高新技術(shù)科普叢書(shū)：多孔固體材料

第1章什么是多孔固體001

1.1引言001

1.2多孔固體的概念001

1.3多孔固體的類(lèi)型001

1.3.1蜂窩體002

1.3.2泡沫體002

1.3.3天然多孔體和人造多孔體002

1.4多孔固體的材質(zhì)005

1.4.1多孔金屬005

1.4.2多孔陶瓷008

1.4.3泡沫塑料009

1.5總結(jié)011

第2章多孔固體的結(jié)構(gòu)012

2.1引言012

2.2孔隙結(jié)構(gòu)012

2.3孔隙形狀016

2.4相對(duì)密度020

第3章天然多孔固體023

3.1引言023

3.2木材023

3.2.1木材的結(jié)構(gòu)023

3.2.2木材的性能025

3.2.3木材的用途027

3.3網(wǎng)狀骨質(zhì)029

3.3.1網(wǎng)狀骨質(zhì)的結(jié)構(gòu)030

3.3.2網(wǎng)狀骨質(zhì)的力學(xué)性能032

3.4軟木033

3.4.1軟木的結(jié)構(gòu)034

3.4.2軟木的力學(xué)性能035

3.4.3軟木的用途036

3.5總結(jié)038第4章多孔金屬039

4.1引言039

4.2多孔金屬的概念039

4.3多孔金屬的制備040

4.3.1粉末冶金法041

4.3.2纖維燒結(jié)法041

4.3.3熔體發(fā)泡法043

4.3.4熔體吹氣法045

4.3.5滲流鑄造法046

4.3.6金屬沉積法046

4.3.7中空球燒結(jié)法048

4.3.8定向孔隙多孔金屬的制備049

4.3.9其他方法053

4.4微納孔隙多孔金屬054

4.5多孔金屬的用途056

4.5.1過(guò)濾與分離056

4.5.2消聲降噪058

4.5.3熱量交換061

4.5.4多孔電極066

4.5.5汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用067

4.5.6生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用069

4.5.7其他應(yīng)用077

4.5.8格子結(jié)構(gòu)多孔金屬081

4.5.9多孔金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)082

4.6總結(jié)085第5章多孔陶瓷086

5.1引言086

5.2多孔陶瓷的概念086

5.3多孔陶瓷的制備087

5.3.1顆粒堆積燒結(jié)法087

5.3.2添加造孔劑法087

5.3.3有機(jī)泡沫浸漬法089

5.3.4發(fā)泡法090

5.3.5溶膠凝膠法090

5.3.6多孔陶瓷的新型制備工藝091

5.3.7蜂窩陶瓷的制備094

5.4多孔陶瓷的用途094

5.4.1過(guò)濾與分離094

5.4.2熱功能器件097

5.4.3傳感器件098

5.4.4生物材料098

5.4.5環(huán)境材料099

5.4.6化學(xué)工程應(yīng)用100

5.4.7聲音吸收100

5.4.8多孔陶瓷應(yīng)用總體評(píng)述101

5.5總結(jié)101第6章泡沫塑料102

6.1引言102

6.2泡沫塑料的制備102

6.2.1泡沫塑料的發(fā)泡原理102

6.2.2泡沫塑料的成型工藝103

6.2.3植物油基泡沫塑料105

6.3泡沫塑料的用途105

6.3.1隔熱與保溫105

6.3.2包裝材料107

6.3.3吸聲材料109

6.3.4分離富集110

6.3.5其他用途111

6.3.6泡沫塑料應(yīng)用小結(jié)112

6.4功能泡沫塑料113

6.4.1自熄性泡沫塑料113

6.4.2抗靜電泡沫塑料113

6.4.3磁性泡沫塑料113

6.4.4微孔泡沫塑料113

6.5總結(jié)114第7章多孔材料性能115

7.1引言115

7.2多孔材料性能總攬115

7.2.1力學(xué)性能115

7.2.2熱性能117

7.2.3電性能117

7.3泡沫金屬性能圖118

7.3.1剛度和密度118

7.3.2強(qiáng)度和密度118

7.3.3比剛度和比強(qiáng)度120

7.3.4熱性能120

7.4量值關(guān)系120

7.5選材設(shè)計(jì)分析122

