新型功能材料製備工藝（簡體書）

本書介紹了新型功能材料制備工藝的相關知識，著重選擇在各個領域典型的功能材料體系，以其具體的制備方法、工藝流程、具體步驟為基本思路，詳細介紹各類功能材料。具體內容包括新型功能材料的化學合成方法與原理，新型功能陶瓷的制備工藝，新型功能薄膜材料的制備工藝，人工晶體，功能高分子材料的制備工藝，功能復合材料制備工藝。
讀者對象為材料、化學等專業的本科生、研究生以及從事材料學科學研究的工作者。

第1章 緒論1
1.1 新型功能材料概述1
1.2 新型功能材料的應用2
1.3 新型功能材料的發展前景3

第2章 新型功能材料的化學合成方法與原理5
2.1 固相合成法5
2.1.1 固相反應法6
2.1.2 固相熱分解法6
2.1.3 固態置換法7
2.1.4 自蔓延高溫合成法7
2.2 氣相法9
2.2.1 氣相化學反應法9
2.2.2 激光誘導化學氣相沉積法11
2.2.3 化學蒸發凝聚法12
2.3 液相法12
2.3.1 沉淀法12
2.3.2 溶膠凝膠法13
2.3.3 水熱法17
2.3.4 聚合物前驅體方法21
2.3.5 低溫自燃燒方法21
2.3.6 檸檬酸凝膠自燃燒方法24
參考文獻24

第3章 新型功能陶瓷的制備工藝25
3.1 概述25
3.1.1 新型功能陶瓷概述25
3.1.2 功能陶瓷的基本制備工藝25
3.1.3 功能陶瓷材料的表征和性能測試36
3.2 壓電陶瓷38
3.2.1 鋯鈦酸鉛（PbZrxTi1-xO3,PZT）陶瓷39
3.2.2 鈦酸鍶鋇（BST）陶瓷43
3.2.3 鈮酸鍶鋇（SBN）陶瓷46
3.2.4 鉭酸鍶鉍（SBT）陶瓷47
3.2.5 鐵酸鉍陶瓷49
3.3 微波介質陶瓷51
3.3.1 BaOTiO2體系微波介質陶瓷51
3.3.2 BaOLn2O3TiO2（BLT）系微波介質陶瓷53
3.3.3 A(B1/3B′2/3)O3鈣鈦礦型微波介質陶瓷55
3.3.4 Bi2O3ZnONb2O5（BZN）56
3.4 半導體陶瓷58
3.4.1 ZnO壓敏陶瓷59
3.4.2 TiO2壓敏陶瓷60
3.4.3 SnO2陶瓷62
3.5 磁性陶瓷64
3.5.1 MnZn軟磁鐵氧體65
3.5.2 NiZn軟磁鐵氧體68
3.5.3 鋇硬磁鐵氧體70
3.5.4 鍶硬磁鐵氧體71
3.5.5 釔鐵石榴石微波鐵氧體72
3.6 透明陶瓷73
3.6.1 摻釹釔鋁石榴石（Nd∶YAG）73
3.6.2 透明鎂鋁尖晶石陶瓷75
3.7 生物陶瓷77
3.7.1 羥基磷灰石78
3.7.2 磷酸三鈣80
參考文獻81

