多孔陶瓷实用技术PDF电子书下载

第1章 多孔陶瓷概述 1

1.1 多孔陶瓷的应用实例 1

1.1.1 日常生活中用到的多孔陶瓷 1

1.1.2工业环保等领域中多孔陶瓷的作用 3

1.1.3应用于农业的多孔陶瓷 10

1.2研究开发多孔陶瓷的意义 11

1.3多孔陶瓷的定义 12

1.4.2多孔陶瓷按孔径的分类 13

1.4.1多孔陶瓷按材质的分类 13

1.4多孔陶瓷材料的类型 13

1.4.3多孔陶瓷按孔形态结构的分类 15

1.5多孔陶瓷材料的性能 16

第2章 多孔陶瓷的性能及其测量技术 17

2.1多孔陶瓷的力学性能 17

2.1.1多孔陶瓷的力学模型和相对密度 17

2.1.2多孔陶瓷的弹性行为 20

2.1.3多孔陶瓷的断裂韧性及其测试技术 21

2.1.4多孔陶瓷的抗压强度 23

2.1.5多孔陶瓷的拉伸强度 24

2.1.6多孔陶瓷的塑性形变 26

2.1.7多孔陶瓷的抗弯强度 28

2.2多孔陶瓷的热学性能 29

2.2.1多孔陶瓷的动态热机械性能 29

2.2.2多孔陶瓷的高温蠕变 30

2.2.3多孔陶瓷的热膨胀系数 34

2.2.4多孔陶瓷的导热系数 36

2.2.5多孔陶瓷的高温抗弯强度 40

2.2.6多孔陶瓷的抗热震性能 42

2.3多孔陶瓷的光学性能 43

2.3.1陶瓷的光学性能 43

2.3.2长余辉光致发光多孔陶瓷材料 44

2.3.3多孔硅发光材料 45

2.3.4多孔氧化铝发光材料 46

2.4多孔陶瓷的电学性能 47

2.4.1多孔陶瓷的电阻率 47

2.4.3多孔陶瓷的介电强度 48

2.4.2多孔陶瓷的介电常数 48

2.4.4多孔陶瓷的损耗因子 49

2.5多孔陶瓷的渗透性能 49

2.5.1测试原理 49

2.5.2透气度的测试 50

2.5.3测试方法 50

第3章 多孔陶瓷的制备技术 54

3.1一般多孔陶瓷的制备工艺过程 54

3.1.1原料加工、配料 54

3.1.2多孔陶瓷的成型 55

3.1.3多孔陶瓷的干燥 57

3.1.4多孔陶瓷的烧成 57

3.1.5具体制备工艺实例 57

3.2原料加工工艺及配料中的造孔技术 58

3.2.1颗粒堆积形成气孔结构 58

3.2.2添加气体发泡剂形成多孔结构 60

3.2.3添加造孔剂造孔工艺 64

3.2.4本身含有气孔的配料 66

3.3.1挤压成型造孔 71

3.2.5盐析法工艺 71

3.3成型工艺中的造孔技术 71

3.3.2模板法制备多孔陶瓷（有机泡沫浸渍成型法） 74

3.3.3溶胶-凝胶法 80

3.3.4利用纤维构架成多孔结构 82

3.3.5凝胶注模工艺 90

3.3.6机械搅拌法 92

3.3.8水热-热静压工艺 93

3.3.9部分梯度孔隙材料的成型 93

3.3.7热压法 93

3.4干燥工艺中的造孔技术 95

3.4.1超临界干燥 95

3.4.2升华干燥工艺 96

3.5烧成工艺中的造孔技术 98

3.5.1烧成对孔隙结构的影响因素 98

3.5.2泡沫玻璃的烧成技术 98

3.5.3自蔓延高温合成（SHS）工艺 99

3.5.4脉冲电流烧结 101

3.5.5微波加热工艺 101

3.6.1热解法制备木材多孔陶瓷 102

3.6其他的造孔工艺技术 102

3.6.2化学气相渗透或沉积（CVI、CVD）制备多孔陶瓷 104

3.6.3原位反应法制备SiC多孔陶瓷 104

3.6.4利用分子键构成气孔 107

3.6.5阳极氧化法 107

3.6.6相变造孔 107

3.6.8等离子喷涂工艺 108

3.7复合造孔工艺 108

3.6.7腐蚀法产生微孔、中孔 108

3.7.1颗粒堆积与造孔剂、发泡剂的复合造孔 109

3.7.2溶胶-凝胶与有机泡沫浸渍成型法复合造孔 110

3.7.3微孔梯度膜 111

3.7.4壁流式蜂窝陶瓷过滤体 111

3.7.5阳极氧化与超临界干燥结合制备多孔硅 114

3.8制备工艺对多孔陶瓷结构与性能的影响 115

3.8.1制备工艺对SiC多孔陶瓷的影响 115

3.8.2Al2O3多孔陶瓷 118

3.8.3硅藻土基多孔陶瓷 119

4.1直接观测法 122

4.1.1经验法估计气孔率 122

第4章 多孔陶瓷孔结构的表征技术 122

4.1.2称重计算法测气孔率 123

4.1.3断面图法分析气孔率、孔径及其分布 124

4.2显微法 125

4.2.1显微镜的选择 125

4.2.2扫描电镜 126

4.2.4其他电子显微技术 128

4.2.3透射电镜 128

