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稀土材料学

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  • 开 发 商: 刘光华
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  • 更新时间: 2014年07月25日

 

稀土材料学

作者:刘光华 主编    出版日期:2007年10月    书号:978-7-122-01022-3

开本:16    页数:436页    定价:48.00元

 

读者对象:

本书可作为高等院校材料类、化学与化工类及相关专业的本科生和研究生的教学用书和参考书,也可供有关科研院所、厂矿企业的广大科研人员、工程技术人员及管理人员阅读参考。

 

内容简介:

稀土材料的诸多优异性能使其在国民经济、国防建设和现代科学技术的各个领域有着广泛的应用。本书全面系统地介绍了各类稀土材料(既包括稀土功能材料也包括稀土结构材料)的组成、结构、性能、制备及应用知识。分章论述了稀土金属和合金材料、稀土磁性材料、稀土发光和激光材料、稀土玻璃陶瓷材料、稀土热电和电子发射材料、稀土催化材料、稀土储氢材料和核材料、稀土超导材料、稀土高分子材料、钪及其材料应用等。同时对稀土资源开发、材料用稀土化合物以及稀土材料各领域中涌现出的新理论、新方法、新工艺和新应用也做了详尽的介绍。 
本书可作为高等院校材料类、化学与化工类及相关专业的本科生和研究生的教学用书和参考书,也可供有关科研院所、厂矿企业的广大科研人员、工程技术人员及管理人员阅读参考。

 

前言:

我国盛产稀土元素,储量、产量和出口量均居世界首位,因此是我国的一大资源和产业优势。稀土元素由于其结构的特殊性而具有诸多其他元素所不具备的光、电、磁、热等特性,从而可以用来制备成许多能用于高新技术的新材料。因此,稀土元素被誉为新材料的“宝库”,是国内外科学家,尤其是材料学家最关注的一组元素,被美国、日本等发达国家有关政府部门列为发展高新技术产业的关键元素和战略物资。使用了稀土的新材料已广泛地应用到国民经济、国防建设和现代科学技术的各个领域,并促进了这些领域的发展。随着对稀土基础研究的深入和产业的发展,稀土材料已从分散的应用知识逐步走上了以材料科学为主导的发展道路,形成了一个相应的新兴学科领域——稀土材料学。它是一个科学技术含量很高、前瞻性很强、多学科交叉的新兴学科,国内不少大学的本科高年级学生和研究生都开设有稀土材料类课程,但缺乏专用教材。作者一直密切关注和跟踪着稀土材料学科的发展,集多年教学和科研的实践经验,撰写了这部《稀土材料学》教材,以期能满足稀土材料学科及其产业发展对创新人才培养的需要。 
《稀土材料学》全面、系统地介绍了各类稀土材料的组成、结构、性能、制备和应用知识。这些材料既包括稀土结构材料,又包括稀土功能材料,具体有:稀土金属与合金材料、稀土永磁材料、稀土发光与激光材料、稀土玻璃与陶瓷材料、稀土热电与电子发射材料、稀土催化材料、稀土储氢材料与核能材料、稀土超导材料、稀土高分子材料以及钪资源与材料应用等,并对稀土资源的开发应用和稀土材料制备技术也作了详尽的介绍。本书具有如下显著特点。①以促进国民经济和高新科技发展为目标,取材新颖、内容丰富、自成体系,涵盖了稀土材料方面的基础理论及新兴领域的最新成果,同时兼顾学科的系统性和针对性,具有较强的前瞻性。②以稀土元素特殊结构与新材料性能关系为主线,在研究各类稀土材料的成分、结构、性能及其制备方法的基础上,探索各种稀土金属及其化合物作为材料实际应用的可能性。对稀土材料的设计、研制、开发、生产及应用中涌现出来的新理论、新技术、新方法和新工艺展开了有启发性的探讨。③提出了稀土资源开发、材料制备和实际应用紧密结合的发展原则以及技术创新的思路,以充分发挥我国稀土资源和产业优势,大力提升我国稀土材料开发与应用水平。④理论联系实际,学用结合,各章既包含有扎实的基础知识,又有丰富的稀土材料制备和应用实例,体现了从基础理论出发,指导各类稀土材料的研发与生产、解决稀土材料生产制备与使用过程中的实际问题,为培养和提高学生的综合素质、解决实际问题的能力和创新能力打下坚实的基础。本书可作为高等院校材料类、化学与化工类及相关专业的本科生和研究生的教学用书和参考书,也可供有关科研院所、工矿企业的广大科研人员、工程技术人员及管理人员阅读参考。21世纪新技术革命的来到,给稀土材料及其学科的发展创造了新的机遇,本教材的出版恰逢其时,希望能为我国经济建设的发展和人才培养做出微薄的贡献。 
本书共分14章。参加编写的有刘光华(第1~3、7、10、11章),李永绣(第4章),吴炳乾和杨幼明(第5章),张萌(第6章),刘桂华(第8、9章),汪京荣(第12章),李样生(第13章),刘捷(第14章)。全书由刘光华统稿。本书的出版得到了南昌大学和化学工业出版社的大力支持和帮助,作者在此表示衷心的感谢!同时,对书中所引用文献资料的中外作者致以诚挚的谢意! 
稀土材料学这一新兴学科所涉及的内容非常广泛,且是多学科、多部门交叉和渗透,其发展又极为迅速,加上作者水平所限,书中不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正。 

