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新型功能玻璃材料
  • 【作者】:卢安贤
  • 【出版时间】:2005-09
  • 【字 数】:434(千字)
  • 【定 价】:¥40(元)
  • 【出 版 社】:中南大学出版社
  • 【ISBN】:7-81105-123-0/TB·001
  • 【页 码】:536(页)
  • 【开 本】:32开
本书以作者承担的国家自然科学基金项目及多年来在玻璃科学研究与新材料开发方面所取得的科研成果为基础, 系统、 全面地总结了国内外在玻璃科学研究及功能玻璃材料开发方面的最新成果, 介绍了各类功能玻璃材料的概念、 功能效应、 研究与开发现状、 应用领域、 存在的问题及其发展方向。全书共分成六章, 包括: ① 传统玻璃概述(玻璃的概念和通性、 玻璃的形成、 玻璃的结构理论、 玻璃结构的近程有序论、 常见传统玻璃和微晶玻璃等); ② 重金属氧化物玻璃(重金属氧化物玻璃的特点及应用前景、 重金属氧化物玻璃的形成区、 重金属氧化物玻璃的形成规律与结构、 形成非晶态物质的新方法、 重金属氧化物玻璃的应用等); ③ 光功能玻璃(玻璃的基本光学现象、 光学纤维、 激光玻璃、 闪烁玻璃、 非线性光学玻璃、 梯度折射率玻璃、 光致变色玻璃、 反常色散玻璃、 滤光玻璃等); ④ 电磁功能玻璃(载流子运动与玻璃的电磁性能、 等离子体显示屏玻璃、 静电键合玻璃及微晶玻璃、 电致变色玻璃、 电真空玻璃、 快离子导体玻璃、 绝缘基板玻璃及微晶玻璃、 法拉第旋转玻璃、 电磁屏蔽玻璃和铁磁性微晶玻璃等); ⑤ 热和机械功能玻璃(晶格振动与热学性能、 吸热与热反射原理、 吸热玻璃、 热反射玻璃、 低热膨胀和零膨胀系数微晶玻璃、 高热膨胀系数微晶玻璃、 玻璃的力学行为、 氮氧玻璃、 可机械加工微晶玻璃等); ⑥ 生化和其他功能玻璃(生物材料概述、 替换用生物玻璃、 治疗用生物玻璃、 玻璃的表面结构特征、 载体用多孔玻璃、 自洁净玻璃、 金属玻璃和有机玻璃等)。

第1章 传统玻璃概述(1)
1.1 玻璃的概念和通性(1)

1.1.1 玻璃的定义(1)

1.1.2 玻璃的通性(2)
1.2 玻璃的形成(4)

1.2.1 形成玻璃的物质(4)

1.2.2 形成玻璃的方法(6)

1.2.3 形成玻璃的条件(15)
1.3 玻璃的结构理论(21)

1.3.1 晶子学说(22)

1.3.2 无规则网络学说(23)

1.3.3 玻璃结构的近程有序论(25)
1.4 常见传统玻璃(26)

1.4.1 硅酸盐玻璃(26)

1.4.2 硼酸盐玻璃(28)

1.4.3 磷酸盐玻璃(29)

1.4.4 传统氧化物玻璃的应用与发展(30)
1.5 微晶玻璃(33)

1.5.1 微晶玻璃的化学组成(35)

1.5.2 微晶玻璃的制造(36)

1.5.3 微晶玻璃的性能特征(39)

第2章 重金属氧化物玻璃(41)
2.1 重金属氧化物玻璃的概念、 特点及应用前景(41)

2.1.1 重金属氧化物玻璃的概念及特点(41)

2.1.2 重金属氧化物玻璃的应用前景(43)

2.1.3 研究重金属氧化物玻璃的重要意义(47)
2.2 组成对重金属氧化物玻璃形成及结构的影响(48)

2.2.1 PbO-Bi2O3-B2O3系玻璃的形成(48)

2.2.2 SiO2 的引入对PbO-Bi2O3-B2O3系玻璃

形成的影响(70)

2.2.3 PbO-Bi2O3-P2O5系玻璃的形成

(73)

2.2.4 传统玻璃网络形成体在重金属氧化物玻璃

形成中的作用(89)
2.3 重金属氧化物玻璃的形成规律(95)

2.3.1 形成重金属氧化物玻璃的结晶化学、热力学

及动力学条件(96)

2.3.2 重金属氧化物玻璃的形成规律(97)

2.3.3 形成非晶态物质的新方法(99)

