多孔功能陶瓷製備與套用

《多孔功能陶瓷製備與套用》作為國內第一本關於多孔陶瓷方面的專著，全面而系統地介紹了多孔陶瓷的分類、傳統和先進的各種製備方法、多孔陶瓷的結構分析及其表征、多孔陶瓷的各種性能及其各種類型的套用。本書採用理論和實際相結合的方式，以大量近年來的科研成果為實例來說明、分析問題，既有一定的理論深度又有較強的實用性。

基本介紹

• 書名：多孔功能陶瓷製備與套用
• 作者：曾令可 王慧 羅民華
• ISBN：7-5025-8631-8
• 頁數：288頁
• 定價：45
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2006年7月
• 開本：16開

前言

在全球經濟發展的浪潮中，環境與資源是人類遇到的兩大難題，人們對節省資源、保護環境的要求越來越高。多孔陶瓷正是適應了這種形勢發展需求的新材料，它能夠提高效率、節約能源，尤其在環境保護方面發揮著越來越大的作用。多孔陶瓷在各行各業的套用已經越來越普遍地體現出了這兩大方面的意義。可以預計，多孔陶瓷將成為非常有活力、有發展前途的新的經濟成長點。

多孔陶瓷的發展開始於19世紀70年代，初期用於鈾提純材料和作為細菌過濾材料使用。隨著控制材料的細孔結構水平的不斷提高，多孔陶瓷不僅具有陶瓷基體的優良性能，而且還具有巨大的氣孔率、氣孔表面以及可調節的氣孔形狀、氣孔孔徑及其分布、氣孔在三維空間的分布、連通等；還具有相匹配的優良熱、電、磁、光、化學等性能。多孔陶瓷的優良特性為它的套用開拓了廣闊前景：多孔陶瓷被廣泛用於化工、環保、能源、冶金、電子、石油、冶煉、紡織、製藥、食品機械、水泥等領域;在吸聲材料、敏感元件和人工骨、齒根等方面的套用，也越來越受到人們的重視。

隨著多孔陶瓷套用的廣泛和深入，有越來越多的數據說明多孔陶瓷在節約能源方面的作用。如早在1987年美國能源部的一項調查就表明，美國用於蒸餾、乾燥、蒸發的能量消耗達4?43×1018J。如果美國的化學、石油和食品工業更多地採用選擇透過性膜分離系統，則至少可節省能源0?8quads(相當於7000萬桶石油產生的熱量)；同時對多孔隔熱玻璃材料使用的調查表明，可使每個用戶每年節省空調開支近50美元；納米多孔絕熱材料用於冰櫃，每年可節省的能源相當於美國每年能源總消耗的1%。

目前多孔陶瓷在煙塵過濾、污泥處理、污水淨化、吸聲降噪以及對各式各樣的污染物的催化淨化等領域的套用，也無不說明了多孔陶瓷在環境保護方面的重大意義。多孔陶瓷的開發促進了多孔陶瓷的套用。同時，多孔陶瓷套用的巨大經濟與社會意義，反過來也推動多孔陶瓷的研究開發。正因為如此，多孔材料是當前材料科學中發展較為迅速的一種材料，對多孔陶瓷的研究經過幾十年的發展，仍然是材料研究的熱點之一。

本書作為一本關於多孔陶瓷方面的專著，全面介紹了多孔陶瓷的分類、各種傳統和先進的製備方法、關於多孔陶瓷的結構及其表征、多孔陶瓷的各種性能以及各種類型的多孔陶瓷。本書採用理論結合實際的方式，以大量的實例來說明分析問題，既有一定的理論深度又有較強的實用性。

本書總體章節題目由曾令可提出思路與構想。王慧、羅民華、稅安澤、侯來廣、李萍、任雪譚、盛文彥、鄧偉強、段碧林、劉艷春、曹建新等參加了本書的編寫工作；曾令可、王慧負責全書統稿、定稿、繪圖等工作。

雖然我們力求把最新的科研成果和先進的信息奉獻給讀者，但本書所介紹的內容和信息還不能涵蓋多孔陶瓷製備、性能、套用等所有方面的知識，且由於編者的學識有限，闡述的內容難免有疏漏和不當之處，敬請讀者批評指正。