第4章 新型功能薄膜材料的制備工藝84
4.1 概述84
4.1.1 功能薄膜的分類84
4.1.2 功能薄膜的性質及應用89
4.1.3 功能薄膜的表征技術91
4.2 透明導電薄膜94
4.2.1 氧化銦錫ITO薄膜94
4.2.2 摻鋁氧化鋅ZAO薄膜96
4.2.3 銅銦硒CuInSe2薄膜97
4.3 鐵電薄膜100
4.3.1 鋯鈦酸鉛PbZrxTi1-xO3薄膜100
4.3.2 鈦酸鋇BaTiO3薄膜105
4.3.3 鈦酸鍶鋇BaxSr1-xTiO3薄膜107
4.3.4 鈮酸鍶鋇SrxBa1-xNb2O6薄膜110
4.3.5 鈮酸鋰LiNbO3薄膜113
4.3.6 鉭酸鋰LiTaO3薄膜114
4.4 電致變色薄膜116
4.4.1 氧化鎢WO3薄膜116
4.4.2 氧化鎳NiOx薄膜118
4.4.3 氧化鉬MoO3薄膜120
4.4.4 聚苯胺薄膜121
4.5 光學薄膜123
4.5.1 二氧化硅SiO2薄膜123
4.5.2 氧化鋅ZnO薄膜127
4.5.3 氧化鋁Al2O3薄膜130
4.5.4 碲化鎘CdTe薄膜131
4.6 熱電薄膜132
4.6.1 氧化鈷鈣Ca3Co4O9薄膜132
4.6.2 氧化鈷鈉NaxCo2O4薄膜134
4.6.3 碲化鉍Bi2Te3薄膜135
4.7 熱致變色薄膜137
4.7.1 二氧化釩VO2薄膜137
4.7.2 錳酸鑭鈣La1-xCaxMnO3薄膜139
4.7.3 錳酸鍶鑭La1-xSrxMnO3薄膜141
參考文獻142

第5章 人工晶體145
5.1 概述145
5.1.1 人工晶體發展概況145
5.1.2 人工晶體生長方法146
5.1.3 人工晶體的應用152
5.2 激光晶體153
5.2.1 釔鋁石榴石（YAG）系列激光晶體153
5.2.2 GGG系列激光晶體157
5.2.3 鈮酸鋰LiNbO3（LN）激光晶體159
5.2.4 CaF2晶體163
5.3 閃爍晶體165
5.3.1 鎢酸鉛PbWO4（PWO）165
5.3.2 鍺酸鉍Bi4Ge3O12（BGO）168
5.3.3 硅酸镥Lu2SiO5（LSO）170
5.3.4 鎢酸鉍鈉NaBi（WO4）2（NBW）171
5.4 寶石晶體172
5.4.1 紅寶石晶體172
5.4.2 藍寶石晶體174
5.5 非線性光學晶體176
5.5.1 磷酸二氫鉀（KDP）和磷酸二氘鉀（DKDP）非線性光學晶體176
5.5.2 磷酸鈦氧鉀KTiOPO4（KTP）181
5.5.3 偏硼酸鋇BaB2O4（BBO）184
5.5.4 三硼酸鋰LiB3O5（LBO）186
5.6 半導體型非線性光學晶體188
5.6.1 硫化鋅ZnS與硒化鋅ZnSe晶體188
5.6.2 砷化鎵GaAs晶體191
5.6.3 黃銅礦類非線性光學晶體193
5.7 壓電晶體197
5.7.1 簡介197
5.7.2 硅酸鎵鑭La3Ga5SiO14（LGS）晶體的結構197
5.7.3 提拉法生長LGS晶體198
5.7.4 液相外延法生長LGS單晶膜199
參考文獻200

第6章 功能高分子材料的制備工藝202
6.1 概述202
6.2 吸附分離高分子材料203
6.2.1 離子交換樹脂的結構與類型203
6.2.2 離子交換樹脂的制備與應用204
6.2.3 吸附樹脂的結構與類型208
6.2.4 吸附樹脂的制備與應用209
6.3 高分子分離膜材料211
6.3.1 膜分離機制與分離膜類型211
6.3.2 高分子分離膜的制備214
6.3.3 高分子分離膜的應用216
6.4 電活性高分子材料218
6.4.1 電活性高分子材料的特點與類型218
6.4.2 導電高分子材料及其制備219
6.4.3 化學修飾電極材料及其制備226
6.4.4 電致發光高分子材料及其制備229
6.4.5 電致變色高分子材料及其制備231
6.5 光敏高分子材料233
6.5.1 光敏高分子材料及其類型233
6.5.2 光刻膠及其制備235
6.5.3 光致變色聚合物及其制備236
6.5.4 光穩定劑及其制備238
6.5.5 高分子非線性光學材料及其制備240
6.6 高分子液晶材料241
6.6.1 高分子液晶材料及其類型241
6.6.2 高分子液晶材料的制備243
6.6.3 高分子液晶材料的應用250
參考文獻252

