羥基礦物的SiO2-Al2O3體系120
四、SiO2-Al2O3體系反應(yīng)熱力學121
五、SiO2-Al2O3體系礦物原料及其材料122
第二節(jié)SiO2-MgO（FeO）體系123
一、不含水的SiO2-MgO（FeO）體系123
二、含水的SiO2-MgO體系128
三、SiO2-MgO體系礦物原料及其材料128
第三節(jié)SiO2-CaO體系130
一、不含水的SiO2-CaO體系130
二、含水的SiO2-CaO體系133
三、SiO2-CaO體系礦物原料及其材料133
第四節(jié)SiO2（Al2O3）-K2O（Na2O，Li2O）體系134
一、SiO2-K2O體系135
二、SiO2-Na2O體系135
三、Al2O3-K2O（Na2O）體系135
四、SiO2-Li2O體系135
五、SiO2（Al2O3）-K2O（Na2O，Li2O）體系的材料學意義137
第五節(jié)SiO2-B2O3體系137
第七章三元體系139
第一節(jié)SiO2-Al2O3-MgO(FeO，MnO)體系139
一、SiO2-Al2O3-MgO體系139
二、SiO2-Al2O3-FeO（MnO）體系141
三、SiO2-Al2O3-MgO體系的材料學意義142
第二節(jié)SiO2-Al2O3-CaO(BaO)體系143
一、SiO2-Al2O3-CaO體系144
二、SiO2-Al2O3-BaO體系146
三、SiO2-Al2O3-CaO體系材料學意義148
第三節(jié)SiO2-Al2O3-K2O(Na2O)體系148
一、SiO2-Al2O3-K2O體系148
二、SiO2-Al2O3-Na2O體系150
三、SiO2-Al2O3-K2O(Na2O)體系相圖的應(yīng)用153
第四節(jié)SiO2-Al2O3-Li2O體系156
第五節(jié)SiO2-B2O3-Na2O體系158
第六節(jié)SiO2-B2O3-CaO體系161
第八章四元體系162
第一節(jié)SiO2-Al2O3-MgO-CaO體系162
一、SiO2-Al2O3-MgO-CaO體系的主要礦物162
二、Fo-Di-An-SiO2體系163
三、CMS2-CAS2-CS-C2MS2體系164
四、SiO2-Al2O3-MgO-CaO體系巖石165
第二節(jié)SiO2-Al2O3-MgO-Na2O體系166
第三節(jié)SiO2-FeO-Fe2O3-Al2O3（MgO）體系166
一、SiO2-FeO-Fe2O3-Al2O3體系166
二、SiO2-Fe2O3-FeO -MgO體系168
第四節(jié)SiO2-Fe3O4-Mg2SiO4 -CaAl2Si2O8體系168
第五節(jié)SiO2-Al2O3-MgO-Li2O體系169
第六節(jié)SiO2-Al2O3-MgO(CaO)-K2O(Na2O)體系170
第九章硅酸鹽體系熱力學計算172
第一節(jié)經(jīng)典法172
一、經(jīng)典法計算化學反應(yīng)的ΔrGT172
二、經(jīng)典法的應(yīng)用173
第二節(jié)熱力學勢函數(shù)法174
一、熱力學勢函數(shù)法計算化學反應(yīng)的ΔrGT174
二、熱力學勢函數(shù)法的應(yīng)用175
第三篇硅酸鹽體系反應(yīng)動力學
第十章固相反應(yīng)動力學180
第一節(jié)固相反應(yīng)概述180
一、固相反應(yīng)的含義180
二、固相反應(yīng)的特點180
三、固相反應(yīng)的分類180
第二節(jié)固相反應(yīng)的過程及機理180
一、固相反應(yīng)的過程180
二、相界面上反應(yīng)和離子擴散的關(guān)系182
三、固相反應(yīng)的中間產(chǎn)物183
第三節(jié)固相反應(yīng)動力學183
一、固相反應(yīng)的一般動力學關(guān)系式183
二、化學反應(yīng)動力學范圍185
三、擴散動力學范圍186
第四節(jié)影響固相反應(yīng)的因素191
一、溫度、壓力與氣氛的影響191
二、反應(yīng)物粒度及均勻性的影響192
三、礦化劑的影響193
四、反應(yīng)物化學組成與結(jié)構(gòu)的影響193
第十一章燒結(jié)反應(yīng)動力學195
第一節(jié)燒結(jié)類型劃分195
第二節(jié)固相燒結(jié)195
一、燒結(jié)階段劃分及特征196
二、固相燒結(jié)動力學198
三、燒結(jié)過程中的晶粒長大199
四、燒結(jié)體的不均勻性201
第三節(jié)液相燒結(jié)201
一、液相燒結(jié)的動力學過程202
二、液相燒結(jié)階段劃分202
三、液相燒結(jié)過程中的液相浸潤204
四、液相燒結(jié)驅(qū)動力204
五、液相燒結(jié)的致密化機理205
六、液相燒結(jié)的晶界特征206
七、液相燒結(jié)過程中的晶粒生長與粗化207
八、液相燒結(jié)的典型相圖207
九、反應(yīng)液相燒結(jié)208
十、過渡液相燒結(jié)208
十一、液相燒結(jié)的復雜性208
第四節(jié)玻璃化209
一、傳統(tǒng)陶瓷中的玻璃化209
二、黏度和表面張力對玻璃化過程的影響210
第五節(jié)液相燒結(jié)動力學模型214
第六節(jié)影響陶瓷材料致密化的因素217
第七節(jié)燒結(jié)過程中的晶化與過冷結(jié)晶217
附錄222
附錄Ⅰ礦物種英文名稱、縮寫符號、中文名稱、化學式與理論組成222
附錄Ⅱ29815K下一些物質(zhì)的熱力學參數(shù)225
附錄Ⅲ一些重要反應(yīng)的熱力學方程232
附錄Ⅳ一些重要物質(zhì)的多晶轉(zhuǎn)變與熔融熱力學參數(shù)245
附錄Ⅴ氧化物的分子量、密度和熔點249
參考文獻250