化学作为一门“核心、实用和富有创造性”的科学，在国家工业生产、经济发展、环境安全和民生健康等相关领域的发展中具有无可替代的作用与价值。航空航天技术是衡量一个国家综合实力的指标，化学为航空航天技术提供了创造新物质的重要手段，对航空航天技术发展起到了强有力的支撑和保障作用。为帮助了解化学材料在航空航天领域的研究与进展，本书全面地介绍了元素周期表中的元素及其化合物，以及碳材料和高分子材料的结构、性质及其在航空航天领域的应用实例。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 化学元素的发展 1
1.2 化学元素周期表 2
1.3 化学在社会发展中的作用 4
参考文献 5
第2章 碱金属 6
2.1 碱金属元素的性质 6
2.2 碱金属的单质 7
2.2.1 物理性质 7
2.2.2 化学性质 7
2.3 碱金属的化合物 9
2.3.1 氧化物 9
2.3.2 氢氧化物 10
2.3.3 盐类 12
2.4 碱金属在航空航天领域的应用 12
2.4.1 单质与合金 12
2.4.2 化合物 14
2.4.3 电池 15
2.4.4 原子钟 17
参考文献 18
第3章 碱土金属 20
3.1 引言 20
3.2 碱土金属单质的物理和化学性质 21
3.2.1 基本物理性质 21
3.2.2 物理性质的递变性 21
3.2.3 物理性质的特性 22
3.2.4 基本化学性质 25
3.2.5 化学性质的递变性 25
3.2.6 化学性质的特性 26
3.3 碱土金属化合物的物理与化学性质 27
3.3.1 氧化物 27
3.3.2 过氧化物 28
3.3.3 氢氧化物 28
3.3.4 氢化物 28
3.3.5 氮化物 28
3.3.6 卤化物 29
3.3.7 碱土金属的盐 29
3.4 碱土金属在航空航天领域的应用 31
3.4.1 铍及其合金在航空航天领域的应用 31
3.4.2 镁及其合金在航空航天领域的应用 34
3.4.3 钙元素在航空航天领域的应用 38
3.4.4 锶元素在航空航天领域的应用 39
3.4.5 碱土金属元素的多元合金 40
参考文献 40
第4章 硼族元素 42
4.1 引言 42
4.2 硼及其化合物 43
4.2.1 单质硼 44
4.2.2 硼的化合物 46
4.2.3 硼及其化合物的应用 52
4.3 铝及其化合物 55
4.3.1 铝单质 55
4.3.2 铝的化合物 56
4.3.3 铝合金的应用 58
4.4 镓、铟、铊 60
参考文献 62
第5章 碳族元素 64
5.1 引言 64
5.2 单质的物理和化学性质 64
5.2.1 碳单质 64
5.2.2 硅单质 68
5.2.3 锗分族单质 69
5.3 化合物的物理与化学性质 71
5.3.1 碳化合物 71
5.3.2 硅化合物 75
5.3.3 锗分族化合物 76
5.4 碳族元素与化合物在航空航天领域的应用 79
5.4.1 碳及其化合物的应用 79
5.4.2 硅及其化合物的应用 80
5.4.3 锗及其化合物的应用 81
参考文献 82
第6章 氮族元素 83
6.1 氮 83
6.2 氨和铵盐 85
6.2.1 氨 85
6.2.2 铵盐 86
6.3 氮的含氧化合物 86
6.3.1 氮的氧化物 86
6.3.2 氮的含氧酸及其盐 88
6.4 磷与砷、锑、铋 91
6.4.1 磷在自然界中的分布与单质磷 91
6.4.2 磷的含氧化合物 92
6.4.3 砷、锑、铋的单质及重要化合物 94
6.5 氮族元素在航空航天领域的应用 97
6.5.1 概述 97
6.5.2 硝基氧化剂 98
6.5.3 肼类燃烧剂 99
参考文献 101
第7章 氧族元素 102
7.1 氧族简介 102
7.2 氧 103
7.2.1 氧的成键特征 103
7.2.2 氧分子和氧分子离子 103
7.2.3 臭氧 106
7.2.4 氧和p区元素的氧化物 109
7.2.5 过氧化氢 109
7.2.6 三氧化硫和二氧化硫 112
7.2.7 金属氧化物 112
7.2.8 氧在航空航天领域的应用 113
7.3 硫 115
7.3.1 单质硫的同素异形体 116
7.3.2 硫化氢、硫化物和多硫化物 117