第7章 功能復合材料制備工藝254
7.1 概述254
7.1.1 功能復合材料及其復合效應254
7.1.2 功能復合材料的設計途徑256
7.1.3 功能復合材料的應用與發展257
7.2 聚合物基導電復合材料259
7.2.1 Co（或Ni）包覆聚苯乙烯甲基丙烯酸導電粒子259
7.2.2 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/膨脹石墨(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 聚合物基壓電復合材料265
7.3.1 聚偏氟乙烯（PVDF）/BaTiO3265
7.3.2 鋯鈦酸鉛（PZT）/炭黑（CB）/環氧樹脂（EP）265
7.3.3 鋯鈦酸鉛（PZT）及摻鑭鋯鈦酸鉛（PLZT）纖維/環氧樹脂（EP）266
7.4 聚合物基磁性復合材料268
7.4.1 聚丙烯酸（PAA）/Fe3O4及PAA修飾Fe3O4269
7.4.2 納米鐵氧體/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 聚合物基電磁波吸收功能復合材料272
7.5.1 高密度聚乙烯（HDPE）/聚苯乙烯（PS）/炭黑（CB）273
7.5.2 樹脂基/SiCpSiO2273
7.5.3 聚苯胺（PANI）/BaFe8(Ti0.5 Mn0.5 )4O19274
7.5.4 環氧樹脂（EP）/炭黑（CB）/MnO2276
7.6 金屬基復合阻尼材料276
7.6.1 鋅基合金（ZA27）/皮膠和鋅基合金（ZA27）/松香277
7.6.2 鎂基合金（AZ61）/SiCp278
7.6.3 Mg2Si/Mg9Al278
7.7 金屬基超導復合材料279
7.7.1 Ag/釔鋇銅氧（YBCO）279
7.7.2 Ag/鉍鍶鈣銅的氧化物（Bi2212或Bi2223）280
7.7.3 Fe/Cu/MgB2和Nb/Cu/MgB2280
7.8 增韌陶瓷281
7.8.1 ZrO2/CaOAl2O3SiO2282
7.8.2 SiC晶須/MoSi2SiSiC283
7.8.3 碳纖維/SiC284
7.9 陶瓷基層狀復合材料286
7.9.1 Ti3SiC2/金屬286
7.9.2 3Al2O3·2SiO2/Al2TiO5287
7.9.3 Al2O3(YAG)/LaPO4Al2O3289
7.10 仿生復合材料290
7.10.1 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/ZrO2290
7.10.2 云母/羥基磷灰石292
7.10.3 聚(DL乳酸）基仿生復合材料292
7.10.4 殼聚糖基仿生復合材料293
7.10.5 β相磷酸三鈣（TCP）/多孔膠原(Col)仿生復合材料295
7.11 梯度功能復合材料295
7.11.1 聚丙烯腈（PAN）/Cu295
7.11.2 Ag/SnO2（或La2O3）/ZnOw296
7.11.3 Fe/碳化鎢（WC）/Cu297
7.11.4 Al2O3/Ni299
7.11.5 絲素蛋白/羥基磷灰石300
7.11.6 有機硅聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）301
7.12 納米復合材料301
7.12.1 αFe3O4（或SiO2、NiFe2O4）/氧化錫銻（ATO）301
7.12.2 八乙烯基多面體低聚硅倍半氧烷（OVS）/聚苯乙烯（PS）302
7.12.3 Au/SiO2303
7.12.4 TiO2/SiO2303
參考文獻305