第3章 光功能玻璃(103)
3.1 玻璃的基本光学现象(103)

3.1.1 玻璃的光吸收(103)

3.1.2 玻璃的光折射(104)

3.1.3 玻璃的光反射(107)

3.1.4 玻璃的光散射(108)

3.1.5 玻璃的光弹性质(109)

3.1.6 玻璃的热光性质(110)

3.1.7 玻璃的非线性光学性质(110)

3.1.8 玻璃的发光与受激发射(113)

3.1.9 玻璃的光损伤(114)
3.2 光学纤维(115)

3.2.1 光学纤维的发展(116)

3.2.2 石英光学纤维的制备(119)

3.2.3 石英光纤的主要理化性能特点(121)

3.2.4 特种光纤材料(125)
3.3 激光玻璃(126)

3.3.1 激光玻璃的发展历史(126)

3.3.2 掺Nd3+及Yb3+离子激光玻璃的研究现状(130)

3.3.3 高热光性能掺Yb3+激光玻璃(138)
3.4 闪烁玻璃(153)

3.4.1 闪烁材料应满足的条件(154)

3.4.2 新型无机闪烁材料简介(157)

3.4.3 高密度重金属氧化物闪烁玻璃(159)
3.5 非线性光学玻璃(165)

3.5.1 非线性效应的应用 (167)

3.5.2 均质玻璃非线性材料 (169)

3.5.3 含半导体量子点的玻璃复合材料(171)

3.5.4 含有机物的玻璃复合材料(174)
3.6 梯度折射率玻璃(175)

3.6.1 梯度折射率玻璃的制备原理(175)

3.6.2 梯度折射率玻璃的制备(176)

3.6.3 梯度折射率玻璃的应用(181)
3.7 其他光功能玻璃(183)

3.7.1 光致变色玻璃(183)

3.7.2 反常色散玻璃(187)

3.7.3 滤光玻璃(188)

第4章 电磁功能玻璃(192)
4.1 载流子运动与玻璃的电磁性能(193)

4.1.1 玻璃的导电性(193)

4.1.2 玻璃的介电性(200)

4.1.3 玻璃的半导体性(203)

4.1.4 玻璃的磁性(207)
4.2 电功能玻璃(210)

4.2.1 等离子体显示屏玻璃(210)

4.2.2 静电键合玻璃及微晶玻璃(232)

4.2.3 电致变色玻璃(242)

4.2.4 电真空玻璃(250)

4.2.5 干簧管用封装玻璃(261)

4.2.6 快离子导体玻璃(293)

4.2.7 绝缘基板玻璃及微晶玻璃(299)
4.3 磁功能玻璃(301)

4.3.1 法拉第旋转玻璃(301)

4.3.2 电磁屏蔽玻璃(309)

4.3.3 铁磁性微晶玻璃(311)

第5章 热和机械功能玻璃(312)
5.1 晶格振动与热学性能(312)

5.1.1 晶格振动的概念(312)

5.1.2 晶格振动与比热(315)

5.1.3 晶格振动与热膨胀(322)

5.1.4 晶格振动与热传导(325)
5.2 吸热与热反射玻璃(328)

5.2.1 吸热与热反射原理(328)

5.2.2 吸热玻璃(330)

5.2.3 热反射玻璃(333)
5.3 热功能微晶玻璃(339)

5.3.1 低热膨胀系数微晶玻璃(340)

5.3.2 零膨胀系数微晶玻璃(344)

5.3.3 高热膨胀系数微晶玻璃(349)
5.4 机械功能玻璃(388)

5.4.1 玻璃的力学行为(388)

5.4.2 氮氧玻璃(397)

5.4.3 可切削加工微晶玻璃(405)

第6章 生化和其他功能玻璃(415)
6.1 生物玻璃材料(415)

6.1.1 生物材料概述(415)

6.1.2 替换用生物玻璃(422)

6.1.3 治疗用生物玻璃(431)
6.2 化学功能玻璃(438)

6.2.1 玻璃的表面结构特征(438)

6.2.2 载体用多孔玻璃(442)

6.2.3 自洁净玻璃(451)
6.3 金属玻璃(480)

6.3.1 金属玻璃的发展历史(481)

6.3.2 金属玻璃的形成与制备技术(483)

6.3.3 金属玻璃的性能与应用(487)
6.4 有机玻璃(491)

6.4.1 有机玻璃的概念(492)

6.4.2 有机玻璃的制备(493)

6.4.3 有机玻璃的应用与发展(498)

参考文献(509)

部分术语的中英文对照(532)

