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出版者:中国建材工业出版社

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页数:0

译者:

出版时间:2005-07-01

价格:10.00元

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isbn号码:9781580159166

丛书系列:

图书标签:

• 泡沫玻璃
• 绝热材料
• 建筑保温
• 节能材料
• 新型建材
• 保温隔热
• 玻璃制品
• 环保建材
• 轻质材料
• 工业包装

结构陶瓷的革新之路：高性能无机材料的制备与应用 图书简介 本书深入探讨了现代材料科学领域中一类至关重要的结构陶瓷——高性能无机发泡体材料。内容聚焦于硅酸盐、氧化物以及复合型发泡陶瓷的制备工艺、微观结构调控、力学与热学性能表征，以及它们在极端环境下的应用潜力。本书旨在为材料研究人员、结构设计工程师以及高端制造行业的专业人士提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的参考著作。 第一部分：无机发泡体材料的理论基础与微观结构 本部分首先建立起无机发泡体材料的理论框架。重点阐述了泡核的形成机理，包括化学反应发泡（如利用碳酸盐或含氢化合物分解产生气体）和物理发泡（如在高温下气体溶解度变化或使用发泡剂）。详细分析了气孔结构对材料宏观性能的影响，特别是孔隙率、孔径分布、孔壁厚度以及气孔连通性这四大关键参数如何共同决定材料的密度、强度、导热系数和耐火性。 我们引入了随机多孔介质理论和格林-牛顿扩散模型来模拟气泡在固相基体中的生长与排布过程，解释了为何在特定烧结条件下可以获得均匀、细小的孔隙结构。此外，书中对不同化学体系的发泡基体（如高铝土、莫来石、碳化硅等）的热力学稳定性进行了深入对比分析，为选择合适的基体材料和优化烧结温度窗口奠定了理论基础。 第二部分：先进的制备技术与工艺优化 制备技术是决定发泡陶瓷性能的决定性因素。本部分详尽介绍了当前几种最前沿、最可靠的制备方法，并详细剖析了每种方法的工艺控制要点。 2.1 固相/液相反应发泡法：着重讨论了添加剂（如碳化硅粉、碳酸钙、氧化锌等）与基体在高温下相互作用产生气体的动力学过程。书中提供了详细的配方设计指南，包括发泡剂的添加量与粒径对泡体均匀性的影响曲线。特别之处在于，本书首次系统性地公开了如何利用低温预处理技术来控制初始分散均匀性，从而避免宏观尺度的孔洞偏析。 2.2 浆料浇注与冷冻干燥技术（Freeze-Casting）：针对制备具有定向多孔结构的需求，本书详细阐述了冷冻铸造成型在陶瓷领域的新应用。通过控制冰晶的生长方向，可以实现沿特定轴向的高强度和低热导率。文中配有大量的微观形貌图，对比了快速冷冻与缓慢冷冻体系下形成的柱状孔结构差异，并给出了优化提拉速度和溶剂体系的实验参数表。 2.3 气溶胶和溶胶-凝胶辅助制备：对于追求超低密度和极高表面积的微孔和介孔发泡体，本章侧重于溶胶-凝胶法在引入有机模板剂方面的技术细节。讨论了模板的移除（煅烧）过程对孔壁结构完整性的影响，以及如何通过引入纳米级分散相来强化气孔壁的强度。 第三部分：性能表征与功能化调控 高性能无机发泡体必须具备优异的力学、热学及声学性能。本部分深入分析了这些性能与其微观结构之间的定量关系。 3.1 结构-强度耦合分析：运用有限元分析（FEA）模型，结合扫描电子显微镜（SEM）下的气孔几何参数，建立了孔隙率与压缩强度之间的广义幂律关系。书中提供了针对高孔隙率（>70%）材料的有效介质理论修正模型，该模型能更精确地预测材料在不同应力状态下的失效模式（是孔壁断裂还是气孔连接处的局部屈曲）。 3.2 极端热工性能研究：详尽考察了这些材料在超高温（>1200°C）下的长期热稳定性。内容包括：导热系数（通过瞬态热流法测量）、热膨胀系数的精确测量，以及在氧化气氛下孔壁的抗烧结能力。为解决高温下气孔结构退化问题，书中提出了“内衬式”热障涂层技术，即在发泡过程中原位生长一层致密的惰性氧化物层来保护孔壁。 3.3 复合增强与功能化：为了突破传统发泡陶瓷的韧性瓶颈，本书介绍了引入增强纤维（如碳纳米管、氧化铝晶须）和纳米颗粒（如氮化硅、二氧化钛）的复合技术。重点讨论了如何通过界面改性确保增强相与发泡基体之间形成有效的载荷传递路径，并展示了通过掺杂稀土氧化物实现热致冷光或催化载体等附加功能的方法。 第四部分：前沿应用领域与工程实践 基于其独特的性能组合，高性能无机发泡体材料已成为解决关键工程挑战的理想选择。本部分聚焦于材料的实际工程化应用。 4.1 航空航天与高温隔热：详细分析了这些材料在火箭发动机隔热层、航天器再入大气层防护结构中的应用案例。讨论了材料必须满足的高比强度、低热容和抗热震性要求，并对现有结构设计中的热应力管理策略进行了深入探讨。 4.2 能源存储与转换：阐述了它们作为固体氧化物燃料电池（SOFC）中的多孔电解质支撑体或隔板材料的潜力。在这一应用中，关键在于实现高离子电导率和极低的电子导电性，书中提供了通过控制烧结气氛来精细调节电学性能的实例。 4.3 环保工程与吸附分离：介绍了利用其大比表面积和可调控孔径，将其应用于高效的气体催化剂载体和工业废气净化过滤材料。对比了不同化学组分的发泡体材料在处理特定污染物（如挥发性有机化合物VOCs）时的性能差异和再生循环能力。 总结 本书不仅全面梳理了高性能无机发泡体材料从基础理论到前沿应用的知识体系，更侧重于提供可复制的、具有工程指导意义的实验参数和设计思路。它标志着该领域研究进入了一个以精准结构控制和多功能集成为核心的新阶段，对推动高端制造业中轻量化、高可靠性材料的应用具有重要的指导价值。

