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第1章 绪论1

1.1 新型功能材料概述1

1.2 新型功能材料的应用2

1.3 新型功能材料的发展前景3

第2章 超细粉体制备原理与工艺5

2.1 机械粉磨法5

2.1.1 普通机械粉磨法及其原理5

2.1.2 其他机械粉磨法5

2.2 固相法8

2.2.1 固相反应法8

2.2.2 固相热分解法10

2.2.3 固态置换法10

2.2.4 自蔓延高温合成法11

2.2.5 机械合金化法13

2.3 气相法14

2.3.1 气相化学反应法14

2.3.2 激光诱导化学气相沉积法17

2.3.3 等离子体法19

2.3.4 化学蒸发凝聚法21

2.3.5 物理气相沉积法22

2.4 液相法24

2.4.1 沉淀法24

2.4.2 溶胶-凝胶法29

2.4.3 微乳液法37

2.4.4 水热法40

2.4.5 低温燃烧合成法45

2.5 溶剂蒸发法47

2.5.1 酒精干燥法48

2.5.2 冷冻干燥法49

2.5.3 热煤油干燥法50

2.5.4 喷雾干燥法50

2.5.5 喷雾热分解法51

2.5.6 喷雾反应法52

2.6 凝胶固相反应法55

第3章 功能陶瓷制备原理与工艺56

3.1 功能陶瓷设计的基本框架56

3.2 原料粉体的处理57

3.2.1 粉体颗粒尺寸和比表面测定57

3.2.2 粉体混磨58

3.3 成形58

3.3.1 粉体成形的添加剂58

3.3.2 模压成形60

3.3.3 等静压成形62

3.3.4 可塑成形68

3.3.5 胶态成形71

3.3.6 原位凝固胶态成形81

3.4 坯体的干燥91

3.4.1 干燥目的92

3.4.2 干燥机理92

3.4.3 干燥法95

3.4.4 干燥参数的确定97

3.4.5 坯体干燥与烧结的收缩率98

3.5 烧结99

3.5.1 烧结法99

3.5.2 烧结的影响因素105

3.6 陶瓷显微结构的变化106

3.7 烧结后材料的加工处理及几何检测109

3.7.1 加工处理109

3.7.2 几何检测109

第4章 功能薄膜制备原理与工艺111

4.1 功能薄膜所用基片及其处理方法111

4.1.1 基片的类型111

4.1.2 基片的清洗117

4.1.3 基片的表面处理118

4.2 真空蒸镀法成膜122

4.2.1 蒸发过程123

4.2.2 蒸发源124

4.2.3 化合物的蒸镀法127

4.3 溅射法成膜128

4.3.1 溅射法的基本原理129

4.3.2 二极辉光放电型溅射成膜131

4.3.3 二极磁控溅射成膜133

4.3.4 三极或四极等离子体溅射成膜135

4.3.5 离子束溅射成膜135

4.4 分子束外延生长法成膜136

4.4.1 分子束外延生长法的特点137

4.4.2 分子束外延法的装置137

4.4.3 分子束外延生长法制备Ⅲ-ⅤA族半导体薄膜138

4.4.4 分子束外延生长法制备Ⅲ-ⅤA族以外元素半导体薄膜139

4.5 薄膜的生长过程及分类141

4.5.1 核生长型142

4.5.2 层生长型143

4.5.3 层核生长型143

4.6 液相外延法成膜145

4.6.1 倾浸法145

4.6.2 滑浸法145

4.6.3 顶浸法146

4.7 影响薄膜结构的因素147

4.7.1 蒸发速率的影响147

4.7.2 衬底温度的影响147

4.7.3 蒸发原子入射方向的影响148

4.7.4 真空度的影响149

4.8 化学气相沉积法成膜149

4.8.1 CVD反应原理150

4.8.2 影响CVD薄膜的主要参数152

4.8.3 CVD设备154

4.8.4 等离子体强化CVD法156

4.8.5 有机金属化学气相沉积法成膜158

4.9 溶胶-凝胶法成膜162

4.9.1 制膜工艺162

4.9.2 溶胶-凝胶法成膜的应用前景165

4.10 脉冲激光沉积法成膜166

4.10.1 基本原理及相关物理过程166

4.10.2 特点与优势167

4.10.3 影响膜质量的主要因素及其分析168

4.11 离化团簇束法成膜170

4.11.1 基本原理170

4.11.2 薄膜生长机理171

4.11.3 ICB法的应用173

4.12 朗格缪尔-布洛吉特法成膜174

4.13 薄膜材料的设计179

第5章 新型碳材料制备原理与工艺181

5.1 碳纳米管的制备工艺181

5.1.1 石墨电弧法182

5.1.2 激光蒸发法183

5.1.3 化学气相沉积法184

5.1.4 其他方法186

5.1.5 碳纳米管阵列的制备工艺187

