本书为高等院校无机非金属材料专业的实验教材，是在作者多年本科教学实践的基础上编写的。全书共分6章，内容涉及新型无机非金属材料制备,包括粉体的合成、成型与烧结，以及其结构性能测试与表征。书中介绍了材料合成与制备中常用的仪器设备、材料微观结构及各种物理性能的常用基本表征测试技术。在材料粉体合成与材料制备实验部分中，选取了目前新型无机非金属材料合成制备中常用的方法，合成制备具有代表性的典型的新型无机非金属材料，另外，还将目前本领域最新科研成果的部分内容转化为综合性研究型实验，通过这种形式把科研工作的新进展、新技术，新工艺，以及国际上相关研究的最新内容及时补充到教学实验中。本书可作为材料学科本科实验课程的教材，也可作为科研工作中无机非金属材料性能检测的参考书，并可供相关领域的工程技术人员阅读。

第1章绪论

1.1实验内容及形式

1.2课程要求

1.2.1预习

1.2.2实验

1.2.3研究笔记

1.2.4团队配合

1.3实验安全规程

1.4良好实验室工作习惯

1.5危险品的管理

1.5.1实验室内常见危险品

1.5.2化学危险品的储存及管理

1.5.3化学易燃试剂的保管及使用

1.6实验室事故急救处理

1.7实验报告要求

参考文献

第2章基本实验技术及相关实验训练

2.1常用玻璃仪器的使用、洗涤及干燥

2.1.1常用玻璃仪器及使用

2.1.2玻璃仪器的洗涤及干燥

2.2溶剂的作用、分类与选择

2.2.1溶剂的作用与分类

2.2.2溶剂的选择

2.3溶液的配制及标定

2.3.1溶液的配制

2.3.2溶液浓度的标定

2.4化学试剂的等级标准

2.4.1化学试剂的等级标准

2.4.2我国化学试剂的等级标准

2.5纯水的制备

2.5.1蒸馏水制备技术

2.5.2离子交换树脂制备纯水的有关技术

2.6固液分离技术

2.6.1倾析法

2.6.2过滤法（常压过滤、减压过滤和压滤）

2.6.3离心机分离技术

2.7实验室高温的获得及加热设备

2.7.1高温的获得

2.7.2高温电阻炉

2.7.3快速热处理炉

2.7.4高温热浴

2.8实验室低温的获得

2.8.1低温冷浴

2.8.2相变致冷浴

2.9原料的粉碎与混合

2.9.1固相原料的粉碎与混合

2.9.2液相原料的混合

2.10pH计及其有关技术

2.11电子天平及使用

参考文献

第3章材料结构性能测试与表征

3.1粉体表征

3.1.1粒度分析与测定

3.1.2比表面分析与测定

3.2综合热分析

3.2.1差热分析

3.2.2热重分析

3.2.3差示扫描量热

3.2.4实验仪器及测试步骤

3.2.5影响综合热分析测定结果因素

3.2.6热分析技术在新型无机非金属材料合成制备中的应用

3.3密度、吸水率及气孔率测试

3.4导热系数测试

3.5力学性能测试

3.5.1弯曲强度测试

3.5.2硬度测试

3.5.3断裂韧度测试

3.6常规电磁性能测试

3.6.1绝缘电阻的测试

3.6.2介电常数及介质损耗的测试

3.6.3介电陶瓷电容温度系数及铁电陶瓷材料居里温度的测试

3.6.4介电陶瓷击穿场强的测试

3.6.5铁电陶瓷动态电滞回线的测试

3.6.6陶瓷材料交流复阻抗的测试

3.6.7压电陶瓷准静态压电系数d33的测试

3.6.8压电陶瓷机电耦合系数的测试

3.6.9铁氧体陶瓷磁滞回线的测试

3.6.10压敏陶瓷压敏性能的测试

3.7显微分析方法及基本应用

3.7.1反光显微镜(OM)分析方法及基本应用

3.7.2扫描电镜(SEM)的分析方法及基本应用

3.7.3电子探针(EPMA)分析方法及基本应用

3.7.4原子力显微镜(AFM)分析方法及基本应用

3.8X射线衍射(XRD)分析方法及基本应用

3.9X射线光电子能谱(XPS)分析方法及基本应用