7.5.1材料性能分布122

7.5.2性能分布的公式化123

7.5.3多孔固體的優(yōu)越指標(biāo)124

第8章多孔材料表征125

8.1引言125

8.2多孔材料的孔率125

8.2.1數(shù)學(xué)表達(dá)方式125

8.2.2顯微分析法126

8.2.3質(zhì)量體積計(jì)算法126

8.2.4浸泡介質(zhì)法127

8.3多孔材料的孔徑128

8.3.1顯微分析法129

8.3.2氣泡法129

8.3.3氣體吸附法131

8.4壓汞法測(cè)定孔隙因素132

8.4.1壓汞法的基本原理132

8.4.2孔徑及其分布133

8.4.3表觀密度和孔率134

8.4.4壓汞法的實(shí)驗(yàn)操作135

8.5多孔材料的吸聲系數(shù)135

8.5.1吸聲性能的表征136

8.5.2吸聲系數(shù)的檢測(cè)136

8.6多孔材料的電阻率140

8.6.1四電極法140

8.6.2雙電橋法140

參考文獻(xiàn)144

為了普及和推廣高新技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社自2000年以來(lái)組織出版了《高新技術(shù)科普叢書(shū)》。叢書(shū)涵蓋了化學(xué)、化工、生物、材料、環(huán)境、能源、資源、先進(jìn)制造、信息技術(shù)等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，分四批出版，共計(jì)44個(gè)分冊(cè)。有別于面向一般大眾的科普?qǐng)D書(shū)，叢書(shū)面向科技工作者編寫(xiě)，知識(shí)起點(diǎn)更高，讀者層次更專(zhuān)業(yè)，已構(gòu)成了科普書(shū)的一個(gè)新類(lèi)別。叢書(shū)已被列入“國(guó)家科普知識(shí)重點(diǎn)圖書(shū)”，出版后廣受讀者好評(píng)，市場(chǎng)表現(xiàn)也非常突出。有專(zhuān)家評(píng)價(jià)該叢書(shū)“從理論到實(shí)踐，從技術(shù)到工程化及產(chǎn)業(yè)化，既反映了最新成就，又充分體現(xiàn)了科學(xué)思想和科學(xué)精神，對(duì)開(kāi)拓創(chuàng)新有重要作用”。

時(shí)至今日，叢書(shū)面市已逾10年。期間，化工技術(shù)有不小的應(yīng)用進(jìn)展，生物、材料、能源等技術(shù)領(lǐng)域又取得了許多重要的突破，很多新技術(shù)得以應(yīng)用于生產(chǎn)，提供了更加優(yōu)良的產(chǎn)品或服務(wù)。舉例來(lái)說(shuō)，2007年，日本科學(xué)家山中伸彌所在的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)小鼠的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)人體表皮細(xì)胞使之具有胚胎干細(xì)胞活動(dòng)特征的方法，此方法為治療多種心血管絕癥提供了巨大助力，他因之獲得了2012年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。2011年，基于中美兩國(guó)的能源合作，中國(guó)國(guó)際航空公司使用現(xiàn)役波音747400型客機(jī)加載由中國(guó)石油和美國(guó)UOP公司合作生產(chǎn)的航空生物燃料在首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)執(zhí)行本場(chǎng)驗(yàn)證飛行，獲得圓滿(mǎn)成功。

為此，我們緊密結(jié)合相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國(guó)家“十二五”規(guī)劃，遴選了一批今后有很大應(yīng)用前景、對(duì)國(guó)家科技綜合實(shí)力有重要影響的實(shí)用技術(shù)，請(qǐng)專(zhuān)家系統(tǒng)歸納整理出版，作為《高新技術(shù)科普叢書(shū)》的延續(xù)和新品，提供給從事相關(guān)領(lǐng)域研究的科技工作者，政府、企業(yè)的管理人員及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的高校學(xué)生。