5.1.6 碳纳米管宏观体的制备工艺190

5.1.7 特殊形状螺旋碳纳米管的制备工艺193

5.1.8 掺杂碳纳米管的制备工艺195

5.2 石墨烯的制备工艺196

5.2.1 石墨烯制备工艺概述196

5.2.2 微机械剥离工艺197

5.2.3 超声剥离工艺198

5.2.4 静电沉积剥离工艺201

5.2.5 超临界二氧化碳剥离工艺202

5.2.6 热淬火剥离工艺202

5.2.7 切割碳纳米管工艺202

5.2.8 外延法制备石墨烯203

5.2.9 化学气相沉积法204

5.2.10 氧化石墨烯制备工艺205

5.2.11 石墨烯转移工艺206

5.2.12 氟化石墨烯制备工艺208

5.2.13 三维结构石墨烯制备工艺213

5.2.14 石墨烯-碳纳米管复合材料制备工艺219

5.2.15 石墨烯纤维制备工艺220

5.3 碳纳米球的制备工艺222

5.3.1 溶剂（水）热法223

5.3.2 气相沉积法224

5.3.3 聚合物热解法231

5.3.4 电弧放电法233

5.3.5 激光烧蚀法与等离子体法235

5.3.6 冲击压缩法237

5.3.7 超临界流体法237

5.3.8 介孔微球法制备工艺238

5.3.9 碳化过程238

第6章 单分散功能微球制备原理与工艺241

6.1 单分散SiO2微球的制备工艺241

6.1.1 Stober法242

6.1.2 播种法245

6.1.3 SiO2微球的表面修饰246

6.2 单分散聚苯乙烯微球的制备工艺247

6.2.1 无皂乳液聚合法248

6.2.2 分散聚合法249

6.3 单分散PMMA微球的制备工艺250

6.3.1 无皂乳液聚合法251

6.3.2 悬浮聚合法252

6.3.3 分散聚合法252

6.3.4 沉淀聚合法253

6.4 核壳结构微球的制备工艺253

6.4.1 SiO2/有机物核壳结构微球的制备工艺254

6.4.2 SiO2/无机物核壳结构微球的制备工艺256

6.4.3 SiO2/金属微粒核壳结构微球的制备工艺257

6.5 椭球的制备工艺259

6.5.1 直接合成法259

6.5.2 机械拉伸法260

6.5.3 Stober法261

6.5.4 微流体法265

6.6 空心微球的制备工艺265

6.6.1 硬模板法266

6.6.2 软模板法266

6.6.3 牺牲模板法267

第7章 一维功能材料制备原理与工艺268

7.1 纳米管的制备工艺268

7.1.1 化学气相沉积法268

7.1.2 水热法271

7.1.3 溶剂热法273

7.1.4 阳极氧化法276

7.1.5 溶胶-凝胶法278

7.1.6 模板法281

7.1.7 其他方法简介284

7.2 纳米线的制备工艺286

7.2.1 化学气相沉积法286

7.2.2 溶剂热法和水热法287

7.2.3 模板法289

7.2.4 溶胶-凝胶法291

7.2.5 激光烧蚀法293

7.2.6 静电纺丝法295

7.3 纳米棒和纳米带的制备工艺296

7.3.1 化学气相沉积法296

7.3.2 溶剂热法和水热法298

7.3.3 溶胶-凝胶法300

7.3.4 热蒸发法303

第8章 多孔材料制备原理与工艺307

8.1 多孔材料概述307

8.2 有序介孔材料概述307

8.2.1 介孔材料的形成机理308

8.2.2 介孔材料的分类311

8.2.3 介孔材料的应用315

8.3 金属有机骨架319

8.3.1 MOFs材料概述319

8.3.2 MOFs材料的分类319

8.3.3 MOFs的合成法322

8.4 三维有序大孔材料及半导体三维有序大孔材料的制备工艺331

8.4.1 三维有序大孔材料制备工艺331

8.4.2 半导体3DOM的制备工艺334

第9章 光子晶体的制备原理与工艺340

9.1 物理法341

9.1.1 光刻技术341

9.1.2 全息光刻法（激光全息干涉法）342

9.1.3 电子束扫描法346

9.1.4 飞秒激光双光子聚合法347

9.1.5 纳米压印技术348

9.2 自组装法348

9.2.1 重力沉降自组装法349

9.2.2 离心和过滤沉降自组装法350

9.2.3 电泳沉积自组装法350

9.2.4 静电力自组装法351

9.2.5 模板定向自组装法351

9.2.6 垂直沉积自组装法353

9.2.7 恒温减压垂直沉积自组装法356

9.2.8 环形垂直沉积自组装法358

9.2.9 提拉自组装法358

9.2.10 旋涂和喷涂自组装法362

9.2.11 水平自组装法364

参考文献366

名词索引404