刘光华2007年8月于南昌 

 

目录:

第1章稀土资源及其材料应用1 
11稀土元素概述1 
111稀土元素1 
112稀土元素的分类1 
12稀土矿物资源2 
121自然界的稀土元素2 
122稀土元素在矿物中的赋存状态3 
123稀土的主要工业矿物3 
124世界稀土资源概况7 
13稀土工业概况8 
131世界稀土工业简况8 
132中国稀土工业的发展9 
14稀土材料应用现状和展望10 
141稀土在传统材料领域的应用12 
142稀土在新材料领域的应用13第2章稀土元素的结构与材料学性能19 
21稀土元素的结构特点与价态19 
211稀土元素在周期表中处于特殊 
位置19 
212稀土元素的电子层结构特点19 
213稀土元素的价态20 
22稀土元素的晶体结构21 
221稀土金属晶体的室温结构21 
222稀土金属的同素异型转变22 
23稀土元素的物理化学性质23 
231稀土元素的一般物理性质23 
232稀土元素的电学性质24 
233稀土元素的光学性质24 
234稀土元素的磁学性质28 
235稀土元素的化学性质30 
24稀土元素的材料学性能32 
241稀土元素的力学性能32 
242稀土金属的工艺学性能33 
25稀土元素特性的材料学应用33第3章稀土化合物及其材料应用35 
31稀土化合物的一般性质35 
32稀土元素的几种非金属化合物37 
321稀土氢化物37 
322稀土硼化物38 
323稀土碳化物40 
324稀土硅化物40 
325稀土氮化物41 
326稀土硫化物42 
327稀土氧化物与氢氧化物44 
328稀土卤化物47 
33稀土元素的几种含氧酸盐48 
331稀土碳酸盐48 
332稀土草酸盐50 
333稀土硅酸盐51 
334稀土硝酸盐51 
335稀土磷酸盐52 
336稀土硫酸盐53 
337稀土卤酸盐54 
34稀土元素配位化合物55 
341稀土配合物的特性55 
342稀土配合物的主要类型57 
343稀土配合物的制备58 
344稀土与无机配体生成的配合物59 
345稀土与有机配体生成的配合物61 
346稀土多元配合物和多核配合物67 
347稀土金属有机化合物69 
348稀土配合物在材料领域的主要 
应用75第4章稀土材料的制备技术77 
41概述77 
411稀土材料制备过程与性能控制78 
412稀土材料前驱体79 
42稀土分离与湿法冶金技术80 
421从稀土矿中提取混合稀土80 
422稀土分离与高纯化技术82 
43稀土材料制备技术93 
431材料设计93 
432组合材料学94 
433稀土微纳米粉体材料制备技术95 
434稀土复合氧化物的合成与结构107 
435稀土金属与合金材料制备技术110第5章稀土金属及合金113 
51概述113 
52稀土金属冶金的基本概念及热力学 
计算113 
521稀土熔盐电解的电极过程113 
522熔盐电解过程热力学计算114 
523热还原过程热力学计算118 
53稀土氯化物的熔盐电解119 
531稀土氯化物熔盐电解质的性质与 
组成119 
532稀土氯化物熔盐电解的电极 
过程123 
533稀土氯化物熔盐电解的工艺 
实践124 
534稀土氯化物熔盐电解的电流效率 
及其影响因素126 
54稀土氧化物氟化物的熔盐电解128 
541稀土氧化物氟化物熔盐电解的 
基本原理129 
542稀土氧化物氟化物熔盐电解的 
工艺实践131 
543稀土两种熔盐体系电解的比较132 
55熔盐电解法直接制取稀土合金133 
551液体阴极电解法制取稀土中间 
合金133 
552电解共析法制取稀土中间合金134 
553固体自耗阴极电解法制取稀土 
中间合金135 
56还原法制取稀土金属和合金136 
561金属热还原法制取稀土金属137 
562金属热还原法直接制取稀土 
合金144 
563制取稀土金属的其他方法148第6章稀土磁性材料150 
61磁学基础150 
611物质的磁性150 
612铁磁物质的特性151 
613磁性材料的种类和特性152 
62稀土永磁材料155 
621稀土永磁材料的种类155 
622几种主要的稀土永磁材料156 
623稀土永磁材料的应用167 
63稀土磁致伸缩材料172 
631磁致伸缩效应及机理173 
632稀土超磁致伸缩材料的制备174 
633稀土超磁致伸缩材料的性能175 
634稀土超磁致伸缩材料的应用177 
64稀土磁致冷材料179 
641磁致冷的基本概念179 