編者

於廣州華南理工大學2006年5月

讀者對象

本書可作為相關專業的高年級本科生、研究生和科技工作者以及相關技術人員的參考書。

目錄

第1章 緒論

1.1 奇妙的孔洞結構

1.2 多孔陶瓷的定義

1.3 多孔陶瓷的分類

1.3.1 按材質分類

1.3.2 按孔徑分類

1.3.3 按孔形態結構分類

1.4 綠色材料——多孔陶瓷

參考文獻

第2章 多孔陶瓷的製備

2.1 傳統多孔陶瓷的製備方法

2.1.1 擠壓成型

2.1.2 顆粒堆積形成氣孔結構

2.1.3 氣體發泡形成多孔結構

2.1.4 有機泡沫浸漬成型法

2.1.5 添加造孔劑工藝

2.1.6 溶膠?凝膠法

2.2 特殊製備方法

2.2.1 利用纖維製備多孔結構

2.2.2 熱壓法

2.2.3 氣凝膠材料

2.2.4 利用分子鍵構成氣孔

2.2.5 PCVI法

2.2.6 凝膠注模工藝

2.2.7 脈衝電流燒結(PECS)

2.2.8 升華乾燥工藝

2.2.9 自蔓延高溫合成(SHS)工藝

2.2.10 機械攪拌法

2.2.11 綜合製備方法

參考文獻

第3章 多孔陶瓷孔結構的表征

3.1 顯微法

3.2 壓汞法

3.2.1 測試原理

3.2.2 測試設備與方法

3.2.3 適用測試範圍

3.2.4 套用例分析

3.3 液體排除法

3.3.1 液體排除法測試原理

3.3.2 液體排除法測試設備與方法

3.3.3 測試範圍

3.4 氣體吸附法對孔結構的表征

3.4.1 測試原理

3.4.2 測試設備與方法

3.4.3 測量範圍

3.4.4 測試例分析

3.5 蒸氣滲透法

3.5.1 測試原理

3.5.2 測試設備與方法

3.5.3 適用測試範圍

3.6 其他表征方法

3.6.1 核磁共振法

3.6.2 小角散射法

3.6.3 熱孔計法

3.6.4 圖像分析

3.6.5 顆粒色譜

3.6.6 超音波法

3.7 氣孔率、容重

3.8 陶瓷強度的評價法——威布爾統計的套用

3.8.1 威布爾統計

3.8.2 威布爾統計的套用

參考文獻

第4章 多孔陶瓷的性能

4.1 力學性能

4.1.1 結構模型

4.1.2 彈性行為

4.1.3 斷裂韌性

4.1.4 抗壓強度

4.1.5 抗拉強度

4.1.6 塑性形變

4.2 熱學性能

4.2.1 動態力學性能分析

4.2.2 高溫蠕變

4.2.3 熱膨脹

4.2.4 熱導率

4.2.5 高溫抗彎強度

4.2.6 抗熱震性能

4.3 光學性能

4.4 電學性能

4.5 滲透性能

4.6 其他性能

參考文獻

第5章 功能多孔陶瓷

5.1 超絕熱多孔陶瓷

5.1.1 超絕熱材料的定義與絕熱原理

5.1.2 製備方法

5.1.3 套用

5.2 多孔陶瓷載體

5.2.1 催化劑載體

5.2.2 固定化酶載體材料

5.2.3 汽車尾氣催化劑載體

5.2.4 其他功能載體材料

5.3 多孔吸聲材料

5.3.1 吸聲原理及性能指標

5.3.2 多孔吸聲材料的製備

5.3.3 吸聲性能的表征測量

5.4 多孔過濾滲透材料

5.4.1 過濾滲透機理

5.4.2 熔融金屬過濾

5.4.3 化工過濾

5.4.4 食品醫藥過濾

5.4.5 氣體過濾

5.4.6 電化學膜

5.4.7 氣體分離

5.5 多孔陶瓷敏感元件

5.5.1 濕敏感測器

5.5.2 氣敏感測器

5.5.3 基於多孔矽的多功能感測器

5.6 生物醫學多孔陶瓷材料

5.6.1 多孔生物陶瓷材料的研究概況

5.6.2 材料孔隙特徵與肌體組織長入的關係

5.6.3 材料孔隙特徵與力學性質的關係

5.6.4 多孔生物陶瓷的成型方法

5.7 多孔性光學材料

5.7.1 膠體晶體為模板製備的有序多孔材料在光電子技術中的套用

5.7.2 多孔矽在光學材料中的套用

5.7.3 多孔玻璃在光學材料中的套用

5.8 蓄熱儲能多孔陶瓷材料

5.8.1 蜂窩體蓄熱交換器

5.8.2 多孔蓄熱材料的設計與選擇

5.8.3 多孔陶瓷基相變蓄熱材料

5.9 介孔陶瓷材料

5.9.1 介孔材料的合成機理

5.9.2 介孔材料合成用表面活性劑

5.9.3 介孔材料的表面改性

5.9.4 介孔材料及其套用

5.10 蜂窩式紅外多孔陶瓷燃燒板

5.10.1 紅外輻射原理

5.10.2 紅外燃燒器的種類及特點

5.10.3 紅外燃燒器對多孔陶瓷板的性能要求

5.10.4 多孔陶瓷燃燒板的製備工藝

5.10.5 紅外燃燒器的套用

參考文獻