“無機材料科學基礎”是無機材料學科課程體系中重要的主干課程和必修的學科基礎課程。本書系統論述了無機材料科學與工程的重要基礎理論及其應用，全書包括11章內容：無機材料概論、晶體結構、晶體結構缺陷、非晶態結構與性質、固體表面與界面、相平衡和相圖、固體中的擴散、固相反應、相變過程、燒結過程、無機材料的環境效應。
本書在概述無機材料的分類與特點、闡明無機材料學科內涵及其結構-性能-工藝與環境之間的關系、分析無機材料的地位與作用、提出無機材料的選擇原則、綜述無機材料的研究現狀與發展趨勢以初步建立起對無機材料感性認識的基礎上，以無機材料組成-結構-性能-應用關系為主線，從結晶學和晶體化學基本原理出發，系統介紹了理想晶體、實際晶體、非晶態、表面及界面的結構、性能及其控制；以固體熱力學理論為基礎，詳細論述了凝聚單元到多元系統相圖的基礎知識、基本類型、基本規律、分析方法和實際相圖在無機材料研究和生產方面的應用；由固體動力學理論，著重闡述了無機材料制備中物理化學變化過程，包括：固體中質點擴散，固相反應，相變，燒結的本質、機理、過程動力學以及影響因素；從固體在環境介質中的腐蝕和載荷作用下疲勞的角度，分析討論了無機材料使用過程中的環境效應。
本書可作為高等院校無機非金屬材料各專業本科生的專業基礎課程教材，亦可用作材料科學與工程、材料學、礦物材料及相關專業本科生和研究生的教學用書和參考書，并可供科研院所、廠礦企業、公司等從事材料、無機材料、礦物材料及相關領域工作的廣大科研人員、工程技術人員、管理人員及企業家們閱讀參考。
宋曉嵐，中南大學資源加工與生物工程學院，教授，博士生導師，副院長，教指委委員
教育部高校青年骨干教師、教育部材料類教指委無機非金屬材料分委員會委員、教育部材料類專業工程教育認證專家組長、中國化工學會無機酸堿鹽專業委員會學術帶頭人、長沙市色譜學會理事長。
自1987年以來一直從事無機非金屬材料教學和科研工作。主講“無機材料科學基礎”“無機材料工藝學”“無機材料物理性能”“納米材料”和“硅酸鹽工廠設計及CAD技術”等本科生課程，“固體材料化學”“材料合成與制備”“微電子材料及加工”和“非晶態材料”等研究生課程。作為課程負責人的“無機材料科學基礎”為國家精品課程和國家資源共享精品課程。
主編出版教材和參編著作22部，包括《無機材料科學基礎》《無機材料工藝學》《無機材料工廠工藝設計概論》《無機材料專業實驗》《新型無機材料》《材料科學基礎》《礦物材料加工學》等，其中《無機材料科學基礎》為“十一五”國家規劃教材，獲湖南省優 秀教材獎。承擔教育部及湖南省教研教改項目11項，以第 一作者或通訊作者在《高等工程教育》《理工高教》《創新創業教育》等刊物上發表教改論文17篇，獲湖南省教學成果一等獎3項，其中“無機非金屬材料專業創新人才培養教學體系整體優化與實踐”項目獲2010年湖南省教學成果一等獎，排名第 一。
主要研究方向為高性能無機功能材料、納米組裝與分散、納米晶粒生長動力學、材料電化學、化學機械拋光、礦物材料及復合材料等。主持或參與國家863、國家軍工配套、國家自然科學基金、科技部國際科技合作重點項目、國家計委、教育部高校青年骨干教師基金、湖南省自然科學基金，湖南省國土資源廳科技開發、廣東省省重點科技攻關、湖南省高校青年骨干教師基金等國家和省部級30余項科研課題。以第 一作者或通訊作者在國內外重要學術期刊和國際會議上發表學術論文110篇，其中SCI、EI和ISTP收錄86篇，獲中國硅酸鹽學會建筑材料科學技術獎二等獎2項，湖南省科學技術獎三等獎1項，授權國家發明專利6項。
1無機材料概論
1.1無機材料的分類/ 001
1.1.1傳統無機材料/ 001
1.1.2新型無機材料/ 002
1.2無機材料的特點/ 004
