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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

目录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 多孔陶瓷材料的类型13

1.4.1 多孔陶瓷按材质的分类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

3.3.7 热压法93

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

3.4 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

3.5.5 微波加热工艺101

3.5.4 脉冲电流烧结101

3.6 其他的造孔工艺技术102

3.6.1 热解法制备木材多孔陶瓷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

3.6.7 腐蚀法产生微孔、中孔108

3.6.8 等离子喷涂工艺108

3.7 复合造孔工艺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

3.8.1 制备工艺对SiC多孔陶瓷的影响115

3.8 制备工艺对多孔陶瓷结构与性能的影响115

3.8.2 Al2O3多孔陶瓷118

3.8.3 硅藻土基多孔陶瓷119

第4章 多孔陶瓷孔结构的表征技术122

4.1 直接观测法122

4.1.1 经验法估计气孔率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

4.2.1 显微镜的选择125

4.2 显微法125

4.2.2 扫描电镜126

4.2.3 透射电镜128

4.2.4 其他电子显微技术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

4.3.6 压汞法的测试步骤136

4.3.5 气孔率的测定136

4.3.7 压汞法的测试误差问题137

4.3.8 压汞法的测试实例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

4.5.2 排除法测定孔径分布的原理141

4.5.1 排除法的分类141

4.5.3 测试实例142

4.6 蒸汽渗透法149

4.6.1 基本原理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

4.10.1 分形与孔结构153

4.10 分形维数法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163

5.2.3 影响绝热多孔陶瓷导热系数的因素164

5.3 多孔绝热陶瓷的生产工艺166

5.3.1 耐火黏土和硅藻土绝热材料的生产工艺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 绝热材料存在的问题及其发展184

5.6.1 目前我国绝热材料存在的主要问题及原因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 吸声性能的测试203

6.3.1 吸声性能的评价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

7.1.1 多孔陶瓷与催化剂的结合216

7.1 催化剂与载体的相互作用216

第7章 多孔陶瓷载体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

7.3.1 氧化铝的特性与作用225

7.3 氧化铝催化剂载体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

7.4.3 其他237

7.5 汽车尾气催化剂载体237

7.5.1 汽车排放物的种类及其危害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

7.6.1 酶和酶的固定化方法250

7.6 固定化酶载体250

7.5.7 非蜂窝状的汽车尾气催化剂载体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

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

8.1.1 多孔陶瓷的过滤机理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

9.1.2 植入陶瓷按与组织的反应水平分类296

9.1.1 植入陶瓷和生物工艺学陶瓷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