4.2.5显微分析实例 129

4.3压汞法 134

4.3.1压汞法的测试原理 134

4.3.2测试范围 134

4.3.3孔径分布的测定 135

4.3.4比表面积的测定 135

4.3.5气孔率的测定 136

4.3.6压汞法的测试步骤 136

4.3.8压汞法的测试实例 137

4.3.7压汞法的测试误差问题 137

4.4 气体吸附法 139

4.4.1测量原理 139

4.4.2测量吸附平衡等温线的主要方法 139

4.4.3测试 140

4.5排除法 140

4.5.1排除法的分类 141

4.5.2排除法测定孔径分布的原理 141

4.5.3测试实例 142

4.6.1基本原理 149

4.6蒸汽渗透法 149

4.6.2实验条件选择 150

4.6.3孔径分布函数的求取 150

4.6.4测试实验装置 151

4.7小角度散射法 151

4.8热孔计法（thermoporometry） 152

4.9核磁共振法 152

4.10分形维数法 153

4.10.1分形与孔结构 153

4.10.2分形维数的几种定义方法 154

4.10.3分形维数的测定 155

4.10.4无机微孔膜分形性及分形维数的测定 156

第5章 绝热及超绝热多孔陶瓷 161

5.1 绝热材料的分类 161

5.2 多孔绝热陶瓷中的热传导 162

5.2.1热传导的基本原理 162

5.2.2绝热多孔陶瓷中热传导的基本原理 162

5.2.3影响绝热多孔陶瓷导热系数的因素 164

5.3.1耐火黏土和硅藻土绝热材料的生产工艺 166

5.3多孔绝热陶瓷的生产工艺 166

5.3.2微孔硅酸钙绝热制品的生产工艺 168

5.3.3泡沫玻璃和泡沫陶瓷的生产工艺 170

5.3.4陶瓷纤维绝热材料的生产工艺 170

5.4绝热材料的优化设计 173

5.5超级绝热多孔陶瓷 174

5.5.1超级绝热材料的概念 174

5.5.2真空绝热材料 174

5.5.3纳米级绝热材料 176

5.6.1 目前我国绝热材料存在的主要问题及原因 184

5.6绝热材料存在的问题及其发展 184

5.6.2绝热材料及其技术的主要发展方向 185

第6章 多孔吸声隔音陶瓷 188

6.1多孔陶瓷吸声隔音机理 188

6.1.1声音 188

6.1.2吸声与隔音的理论基础 189

6.1.3多孔吸声隔音陶瓷的结构和吸声隔音机理 189

6.1.4影响吸声性能的因素 190

6.2吸声材料的制备工艺 192

6.2.1有机前驱体浸渍法 192

6.2.2发泡法 194

6.2.3粒状树脂堆积法 198

6.2.4微波加热制备工艺 199

6.2.5冷冻干燥制备工艺 199

6.2.6湿法工艺和发泡工艺制备岩棉吸声板 200

6.2.7离心喷吹法制玻璃棉 201

6.2.8摆锤法 202

6.3.1吸声性能的评价 203

6.3吸声性能的测试 203

6.3.2吸声性能测试 205

6.4各种多孔吸声隔音陶瓷 211

6.4.1无机纤维吸音材料 211

6.4.2泡沫吸音材料 212

6.4.3吸声建筑材料 214

第7章 多孔陶瓷载体 216

7.1催化剂与载体的相互作用 216

7.1.1多孔陶瓷与催化剂的结合 216

7.1.2催化剂组分与载体间的反应 217

7.1.3催化剂组分与载体晶型结构间的关系 218

7.1.4蜂窝状载体和涂层 218

7.1.5催化元素的离子进入载体晶格 218

7.2催化剂载体的物理性质及其控制 219

7.2.1催化剂载体的物理性质 219

7.2.2载体物理性质的控制 221

7.2.3其他有关问题 223

7.3氧化铝催化剂载体 225

7.3.1氧化铝的特性与作用 225

7.3.2氧化铝的制备 226

7.3.3氧化铝载体的成型 229

7.3.4氧化铝载体的孔隙 230

7.3.5氧化铝载体的物化性质 231

7.4非氧化铝型催化剂载体 233

7.4.1二氧化硅 233

7.4.2硅藻土 235

7.4.3二氧化钛 236

7.5.1汽车排放物的种类及其危害 237

7.5汽车尾气催化剂载体 237

7.4.3其他 237

7.5.2越来越严格的汽车尾气排放标准 238

7.5.3催化剂载体技术的发展 239

7.5.4汽车尾气净化载体的制备 243

7.5.5汽车尾气催化剂载体的结构与性能 248

7.5.6汽车尾气催化剂载体的消声作用 249

7.5.7非蜂窝状的汽车尾气催化剂载体 250