1.3無機材料組成、結構、性能、工藝及其與環境的關系/ 005
1.3.1無機材料學科內涵/ 005
1.3.2無機材料結構-性能-工藝之間的關系/ 006
1.3.3無機材料的環境效應/ 009
1.4無機材料的選用原則/ 010
1.5無機材料的地位與作用/ 011
1.6無機材料的研究與發展/ 014
本章小結/ 017
2晶體結構
2.1結晶學基礎/ 018
2.1.1空間點陣/ 018
2.1.2結晶學指數/ 020
2.1.3晶向與晶面的關系及晶帶軸定理/ 023
2.2晶體化學基本原理/ 023
2.2.1晶體中質點間的結合力與結合能/ 023
2.2.2晶體中質點的堆積/ 031
2.2.3化學組成與晶體結構的關系/ 033
2.2.4同質多晶與類質同晶/ 038
2.2.5晶體結構的描述方法/ 039
2.3非金屬單質晶體結構/ 039
2.3.1惰性氣體元素的晶體/ 039
2.3.2非金屬元素的晶體結構/ 039
2.4無機化合物晶體結構/ 041
2.4.1AX型結構/ 042
2.4.2AX2型結構/ 044
2.4.3A2X3型結構/ 047
2.4.4AX3型和A2X5型結構/ 049
2.4.5ABO3型結構/ 049
2.4.6ABO4型結構/ 053
2.4.7AB2O4型結構/ 054
2.4.8石榴石結構/ 056
2.4.9鮑林規則/ 057
2.5硅酸鹽晶體結構/ 058
2.5.1硅酸鹽晶體的組成表示、結構特點及分類/ 058
2.5.2島狀結構/ 059
2.5.3組群狀結構/ 061
2.5.4鏈狀結構/ 063
2.5.5層狀結構/ 065
2.5.6架狀結構/ 069
2.6晶體場理論和配位場理論/ 075
2.6.1晶體場理論的基本概念/ 075
2.6.2d軌道能級的晶體場分裂/ 076
2.6.3晶體場穩定化能和過渡元素離子的電子構型/ 078
2.6.4八面體擇位能/ 080
2.6.5姜-泰勒效應/ 081
2.6.6過渡元素離子有效半徑的晶體場效應/ 082
2.6.7配位場理論的基本概念/ 083
本章小結/ 084
3晶體結構缺陷
3.1晶體結構缺陷的類型/ 086
3.1.1按缺陷的幾何形態分類/ 086
3.1.2按缺陷產生的原因分類/ 087
3.2點缺陷/ 090
3.2.1點缺陷的Krǒger-Vink符號表示法/ 090
3.2.2缺陷反應的表示法/ 091
3.2.3熱缺陷濃度的計算/ 093
3.2.4熱缺陷在外力作用下的運動/ 096
3.2.5點缺陷對晶體性能的影響/ 098
3.3固溶體/ 099
3.3.1固溶體的分類/ 100
3.3.2置換型固溶體/ 101
3.3.3間隙型固溶體/ 103
3.3.4形成固溶體后對晶體性質的影響/ 104
3.3.5固溶體的研究方法/ 105
3.4非化學計量化合物/ 109
3.4.1負離子空位型/ 109
3.4.2間隙正離子型/ 110
3.4.3正離子空位型/ 111
3.4.4間隙負離子型/ 112
3.5線缺陷/ 113
3.5.1位錯理論的產生/ 113
3.5.2位錯的類型/ 115
3.5.3伯格斯矢量及位錯的性質/ 116
3.5.4位錯的彈性應變能/ 118
3.5.5位錯的運動/ 121
3.6面缺陷/ 124
3.6.1表面/ 124
3.6.2晶界/ 124
3.6.3堆積層錯/ 128
3.6.4孿晶界/ 130
3.6.5相界/ 131
3.6.6晶界特性/ 133
本章小結/ 133
4非晶態結構與性質
4.1熔體的結構/ 135
4.1.1對熔體的一般認識/ 135
4.1.2硅酸鹽熔體結構的聚合物理論/ 137
4.2熔體的性質/ 141
4.2.1黏度/ 141