642稀土磁致冷材料的特性180 
643稀土磁致冷材料的应用180 
65稀土磁光材料182 
651磁光效应182 
652磁光材料制备技术183 
653几种稀土磁光材料及其应用184 
66稀土磁泡材料190 
661磁泡的结构与特性190 
662磁泡膜的制备192 
663稀土磁泡材料及应用193第7章稀土发光和激光材料194 
71发光材料及其发光性能194 
711发光材料的基本概念194 
712发光材料的发光性能196 
72稀土发光材料的性能特点200 
721稀土离子的能级跃迁及光谱 
特性200 
722稀土发光材料的优异性能202 
723稀土发光材料的种类和应用202 
73稀土阴极射线发光材料204 
731稀土红色荧光粉204 
732稀土绿色荧光粉206 
733稀土蓝色荧光粉209 
734终端显示器用稀土荧光粉210 
735稀土飞点扫描荧光体212 
74稀土光致发光材料212 
741紧凑型荧光灯用稀土三基色荧 
光粉212 
742高压汞灯用稀土荧光粉214 
743稀土金属卤化物灯荧光粉214 
744稀土长余辉发光材料216 
75稀土电致发光材料220 
751稀土无机电致发光材料221 
752稀土有机电致发光材料223 
76稀土X射线发光材料224 
761稀土激活的稀土钽酸盐225 
762稀土激活的硫氧化物226 
763稀土激活的卤氧化镧226 
764稀土激活的碱土氟卤化物227 
765CT探测器用稀土发光材料228 
766稀土PSL材料229 
77其他稀土发光材料230 
771稀土闪烁体230 
772稀土上转换发光材料233 
78稀土激光材料235 
781稀土激光原理236 
782稀土固体激光材料237 
783稀土液体激光材料242 
784稀土气体激光材料243 
785用于激光技术中的其他稀土 
材料244第8章稀土玻璃和陶瓷246 
81稀土玻璃概述246 
811光学玻璃246 
812稀土玻璃组成及结构246 
813稀土在玻璃中的作用247 
814稀土有色玻璃247 
82稀土光学玻璃248 
821镧系光学玻璃248 
822稀土光致变色玻璃249 
83稀土发光玻璃249 
84稀土光学功能玻璃250 
841稀土非线性光学功能玻璃250 
842稀土非线性光学功能玻璃的制备 
方法252 
843稀土红外可见光上转换玻璃252 
844稀土磁光玻璃253 
85稀土玻璃光纤255 
851RE2O3玻璃光纤255 
852稀土氟化物玻璃光纤258 
853稀土玻璃光纤的应用260 
86稀土抛光材料260 
861稀土抛光剂的抛光机理和抛光 
工艺261 
862稀土抛光粉的种类和制备方法262 
87稀土陶瓷釉263 
871稀土陶瓷彩色釉263 
872稀土高温彩色陶瓷釉264 
88稀土结构陶瓷265 
881REZrO2陶瓷266 
882RESi4N3陶瓷271 
883REAlN陶瓷273 
89稀土功能陶瓷275 
891稀土压电陶瓷276 
892稀土电光陶瓷279 
893稀土离子导电陶瓷281 
894稀土敏感陶瓷284 
895稀土介电陶瓷285第9章稀土热电和电子发射材料289 
91稀土热电材料289 
911热电效应和热电材料289 
912热电效应的基本原理289 
913热电材料的结构与性能291 
914热电材料的制备295 
915热电材料的应用295 
92稀土发热材料298 
921概述298 
922稀土发热材料的组成与结构298 
923稀土发热材料的制备299 
924稀土发热材料的性能300 
925稀土发热材料的应用301 
93稀土阴极发射材料302 
931概述302 
932稀土钼阴极发射材料302 
933稀土氧化物阴极发射材料303 
934六硼化镧阴极发射材料304第10章稀土催化材料307 
101催化作用与稀土催化剂307 
1011催化作用307 
1012催化剂的性能及分类308 
1013稀土元素在催化剂中的作用310 
102稀土裂化催化剂310 
1021催化裂化的发展310 
1022稀土裂化催化剂的性能312 
1023稀土沸石裂化催化剂的制备312 
1024我国稀土裂化催化剂的发展314 
103稀土尾气净化催化剂315 
1031汽车尾气治理技术与稀土净化 
催化剂的发展315 
1032稀土净化催化剂的分类317 
1033稀土在尾气净化催化剂中的 
作用318 