7.6固定化酶载体 250

7.6.1酶和酶的固定化方法 250

7.6.2微孔陶瓷固定化酶载体 252

7.6.3固定化酶反应器 254

7.6.4固定化酶和载体的应用与展望 255

7.7其他载体 255

7.7.1药物载体的研制 255

7.7.2抗菌载体 256

7.7.3香味载体 260

7.7.4纳米二氧化钛载体及其制备技术 262

7.7.5分子筛载体及其制备技术 263

8.1.1多孔陶瓷的过滤机理 266

第8章 多孔过滤陶瓷 266

8.1多孔陶瓷的过滤机理及性能 266

8.1.2物理化学性能 267

8.1.3过滤性能 268

8.1.4多孔陶瓷孔道直径实验方法 269

8.1.5多孔材料过滤精度表征方法 270

8.1.6影响渗透性能的因素 273

8.2用于熔融金属过滤的多孔陶瓷 274

8.2.1泡沫陶瓷过滤器 275

8.2.2其他用于熔融金属多孔陶瓷 276

8.2.3多孔陶瓷过滤机 277

8.3水过滤多孔陶瓷 278

8.3.1用于水净化的多孔陶瓷 278

8.3.2用于海水淡化的多孔陶瓷 279

8.3.3用于脱水的多孔陶瓷 280

8.4气体过滤用的多孔陶瓷 280

8.4.1用于汽车尾气净化的多孔陶瓷 280

8.4.3用于工业废气过滤的多孔陶瓷 281

8.4.2用于柴油机尾气的微粒捕集器 281

8.4.4用于发电厂的多孔陶瓷过滤器 282

8.4.5用于空气净化的多孔陶瓷 283

8.5用于食品医药过滤的多孔陶瓷 284

8.6用于曝气的多孔陶瓷 288

8.7用于电化学、燃料电池的多孔陶瓷 290

8.8由过滤体组装成过滤装置 291

第9章 多孔生物陶瓷 295

9.1.1植入陶瓷和生物工艺学陶瓷 296

9.1.2植入陶瓷按与组织的反应水平分类 296

9.1生物陶瓷 296

9.1.3植入陶瓷按材质的分类 297

9.1.4多孔生物陶瓷 297

9.2羟基磷灰石与磷酸三钙 297

9.2.1羟基磷灰石 297

9.2.2磷酸三钙 301

9.3多孔生物陶瓷的孔隙与性质 303

9.3.1孔隙与机体软硬组织长入及新骨生成 303

9.3.2孔隙率与力学性质 304

9.3.3孔隙与生物陶瓷降解性 305

9.4多孔生物陶瓷的制备 306

9.4.1添加造孔剂工艺 306

9.4.2发泡工艺 307

9.4.3有机泡沫浸渍工艺 309

9.4.4原位反应合成CaO-P2O5-Sio2系生物陶瓷 311

9.4.5构建高贯通多孔生物陶瓷 311

9.4.6其他方法 313

9.4.7复合多孔生物陶瓷的制备 314

9.5.1物理化学性能及其测试 317

9.5多孔生物陶瓷的性能及其测试 317

9.5.2生物学性能及其试验 319

9.6多孔生物陶瓷的应用实验 320

9.6.1多孔型羟基磷灰石／骨诱导蛋白复合人工骨的临床应用 320

9.6.2多孔双向羟基磷灰（CPC）的临床应用 321

9.6.3新型生物材料CFRC的应用 322

9.6.4多孔β-TCP/BMP复合人工骨 323

9.6.5聚磷酸钙生物陶瓷及其应用 323

9.7多孔生物陶瓷的发展方向 324

9.6.6多孔陶瓷组织工程化人工软骨修复动物软骨缺损 324

第10章 多孔陶瓷传感器 326

10.1多孔陶瓷传感器类型 326

10.1.1按材料分类 326

10.1.2按应用方法分类 327

10.1.3以其输出信号为分类标准 327

10.2多孔陶瓷传感器的工作原理 328

10.2.1多孔陶瓷作为湿敏和气敏元件的工作原理 328

10.2.2压敏 333

10.3气敏传感器 334

10.2.3作为其他敏感元件的工作原理 334

10.3.1气敏传感器的应用 335

10.3.2多孔陶瓷气敏传感器选择性和灵敏度的控制 340

10.4湿度传感器 346

10.4.1单氧化物半导体多孔陶瓷传感器 346

10.4.2钙钛矿型氧化物半导体陶瓷湿敏传感器 348

10.4.3多孔陶瓷湿敏传感器的应用 349

10.5多功能传感器 351

10.5.1多孔陶瓷光湿敏传感器 352

10.5.2多孔陶瓷力敏传感器 353

10.5.3湿度-温度传感器 354

10.5.4湿度-气体传感器 355

10.5.5温度-湿度-气体传感器 355

10.5.6热-湿-气多功能敏感器 356

10.6多孔陶瓷传感器的未来发展方向 357

10.6.1纳米技术与多孔陶瓷传感器 357

10.6.2信息综合技术 358

参考文献 360