4.2.2表面張力/ 148
4.3玻璃的形成/ 151
4.3.1玻璃的通性/ 151
4.3.2玻璃的轉變/ 153
4.3.3玻璃的形成/ 154
4.4玻璃的結構/ 162
4.4.1微晶學說/ 162
4.4.2無規則網絡學說/ 164
4.4.3兩大學說的比較與發展/ 166
4.5典型玻璃類型/ 167
4.5.1硅酸鹽玻璃/ 167
4.5.2硼酸鹽玻璃/ 170
4.5.3其他氧化物玻璃/ 171
本章小結/ 172
5固體表面與界面
5.1固體的表面及其結構/ 173
5.1.1固體的表面/ 173
5.1.2固體的表面結構/ 179
5.1.3固體表面活性/ 186
5.2固體界面及其結構/ 188
5.2.1陶瓷晶界/ 188
5.2.2晶界構形/ 189
5.2.3晶界應力/ 191
5.2.4晶界電荷/ 193
5.2.5晶界偏析/ 194
5.2.6陶瓷晶界結構/ 194
5.2.7陶瓷晶界特征/ 198
5.3界面行為/ 198
5.3.1彎曲表面效應/ 199
5.3.2吸附與固體表面改性/ 203
5.3.3潤濕與黏附/ 207
5.4黏土-水系統性質/ 217
5.4.1黏土膠體/ 217
5.4.2黏土的離子吸附與交換/ 220
5.4.3泥漿的穩定與聚沉/ 223
5.4.4泥漿的流動性/ 226
5.4.5泥漿的濾水性/ 231
5.4.6泥漿的觸變性/ 231
5.4.7泥團的可塑性/ 232
5.4.8瘠性料的懸浮與塑化/ 235
本章小結/ 237
6相平衡和相圖
6.1相平衡及其研究方法/ 238
6.1.1相平衡的基本概念/ 238
6.1.2相律/ 241
6.1.3相平衡的研究方法/ 242
6.1.4應用相圖時需注意的幾個問題/ 247
6.2單元系統/ 248
6.2.1具有多晶轉變的單元系統相圖/ 248
6.2.2專業單元系統相圖舉例/ 252
6.3二元系統/ 259
6.3.1二元系統相圖的表示方法及杠桿規則/ 259
6.3.2二元系統相圖的基本類型/ 260
6.3.3專業二元系統相圖舉例/ 271
6.4三元系統/ 282
6.4.1三元系統組成表示法/ 282
6.4.2濃度三角形的性質/ 283
6.4.3三元系統相圖的基本類型/ 286
6.4.4專業三元系統相圖/ 304
6.5四元系統/ 325
6.5.1四元系統組成的表示方法/ 325
6.5.2濃度四面體的性質/ 326
6.5.3具有一個低共熔點的四元系統相圖/ 326
6.5.4生成化合物的四元系統相圖/ 328
6.5.5專業四元系統相圖舉例/ 332
本章小結/ 338
7固體中的擴散
7.1擴散動力學方程——菲克定律/ 339
7.1.1晶體中擴散的特點/ 339
7.1.2菲克第一定律/ 340
7.1.3菲克第二定律/ 342
7.2菲克定律的應用舉例/ 344
7.2.1穩定擴散/ 344
7.2.2非穩定擴散/ 347
7.3固體擴散機構與擴散系數/ 349
7.3.1無序擴散系數與自擴散系數/ 349
7.3.2固體擴散機構/ 351
7.3.3擴散機構與擴散系數的關系/ 354
7.3.4擴散系數的測定/ 356
7.4多元系統的擴散/ 357
7.5影響擴散系數的因素/ 360
7.5.1溫度的影響/ 361
7.5.2雜質（第三組元）的影響/ 362
7.5.3氣氛的影響/ 362
7.5.4固溶體類型的影響/ 362
7.5.5擴散物質性質與結構的影響/ 363
7.5.6結構缺陷對擴散的影響/ 364
本章小結/ 366
8固相反應
8.1固相反應的分類與特征/ 367
8.1.1固相反應的分類/ 367
8.1.2固相反應的特征/ 368