3.10X射线荧光光谱(XRF)分析方法及基本应用

3.11吸收光谱分析方法及基本应用

3.12实验数据处理

3.12.1实验误差和数据处理

3.12.2有效数字

3.12.3实验数据的表示

参考文献

第4章粉体合成及性能表征实验

4.1实验一共沉淀法制备NiZn铁氧体粉体

4.2实验二均匀沉淀法制备纳米氧化铁/纳米氧化锌

4.3实验三溶胶凝胶法制备BaTiO3微粉

4.4实验四固相反应法制备BaTiO3粉体

4.5实验五水热合成法制备ZnO纳米粉

4.6实验六微乳液法制备ZnO纳米粉

4.7实验七醇水溶液加热法制备ZrO2(3Y)粉体

4.8实验八四氯化钛水解法制备TiO2粉体

4.9实验九直接沉淀法制备BaTiO3纳米粉

参考文献

第5章材料制备工艺及性能表征实验

5.1实验一ZnO压敏陶瓷材料的制备

5.2实验二NiZn铁氧体材料的制备

5.3实验三BaTiO3压电陶瓷材料的制备

5.4实验四NKN压电陶瓷材料的制备

5.5实验五PTC陶瓷材料的制备

5.6实验六Al2O3陶瓷材料的制备

5.7实验七ZrO2陶瓷材料的制备

5.8实验八AlN陶瓷流延基片的制备

5.9实验九浸渗掺杂技术制备黑色氧化锆陶瓷

5.10实验十溶胶凝胶法制备TiO2薄膜

5.11实验十一溶胶凝胶法制备CoFe2O4薄膜

参考文献

第6章综合性研究型实验

6.1实验目的

6.2实验特征

6.3实验内容

6.4实验模式

6.5考核内容与方式

参考文献

附录

附录A部分氢氧化物沉淀物沉淀和溶解时所需的pH值

附录B金属离子变成氢氧化物沉淀pH值

附录C氢氧化钡在100g水中的溶解度

附录D常用酸碱溶液相对密度及溶质质量分数和溶解度表（20℃）

附录E部分常见物质的溶解性表

附录F用氨水（在铵盐存在下）或氢氧化钠沉淀的金属离子

附录G筛子的目数和孔径对照表

附录H元素周期表

本书为高等院校无机非金属材料专业的实验教材，全书共分6章，内容包括绪论、新型无机非金属材料制备基本实验技术及相关实验训练、材料结构性能基本表征测试技术、材料粉体合成与表征实验、材料制备工艺与性能测试实验以及综合实验等内容。

本书可作为无机非金属材料专业的实验教学用书，也可作为无机非金属材料专业工程技术人员的参考书。

吴音，主编，清华大学材料学院高级工程师。目前作为材料学院专业实验必修课《材料科学与工程实验系列Ⅱ》即“新型无机非金属材料制备和性能测试与表征”课程负责人，承担教学任务。有多年教学经历，不仅精通新型陶瓷材料各类系列实验原理和过程，而且有丰富指导学生实验的经验。编写了“材料化学实验”和“新型无机非金属材料制备”等课程的实验讲义。

本书从材料学和材料物理的角度出发，系统介绍了无机非金属材料的力学性能、热学性能和抗热震性、电学性能、磁学性能、光学性能、功能的耦合与转换特性以及敏感特性等，内容涉及传统陶瓷与先进陶瓷材料、玻璃、半导体、晶体、碳素材料（碳纤维、石墨和金刚石）、耐火材料以及建筑材料等，并且吸纳了相关领域，尤其是纳米无机非金属材料方面的新近科研成果。

本书可作为高等学校材料学科相关专业的本科生和研究生教材或教学参考书，也可以供从事无机非金属材料科学研究、生产开发以及科技管理等方面的人员参考。

前言

第1章　力学性能

1.1　弹性性能

1.1.1　弹性模量的概念、物理意义及特性

1.1.2　弹性模量与熔点和原子体积的关系

1.1.3　弹性模量与温度的关系

1.1.4　弹性模量与气孔率的关系

1.1.5　复合材料的弹性模量

1.1.6　滞弹性

1.2　硬度

1.2.1　硬度的种类及其测试方法

1.2.2　硬度的影响因素及其与其他性能的关系

1.3　断裂强度

1.3.1　陶瓷材料的理论断裂强度

1.3.2　Griffith脆性断裂理论2100433B