人们对传统玻璃的形成规律和结构进行了较为广泛的研究, 获得了丰富的玻璃形成和结构方面的科学知识, 这些理论以查哈里阿森的无规则网络学说为基础, 对于指导传统玻璃的开发、 认识传统玻璃组成—结构—性能三者之间的关系是合适的。然而, 有许多玻璃的组成与传统玻璃是完全不同的, 有的不含玻璃网络形成体或仅含极少量玻璃网络形成体, 在这种情况下套用无规则网络学说是不恰当的, 重金属氧化物玻璃就是一个典型例子。因此, 重金属氧化物玻璃形成规律和结构方面的研究结果, 是传统玻璃形成规律和结构理论的重要补充, 对于新型玻璃材料, 特别是对功能玻璃材料(如非线性光学材料、 闪烁材料、 透红外光学材料、 低光学损耗材料、 金属玻璃等)的开发有着重要的指导意义。所谓功能玻璃是指通过改变基础玻璃的化学成分或采取适当的工艺和加工方法, 将一定的物理性质、 化学性质、 生物性质等赋予玻璃体而获得的功能玻璃材料, 如光功能玻璃、 电功能玻璃、 磁功能玻璃、 机械功能玻璃、 生物功能玻璃、 化学功能玻璃、 热功能玻璃等。这些功能材料正随着现代科学技术的发展和社会文明程度的提高, 被愈来愈广泛地应用在工业、 农业、 国防、 现代科技等方面, 发挥着越来越重要的作用。

本书以作者承担的国家自然科学基金项目及多年来在玻璃科学研究与新材料开发方面所取得的科研成果为基础, 系统、 全面地总结了国内外在玻璃科学研究及功能玻璃材料开发方面的最新成果, 介绍了各类功能玻璃材料的概念、 功能效应、 研究与开发现状、 应用领域、 存在的问题及其发展方向。全书共分成六章, 包括: ① 传统玻璃概述(玻璃的概念和通性、 玻璃的形成、 玻璃的结构理论、 玻璃结构的近程有序论、 常见传统玻璃和微晶玻璃等); ② 重金属氧化物玻璃(重金属氧化物玻璃的特点及应用前景、 重金属氧化物玻璃的形成区、 重金属氧化物玻璃的形成规律与结构、 形成非晶态物质的新方法、 重金属氧化物玻璃的应用等); ③ 光功能玻璃(玻璃的基本光学现象、 光学纤维、 激光玻璃、 闪烁玻璃、 非线性光学玻璃、 梯度折射率玻璃、 光致变色玻璃、 反常色散玻璃、 滤光玻璃等); ④ 电磁功能玻璃(载流子运动与玻璃的电磁性能、 等离子体显示屏玻璃、 静电键合玻璃及微晶玻璃、 电致变色玻璃、 电真空玻璃、 快离子导体玻璃、 绝缘基板玻璃及微晶玻璃、 法拉第旋转玻璃、 电磁屏蔽玻璃和铁磁性微晶玻璃等); ⑤ 热和机械功能玻璃(晶格振动与热学性能、 吸热与热反射原理、 吸热玻璃、 热反射玻璃、 低热膨胀和零膨胀系数微晶玻璃、 高热膨胀系数微晶玻璃、 玻璃的力学行为、 氮氧玻璃、 可机械加工微晶玻璃等); ⑥ 生化和其他功能玻璃(生物材料概述、 替换用生物玻璃、 治疗用生物玻璃、 玻璃的表面结构特征、 载体用多孔玻璃、 自洁净玻璃、 金属玻璃和有机玻璃等)。

作者在编写本书的过程中得到了多方面的帮助, 参考了大量文献, 从中获益匪浅, 并得到国家自然科学基金、 国家自然科学出版专项基金、 国防军工配套项目基金及湖南省科技攻关项目基金的资助。在此, 谨向所有提供参考文献的作者和资助单位表示衷心的感谢。同时, 也对在本书编写过程中提供过大量帮助的博士和硕士研究生们表示谢意, 他们是陶辉锦、 刘树江、 张小富、 常鹰、 谭常优、 贾明、 林娜、 肖卓豪、 杨舟、 向其军、 周娟、 周键、 冯艳、 柯尊斌、 黄光锋、 鲁飞、 王宇等。

玻璃非晶态科学及玻璃新材料的发展很快, 内容也很丰富, 但限于时间和作者的水平, 书中不妥之处在所难免, 竭诚希望使用本书的同志批评指正。

作 者
2005年1月28日