7.3.3 硫的氧化物、含氧酸及其盐 118
7.3.4 非金属含氧酸结构简介 120
7.3.5 硫的其他含氧酸及其盐 121
7.3.6 硫的生物作用 123
7.3.7 硫元素在航空航天领域的应用 124
7.4 硒和碲 125
7.4.1 硒的简介 125
7.4.2 硒的化学性质 126
7.4.3 碲的简介 127
7.4.4 硒和碲的含氧酸 127
7.4.5 金属的硫化物、硒化物和碲化物 128
7.4.6 硒在航空航天领域的应用 128
7.4.7 碲在航空航天领域的应用 129
7.5 钋 131
7.5.1 钋元素简介 131
7.5.2 钋元素在航空航天领域的应用 131
参考文献 132
第8章 卤族元素 134
8.1 引言 134
8.2 卤素单质的物理和化学性质 135
8.2.1 与单质作用 136
8.2.2 卤素间的置换反应 137
8.2.3 与水（酸、碱）作用 137
8.3 卤素化合物的物理与化学性质 138
8.3.1 卤化氢与氢卤酸 138
8.3.2 卤素氧化物 139
8.3.3 卤素的含氧酸及其盐 140
8.4 卤素在航空航天领域的应用 143
8.4.1 含氟化合物 143
8.4.2 含氯化合物 146
8.4.3 含溴化合物 147
8.4.4 含碘化合物 147
参考文献 147
第9章 惰性气体 149
9.1 惰性气体性质 149
9.2 惰性气体的发现 149
9.3 惰性气体化学的建立 150
9.4 惰性气体应用 151
9.5 惰性气体化合物的应用 153
9.5.1 原子能反应堆工艺 153
9.5.2 核燃料工业 154
9.5.3 化学及化学工业 155
9.5.4 其他 156
参考文献 158
第10章 钛、钒副族 160
10.1 钛副族元素的性质 160
10.1.1 钛副族元素概述 160
10.1.2 钛 161
10.1.3 锆 164
10.1.4 铪 166
10.2 钒副族元素的性质 167
10.2.1 钒副族元素概述 167
10.2.2 单质的物理和化学性质 168
10.2.3 重要化合物的物理和化学性质 170
10.3 钛钒副族元素的应用 174
10.3.1 航空用钛钒合金 174
10.3.2 国内外航空用钛钒合金应用现状 184
10.4 总结与展望 195
参考文献 195
第11章 铬、锰副族 199
11.1 铬副族元素 199
11.1.1 铬的单质 201
11.1.2 三价铬Cr(Ⅲ)的化合物 201
11.1.3 六价铬Cr(Ⅵ)的化合物 203
11.1.4 钼元素和钨元素 205
11.1.5 铬副族元素的应用 206
11.2 锰副族元素 210
11.2.1 锰的单质 211
11.2.2 锰的化合物 211
11.2.3 锝元素和铼元素 214
11.2.4 锰副族元素的应用 215
参考文献 216
第12章 铁系、铂系 218
12.1 铁系 218
12.1.1 铁系物质简介 218
12.1.2 铁系化合物 219
12.1.3 铁系元素化学反应 226
12.1.4 铁系材料的应用 228
12.2 铂系 234
12.2.1 铂系物质简介 234
12.2.2 铂系化合物及化学反应 235
12.2.3 铂系材料的应用 237
参考文献 244
第13章 铜、锌副族 246
13.1 铜副族元素 246
13.1.1 铜的性质与用途 246
13.1.2 银的性质与用途 253
13.1.3 金的性质与用途 259
13.2 锌副族元素 265
13.2.1 锌的性质与用途 265
13.2.2 镉的性质与用途 271
13.2.3 汞的性质与用途 275
参考文献 281
第14章 稀土元素 284
14.1 稀土元素特性 285
14.1.1 稀土元素的制备 285
14.1.2 稀土元素的发色原理及光谱特性 286
14.1.3 稀土元素的主要物理化学性质 286
14.2 我国稀土资源概况 287
14.3 稀土元素的名称由来及应用概况 288
14.4 稀土材料在航空航天领域的应用 295
14.4.1 稀土永磁材料在信息技术中的应用 295
14.4.2 稀土钢在航空航天领域的应用 297
14.4.3 高性能稀土镁合金在航空航天领域的应用 299