叢書(shū)介紹各類(lèi)高新技術(shù)的原理、特點(diǎn)、重要地位、產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀、應(yīng)用及發(fā)展前景，突出“新”及“高科技”；寫(xiě)作風(fēng)格上力求深入淺出，圖文并茂，做到知識(shí)性、科學(xué)性、通俗性、可讀性及趣味性的統(tǒng)一；編寫(xiě)隊(duì)伍源自國(guó)內(nèi)知名的專(zhuān)家學(xué)者，他們均在各自領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果。叢書(shū)第一批包括下列分冊(cè)：

太陽(yáng)電池及其應(yīng)用

膜技術(shù)

新型與特種纖維

多孔固體材料

超臨界流體技術(shù)及應(yīng)用

RNA干擾技術(shù)

作為出版者，我們由衷希望叢書(shū)的出版能在提升我國(guó)科學(xué)研究水平方面略盡綿薄之力，真誠(chéng)祝愿我國(guó)科技事業(yè)蒸蒸日上、欣欣向榮！

化學(xué)工業(yè)出版社2013年8月

本書(shū)以國(guó)內(nèi)外先進(jìn)、新型多孔材料、多孔固體材料為內(nèi)容，對(duì)其前沿技術(shù)及其各行業(yè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了詳盡介紹，綜合了近年來(lái)最新理論和技術(shù)成果以及編者多年的技術(shù)、科研經(jīng)驗(yàn)，能使廣大讀者對(duì)多孔材料、多孔固體材料有所領(lǐng)悟，并對(duì)其相關(guān)知識(shí)發(fā)生興趣。本書(shū)可供廣大材料、化工、生物、機(jī)械、建筑和醫(yī)學(xué)等與多孔材料相關(guān)領(lǐng)域的一般讀者、科研人員及工程技術(shù)人員和管理人員及相關(guān)專(zhuān)業(yè)在校大學(xué)生、研究生及教師閱讀和參考。

《高新技術(shù)科普叢書(shū)：多孔固體材料》揭示多孔固體形形色色的結(jié)構(gòu)形式以及自然界中豐富多彩的多孔固體形態(tài)，解析各種人造多孔固體材料的制備方法和不同用途。全書(shū)包括多孔固體結(jié)構(gòu)、自然界中多孔固體、多孔金屬、多孔陶瓷、泡沫塑料、多孔固體性能、多孔固體表征等章節(jié)，內(nèi)容新穎、豐富、實(shí)用。

《高新技術(shù)科普叢書(shū)：多孔固體材料》以多孔固體材料為內(nèi)容，對(duì)其前沿技術(shù)及其各行業(yè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了相應(yīng)的介紹，綜合了近年來(lái)最新理論和技術(shù)成果以及編者多年的技術(shù)、科研經(jīng)驗(yàn)，能使廣大讀者對(duì)多孔固體材料有所領(lǐng)悟，并對(duì)其相關(guān)知識(shí)發(fā)生興趣?！陡咝录夹g(shù)科普叢書(shū)：多孔固體材料》可供廣大材料、化工、生物、機(jī)械、建筑和醫(yī)學(xué)等與多孔材料相關(guān)領(lǐng)域的一般讀者、科研人員及工程技術(shù)人員和管理人員及相關(guān)專(zhuān)業(yè)在校大學(xué)生、研究生及教師閱讀和參考。

第1章 什么是多孔固體

1.1 引言

1.2 多孔固體的概念

1.3 多孔固體的類(lèi)型

1.3.1 蜂窩體

1.3.2 泡沫體

1.3.3 天然多孔體和人造多孔體

1.4 多孔固體的材質(zhì)

1.4.1 多孔金屬

1.4.2 多孔陶瓷

1.4.3 泡沫塑料

1.5 總結(jié)

第2章 多孔固體的結(jié)構(gòu)

2.1 引言

2.2 孔隙結(jié)構(gòu)

2.3 孔隙形狀

2.4 相對(duì)密度

第3章 天然多孔固體

3.1 引言

3.2 木材

3.2.1 木材的結(jié)構(gòu)

3.2.2 木材的性能

3.2.3 木材的用途

3.3 網(wǎng)狀骨質(zhì)

3.3.1 網(wǎng)狀骨質(zhì)的結(jié)構(gòu)

3.3.2 網(wǎng)狀骨質(zhì)的力學(xué)性能

3.4 軟木

3.4.1 軟木的結(jié)構(gòu)