8.2固相反應機理/ 369
8.2.1相界面上化學反應機理/ 369
8.2.2相界面上反應和離子擴散的關系/ 370
8.2.3中間產物和連續反應/ 370
8.2.4不同反應類型和機理/ 371
8.3固相反應動力學/ 373
8.3.1一般動力學關系/ 373
8.3.2化學動力學范圍/ 374
8.3.3擴散動力學范圍/ 376
8.3.4通過流體相傳輸的反應和動力學表達式/ 381
8.3.5過渡范圍/ 385
8.4材料制備中的插層反應/ 386
8.4.1插層反應對晶體結構的要求/ 386
8.4.2插層復合法制備有機-無機納米復合材料/ 387
8.5影響固相反應的因素/ 389
8.5.1反應物化學組成的影響/ 389
8.5.2反應物顆粒及均勻性的影響/ 389
8.5.3反應溫度的影響/ 390
8.5.4壓力和氣氛的影響/ 390
8.5.5反應物活性的影響/ 391
本章小結/ 391
9相變過程
9.1相變的分類與條件/ 393
9.1.1相變的分類/ 393
9.1.2相變的條件/ 396
9.2液-固相變——成核-生長機理/ 398
9.2.1晶核生成速率/ 398
9.2.2晶體生長速率/ 402
9.2.3總的結晶速率/ 405
9.2.4影響結晶速率的因素/ 407
9.3液-液相變——調幅分解機理/ 408
9.3.1液相的不混溶現象（玻璃的分相）/ 408
9.3.2調幅分解動力學/ 411
9.3.3分相的結晶化學觀點/ 414
9.3.4分相對玻璃性質的影響/ 416
9.4馬氏體相變/ 417
9.4.1馬氏體相變特征/ 418
9.4.2無機材料中的馬氏體相變/ 419
9.5有序-無序轉變/ 420
本章小結/ 421
10燒結過程
10.1燒結概述/ 422
10.1.1燒結理論的研究與發展/ 422
10.1.2燒結的基本類型/ 424
10.2燒結過程及機理/ 425
10.2.1燒結過程/ 425
10.2.2燒結推動力/ 426
10.2.3燒結機理/ 427
10.3固相燒結/ 430
10.3.1燒結初期/ 430
10.3.2燒結中期/ 435
10.3.3燒結末期/ 437
10.4再結晶和晶粒長大/ 437
10.4.1初次再結晶/ 438
10.4.2晶粒長大/ 438
10.4.3二次再結晶/ 441
10.5液相燒結/ 442
10.5.1液相燒結的特點/ 442
10.5.2顆粒重排/ 443
10.5.3溶解-沉淀傳質/ 443
10.5.4黏性或塑性流動傳質/ 445
10.6特種燒結/ 447
10.6.1熱壓燒結/ 447
10.6.2熱等靜壓燒結/ 447
10.6.3無包套熱等靜壓燒結/ 448
10.6.4反應燒結/ 448
10.6.5電火花燒結/ 449
10.7影響燒結的因素/ 449
10.7.1物料活性的影響/ 450
10.7.2添加物的影響/ 451
10.7.3氣氛的影響/ 452
10.7.4壓力的影響/ 454
本章小結/ 455
11無機材料的環境效應
11.1無機材料的腐蝕/ 456
11.1.1腐蝕產生的原因/ 457
11.1.2腐蝕對無機材料性能的影響/ 461
11.2無機材料的疲勞/ 463
11.2.1疲勞的基本概念/ 464
11.2.2疲勞裂紋擴展的力學行為與特征/ 466
11.2.3無機材料的高溫蠕變/ 467
11.3無機材料的再生與利用/ 473
11.3.1無機材料生命周期評估和生態設計/ 474
11.3.2環境協調無機材料/ 475
11.3.3無機材料的再生與利用/ 481
本章小結/ 483
附錄Ⅰ 單位換算和基本物理常數
附錄Ⅱ 元素的離子半徑表
參考文獻
新書資訊