14.5 稀土材料应用前景及发展发向 300
14.5.1 稀土材料应用前景 300
14.5.2 稀土产业发展方向 301
参考文献 301
第15章 原子核化学 303
15.1 原子核化学发展史 303
15.1.1 α、β和γ射线的研究 303
15.1.2 几个著名的核反应 304
15.1.3 重核的裂变和轻核的聚变 306
15.2 原子核化学基本知识 307
15.2.1 原子核的半径 308
15.2.2 结合能 308
15.2.3 核自旋 309
15.2.4 磁偶极矩 309
15.2.5 原子核的宇称 310
15.2.6 原子核的衰变 310
15.2.7 核反应 311
15.2.8 核裂变 311
15.3 原子核化学在航空航天领域的应用 313
15.4 核辐射对航天器的影响 316
参考文献 317
第16章 碳增强高分子复合材料 318
16.1 引言 318
16.1.1 碳材料 318
16.1.2 复合材料 320
16.1.3 碳增强复合材料 321
16.2 碳纤维增强复合材料 321
16.2.1 碳纤维 321
16.2.2 碳纤维增强复合材料简介 325
16.2.3 碳纤维增强复合材料的应用 329
16.3 碳纳米管增强复合材料 331
16.3.1 碳纳米管 331
16.3.2 碳纳米管增强复合材料简介 334
16.3.3 碳纳米管增强复合材料的性能 335
16.3.4 碳纳米管增强复合材料的应用 336
16.4 石墨烯增强复合材料 339
16.4.1 石墨烯 339
16.4.2 石墨烯增强复合材料简介 340
16.4.3 石墨烯增强复合材料的应用 345
参考文献 346
第17章 仿生石墨烯纳米复合材料 348
17.1 引言 348
17.1.1 天然鲍鱼壳的界面结构 349
17.1.2 石墨烯独特的物理性能 350
17.1.3 仿生石墨烯纳米复合材料设计原理 351
17.2 仿生石墨烯纳米复合材料的制备方法 352
17.2.1 层层自组装法 352
17.2.2 真空抽滤法 354
17.2.3 蒸发法 354
17.2.4 电泳沉积法 354
17.2.5 凝胶成膜法 354
17.2.6 冰模板法 355
17.2.7 裁剪叠层压制法 356
17.3 二元仿生石墨烯纳米复合材料 356
17.3.1 单一界面相互作用 357
17.3.2 协同界面相互作用 365
17.4 三元石墨烯纳米复合材料 372
17.4.1 一维基元材料协同强韧作用 372
17.4.2 二维基元材料协同强韧作用 374
17.5 仿生石墨烯纳米复合材料应用 376
17.6 仿生石墨烯纳米复合材料展望 378
参考文献 379
第18章 树脂基复合材料 385
18.1 引言 385
18.2 树脂基复合材料的特性与航空航天应用 385
18.2.1 高性能树脂基复合材料的结构、成型和性能 385
18.2.2 高性能树脂基复合材料在航空航天领域的应用 386
18.2.3 高性能树脂基复合材料在其他领域的应用 388
18.2.4 先进树脂基复合材料的展望与未来 389
18.3 常用复合材料基体热塑性树脂 390
18.3.1 高性能树脂简介 390
18.3.2 聚砜树脂 391
18.3.3 聚苯硫醚 392
18.3.4 聚醚醚酮 393
18.3.5 聚醚酰亚胺 393
18.3.6 聚四氟乙烯 394
18.4 常用复合材料基体热固性树脂 395
18.4.1 酚醛树脂 395
18.4.2 环氧树脂 397
18.4.3 有机硅树脂 399
18.4.4 双马来酰亚胺树脂 400
18.4.5 氰酸酯树脂 402
18.4.6 硅芳炔树脂 404
18.4.7 聚酰亚胺树脂 405
18.5 树脂基复合材料成型工艺 410
18.5.1 复合材料成型工艺的类型和选择 410
18.5.2 复合材料热压罐成型工艺 412
18.5.3 缠绕成型 414
18.5.4 RTM成型 416
18.5.5 模压成型 418
18.5.6 其他成型技术 419
参考文献 421
附表 元素的中英文名称及发现与由来 422
京公网安备 11010102004214号