3.4.2 軟木的力學(xué)性能

3.4.3 軟木的用途

3.5 總結(jié)

第4章 多孔金屬

4.1 引言

4.2 多孔金屬的概念

4.3 多孔金屬的制備

4.3.1 粉末冶金法

4.3.2 纖維燒結(jié)法

4.3.3 熔體發(fā)泡法

4.3.4 熔體吹氣法

4.3.5 滲流鑄造法

4.3.6 金屬沉積法

4.3.7 中空球燒結(jié)法

4.3.8 定向孔隙多孔金屬的制備

4.3.9 其他方法

4.4 微納孔隙多孔金屬

4.5 多孔金屬的用途

4.5.1 過(guò)濾與分離

4.5.2 消聲降噪

4.5.3 熱量交換

4.5.4 多孔電極

4.5.5 汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用

4.5.6 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

4.5.7 其他應(yīng)用

4.5.8 格子結(jié)構(gòu)多孔金屬

4.5.9 多孔金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)

4.6 總結(jié)

第5章 多孔陶瓷

5.1 引言

5.2 多孔陶瓷的概念

5.3 多孔陶瓷的制備

5.3.1 顆粒堆積燒結(jié)法

5.3.2 添加造孔劑法

5.3.3 有機(jī)泡沫浸漬法

5.3.4 發(fā)泡法

5.3.5 溶膠"para" label-module="para">

5.3.6 多孔陶瓷的新型制備工藝

5.3.7 蜂窩陶瓷的制備

5.4 多孔陶瓷的用途

5.4.1 過(guò)濾與分離

5.4.2 熱功能器件

5.4.3 傳感器件

5.4.4 生物材料

5.4.5 環(huán)境材料

5.4.6 化學(xué)工程應(yīng)用

5.4.7 聲音吸收

5.4.8 多孔陶瓷應(yīng)用總體評(píng)述

5.5 總結(jié)

第6章 泡沫塑料

6.1 引言

6.2 泡沫塑料的制備

6.2.1 泡沫塑料的發(fā)泡原理

6.2.2 泡沫塑料的成型工藝

6.2.3 植物油基泡沫塑料

6.3 泡沫塑料的用途

6.3.1 隔熱與保溫

6.3.2 包裝材料

6.3.3 吸聲材料

6.3.4 分離富集

6.3.5 其他用途

6.3.6 泡沫塑料應(yīng)用小結(jié)

6.4 功能泡沫塑料

6.4.1 自熄性泡沫塑料

6.4.2 抗靜電泡沫塑料

6.4.3 磁性泡沫塑料

6.4.4 微孔泡沫塑料

6.5 總結(jié)

第7章 多孔材料性能

7.1 引言

7.2 多孔材料性能總攬

7.2.1 力學(xué)性能

7.2.2 熱性能

7.2.3 電性能

7.3 泡沫金屬性能圖

7.3.1 剛度和密度

7.3.2 強(qiáng)度和密度

7.3.3 比剛度和比強(qiáng)度

7.3.4 熱性能

7.4 量值關(guān)系

7.5 選材設(shè)計(jì)分析

7.5.1 材料性能分布

7.5.2 性能分布的公式化

7.5.3 多孔固體的優(yōu)越指標(biāo)

第8章 多孔材料表征

8.1 引言

8.2 多孔材料的孔率

8.2.1 數(shù)學(xué)表達(dá)方式

8.2.2 顯微分析法

8.2.3 質(zhì)量·蔡寤·計(jì)算法

8.2.4 浸泡介質(zhì)法

8.3 多孔材料的孔徑

8.3.1 顯微分析法

8.3.2 氣泡法

8.3.3 氣體吸附法

8.4 壓汞法測(cè)定孔隙因素

8.4.1 壓汞法的基本原理

8.4.2 孔徑及其分布

8.4.3 表觀密度和孔率

8.4.4 壓汞法的實(shí)驗(yàn)操作

8.5 多孔材料的吸聲系數(shù)

8.5.1 吸聲性能的表征

8.5.2 吸聲系數(shù)的檢測(cè)

8.6 多孔材料的電阻率

8.6.1 四電極法

8.6.2 雙電橋法

參考文獻(xiàn)