1034稀土净化催化剂的制备319 
104稀土合成橡胶催化剂319 
1041稀土合成橡胶催化剂的组成和 
影响活性的因素320 
1042稀土合成橡胶的制备、结构和 
性能322 
105稀土化工催化材料323 
1051稀土在化工催化材料中的 
作用323 
1052稀土有机化工催化材料324 
1053稀土无机化工催化材料326 
第11章稀土新能源材料328 
111新能源及新能源材料328 
112稀土储氢材料328 
1121氢能源及储氢方法328 
1122储氢材料及其分类329 
1123稀土储氢合金的储氢原理330 
1124稀土储氢材料的制备方法333 
1125稀土储氢材料的性能及其 
优化335 
1126稀土储氢材料的应用338 
113稀土核能材料343 
1131核能的基本概念343 
1132核反应堆及其使用的材料344 
1133核燃料元件材料345 
1134稀土结构材料346 
1135稀土控制材料347 
1136稀土慢化材料349 
1137反射层材料和屏蔽材料349 
1138稀土陶瓷绝缘材料350第12章稀土超导材料351 
121超导电性和超导体351 
122超导材料352 
1221金属元素超导体352 
1222化合物超导体352 
1223合金超导体354 
1224具有NaCl结构的化合物超 
导体354 
1225A15型化合物354 
1226拉夫斯(Laves)相355 
1227谢弗尔(Chevrel)相355 
1228其他超导体356 
123氧化物超导材料356 
1231YBa2Cu3O7-δ(YBCO)系357 
1232BiSrCaCuO(BSCCO)系359 
1233TlBaCaCuO(TBCCO)系359 
124123氧化物超导材料的制备359 
1241顶部籽晶熔融织构法 
(TSMTG)360 
1242淬火熔化生长法(QMG)和熔 
化粉末熔化生长法(MPMG)361 
1243粉末熔化法(PMP)361 
1244液相消除法(LPRM)361 
1245固相液相熔化生长法 
(SLMG)361 
125第二代(2G)高温超导线材362 
1251发展概况和驱动力363 
1252基带的选择364 
1253缓冲层366 
1254超导层的选择367 
1255工艺的改进368 
126超导电性应用371 
1261传输和配电电缆374 
1262舰船推进用HTS电机进展375 
1263故障限流器(FCL)376 
1264医用磁共振成像(MRI)和核磁 
共振仪(NMR)377 
1265变压器377 
1266超导储能377 
1267超导磁浮列车378第13章稀土高分子材料380 
131稀土高分子材料的主要类型380 
1311掺杂型稀土高分子材料380 
1312键合型稀土高分子材料381 
132稀土高分子材料的制备及结构381 
1321稀土高分子材料的制备381 
1322稀土高分子材料的结构383 
133稀土高分子材料的应用384 
1331稀土高分子光学材料384 
1332稀土高分子防护材料390 
1333稀土高分子磁性材料390 
1334稀土高分子材料助剂392第14章钪及其材料应用400 
141钪的资源400 
1411世界钪资源概况400 
1412中国的钪资源401 
142钪的提取和纯制401 
1421钪原料的浸取402 
1422钪的分离提纯402 
143金属钪的制备408 
1431高纯金属钪的制备408 
1432特殊形式钪的制备410 
144钪合金的制备411 
1441对掺法制备钪合金411 
1442熔盐电解法制备钪合金411 
1443金属热还原法制备钪合金411 
145钪的性质412 
1451钪的物理性质412 
1452钪的化学性质412 
146钪的化合物413 
1461氢化钪413 
1462卤化钪413 
1463氧化钪413 
1464氢氧化钪415 
1465钪的其他化合物416 
147钪及其化合物的材料应用416 
1471钪在金属材料中的应用416 
1472钪在特种陶瓷材料中的应用417 
1473钪在石化催化材料中的应用417 
1474钪在电子信息材料中的应用417 
1475钪在电光源及激光材料中的 
应用418 
1476钪在核工业材料中的应用418参考文献419

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