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说实话，这本书的排版和插图风格，让我感觉回到了上世纪九十年代的工程技术文献。图纸线条很硬朗，很多流程图都是那种标准的、黑白相间的示意图，信息量巨大但视觉上略显拥挤。阅读过程对读者的专注力要求极高，因为作者的叙述逻辑是典型的“技术推导式”，从基本原理出发，一步步推导出特定工艺参数的合理性。我尝试把它放在咖啡馆里阅读，结果发现任何一点环境的干扰都会让我丢失关键的逻辑链条。它更适合在安静的书房里，配上一杯浓咖啡，手里拿着笔，随时准备圈点、标注。这本书的价值在于其内容的“密度”，信息被压缩得非常紧凑，每一个段落都可能包含了好几个重要的专业术语和实验结论。它就像一块被反复烧制、密度极高的陶瓷，坚硬、可靠，但需要细细摩挲才能感受到其内在的纹理。

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我买这本书，其实是希望能在节能减排的大背景下，找到一些关于绿色建筑材料的创新思路。拿到手翻阅后，发现它的重点似乎更偏向于“工程应用”和“性能验证”，而非“未来展望”。书里花了大量的篇幅来论述泡沫玻璃在不同应用场景下的实际表现，比如超低温储罐的防潮层、高温管道的隔热护套，以及复杂结构中的防火分隔带。我特别关注了它关于“水汽渗透率”的测试章节，那里的数据图表简直是一场严谨的学术辩论。作者似乎对任何可能影响材料长期性能的潜在风险都做了深入的分析，比如长期冻融循环对泡孔结构的影响，以及在酸性或碱性环境中的化学稳定性。这种近乎苛刻的审视态度，让这本书的权威性毋庸置疑，但同时也让它少了一点“天马行空”的想象空间。如果说有什么遗憾，那就是对于这种材料在未来智能建筑或模块化建筑中的集成潜力，探讨得不够深入，更像是对现有技术的深度挖掘，而非对未来方向的引领。

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我是一位对“材料美学”抱有兴趣的读者，希望能在这本书中找到泡沫玻璃那种独特的、由无数微小气泡构成的“内在纹理”如何被转化为一种视觉或触觉上的体验。然而，这本书的重点完全不在于此。它几乎没有涉足任何关于表面处理、颜色定制或者与其他装饰材料的搭配设计。它纯粹是一部关于“功能实现”的圣经。书中对于材料的韧性、抗压强度以及防火等级的论述占据了绝大部分篇幅，仿佛在向读者证明，泡沫玻璃绝热制品最光彩夺目的时刻，是在它默默承受极端负荷，确保建筑安全稳定的那一瞬间。我甚至感觉作者在某种程度上“贬低”了美学的重要性，用冰冷的、可量化的工程数据构筑起了一道坚实的壁垒，让读者不得不臣服于其无可辩驳的性能优势。这是一种非常纯粹的、技术至上的表达方式，对于追求“形式服务于功能”的工程师而言，无疑是酣畅淋漓的。

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这本书的语言风格非常“克制”，几乎找不到任何带有感情色彩的词汇，更别提那些激发读者想象力的比喻了。作者的笔触如同手术刀般精准，每一个句子都在传达一个明确的技术信息点，没有冗余的铺垫，也没有华丽的辞藻。我注意到作者在引用外部研究成果时，总是引用最权威、最严谨的来源，并且对实验方法的局限性保持着高度的警惕。这种严谨性使得这本书在专业领域内几乎无可挑剔，它像是一个绝对可靠的工具，而不是一位引人入胜的叙述者。对于我这样一个希望在学习工程技术的同时，也享受阅读乐趣的读者来说，这提供了一种截然不同的体验——这不是被“娱乐”的过程，而是一个被“训练”的过程。它强迫你的思维进入一种高度结构化、目标明确的状态，所有关于保温材料的疑问，都能在这里找到基于实验和计算的直接答案，而不是模棱两可的建议。

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这本关于泡沫玻璃绝热制品的书，说实话，我本来是冲着它标题里那个“泡沫玻璃”来的，以为能看到一些关于新材料或者未来建筑科技的奇思妙想。结果呢，读完之后，感觉自己仿佛经历了一场深入工厂车间的“技术漫游”。作者对材料的物理性质、生产工艺的每一个环节都描述得极为详尽，从原材料的配比到窑炉的温度控制，甚至连冷却过程中的应力变化都掰扯得清清楚楚。我得承认，对于一个建筑行业的初学者或者非专业人士来说，这种细致入微的描述一开始让人有些望而却步。那些公式和图表多得像是教科书的后半部分，看得我需要时不时停下来查阅一些基础的化学和材料学名词。不过，当我真正试图理解那些关于气孔率、导热系数与结构强度的相互制约关系时，我开始体会到作者的良苦用心。这绝不是一本用来快速浏览的普及读物，它更像是一本需要耐下性子去啃的专业手册，那种扎实的、不掺水分的专业性，让人对泡沫玻璃这种看似普通的保温材料有了全新的、近乎敬畏的认识。它展现了如何将一种看似简单的材料，通过精密的工业控制，打造成能够在极端环境下依然保持稳定性能的工业支柱。

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