多孔材料的主要特點是利用內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)達到預(yù)期性能，這是多孔材料設(shè)計的根本所在。物理性能、化學(xué)性能與力學(xué)性能的綜合優(yōu)化，可使該類材料在能源工程、生物工程、航空航天、環(huán)境保護、交通運輸?shù)戎T多領(lǐng)域，都能夠擁有其他材料難以或不可替代的應(yīng)用優(yōu)勢。本書介紹多孔材料設(shè)計所需制備工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能應(yīng)用方面的知識，特別是作者近些年來在多孔材料制備工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能研究方面開展的一些實踐工作。通過對若干多孔材料的實例描述，呈現(xiàn)其結(jié)構(gòu)狀態(tài)和對應(yīng)性能指標，可為該類材料的選材設(shè)計、孔隙結(jié)構(gòu)設(shè)計、制備工藝優(yōu)化設(shè)計以及最終的使用性能設(shè)計提供一定的參考。
本書可作為多孔材料領(lǐng)域科研人員和工程技術(shù)人員在圍繞多孔產(chǎn)品性能設(shè)計而開展的有關(guān)多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝方法設(shè)計過程中的素材，也可供廣大材料工作者以及高等院校材料類及相關(guān)專業(yè)（如物理、化學(xué)化工、生物、醫(yī)學(xué)、機械、冶金、建筑、環(huán)保等）師生參考。
劉培生，北京師范大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。曾任射線束技術(shù)與材料改性教育部重點實驗室學(xué)術(shù)委員會委員、北師大材料物理教研室主任，原任核物理研究所(現(xiàn)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院前身)副所長。
劉教授多年從事多孔材料和材料表面改性等方面的研究，獨立發(fā)表SCI論文近60篇，EI收錄40余篇；出版學(xué)術(shù)著作多部；獨立發(fā)明獲國家發(fā)明專利授權(quán)8項。參加包括國家重大攻關(guān)項目、國家科技支撐計劃項目在內(nèi)的合作研究多項，主持承擔完成國家自然基金、北京市自然基金等科研項目6項。中國能源學(xué)會常務(wù)理事，中國材料研討會首屆多孔材料分會發(fā)起人，第二、三、四屆多孔材料分會主席。
第1章緒論
1.1引言001
1.2多孔材料結(jié)構(gòu)001
1.3泡沫金屬003
1.3.1粉末燒結(jié)型003
1.3.2纖維燒結(jié)型004
1.3.3熔體鑄造型004
1.3.4金屬沉積型004
1.3.5復(fù)合型004
1.4泡沫陶瓷005
1.4.1泡沫陶瓷分類005
1.4.2泡沫陶瓷特點006
1.5泡沫塑料006
1.5.1泡沫塑料分類007
1.5.2泡沫塑料特點007
1.6結(jié)束語008
第2章孔隙結(jié)構(gòu)與其工藝
2.1引言009
2.2泡沫金屬制備工藝009
2.2.1粉末冶金法009
2.2.2金屬沉積法010
2.2.3熔體發(fā)泡法011
2.2.4熔體吹氣發(fā)泡法011
2.2.5熔模鑄造法012
2.2.6滲流鑄造法012
2.2.7纖維燒結(jié)法013
2.2.8粉體熔化發(fā)泡法013
2.2.9泡沫金屬制備實踐舉例014
2.3泡沫陶瓷制備工藝016
2.3.1顆粒堆積燒結(jié)法016
2.3.2添加造孔劑法017
2.3.3有機泡沫浸漿法018
2.3.4發(fā)泡法018
2.3.5其他制備工藝019
2.4泡沫塑料制備工藝021
2.4.1泡沫塑料發(fā)泡021
2.4.2泡沫塑料成型024
2.4.3阻燃型泡沫塑料026
2.4.4生物降解泡沫塑料027
2.4.5增強泡沫塑料027
2.5結(jié)束語027
第3章材料性能與其用途
3.1引言029
3.2泡沫金屬性能應(yīng)用029
3.2.1力學(xué)性能應(yīng)用030
3.2.2導(dǎo)電性能應(yīng)用036
3.2.3能量吸收性能應(yīng)用038
3.2.4電磁屏蔽性能應(yīng)用039
3.2.5孔隙表面應(yīng)用039
3.2.6高熔點泡沫金屬040
3.3泡沫陶瓷性能應(yīng)用043
3.3.1孔隙尺寸因素應(yīng)用044
3.3.2孔隙表面因素應(yīng)用048
3.3.3生物相容性應(yīng)用050
3.3.4熱性能應(yīng)用051
3.3.5能量吸收性能應(yīng)用052
3.3.6性能應(yīng)用總體評述052
3.4泡沫塑料性能應(yīng)用053
3.4.1能量吸收性能應(yīng)用053
3.4.2熱性能應(yīng)用056
3.4.3力學(xué)性能應(yīng)用058
3.4.4不同品種的用途059
3.4.5性能應(yīng)用總體評述059
3.5結(jié)束語059
第4章孔隙因素基本參量
4.1引言061
4.2孔隙率061
4.2.1基本數(shù)學(xué)關(guān)系062
4.2.2常用檢測方法062
4.3孔徑及其分布065
4.3.1顯微分析法065
4.3.2氣泡法066
4.3.3氣體滲透法072
4.3.4氣體吸附法075
4.4孔隙形貌077
4.4.1顯微觀測法078
4.4.2X射線斷層掃描法078
4.5孔隙因素綜合檢測083
4.5.1壓汞法的基本原理084
4.5.2孔徑及其分布的測定084
4.5.3表觀密度和孔隙率的測定086
4.5.4測試誤差分析和處理087
4.5.5測定方法適用范圍089
4.5.6幾種測定方法的比較090
4.6結(jié)束語091
第5章多孔材料吸聲性能
5.1引言092
5.2多孔材料吸聲原理及應(yīng)用093
5.2.1多孔材料吸聲機理093
5.2.2多孔材料吸聲應(yīng)用095
5.2.3影響吸聲性能的因素099
5.3吸聲性能表征和測試101
5.3.1吸聲性能的表征102
5.3.2吸聲系數(shù)的檢測103
5.4多孔材料吸聲系數(shù)的計算模型109
5.4.1實驗材料和檢測結(jié)果109
5.4.2吸聲系數(shù)理論模型110
5.4.3模型計算和相關(guān)分析111
5.5泡沫金屬吸聲性能數(shù)學(xué)擬合115
5.5.1吸聲系數(shù)與聲波頻率的關(guān)系115
5.5.2最大吸聲系數(shù)與孔隙因素的關(guān)系119
5.5.3本節(jié)工作總結(jié)121
5.6泡沫鎳復(fù)層結(jié)構(gòu)的中頻吸聲性能122
5.6.1實驗材料和檢測方法122
5.6.2實驗結(jié)果與分析討論123
5.6.3本節(jié)工作總結(jié)128
5.7泡沫鎳復(fù)層結(jié)構(gòu)的低頻吸聲性能129
5.7.1實驗材料和檢測方法129
5.7.2實驗結(jié)果與分析討論130
5.7.3本節(jié)工作總結(jié)136
5.8結(jié)束語137
第6章多孔材料熱導(dǎo)性能
6.1引言139
6.2多孔材料的熱性能應(yīng)用139
6.2.1熱量交換139
6.2.2熱管140
6.2.3其他具體應(yīng)用141
6.3熱性能的表征和檢測方法142
6.3.1熱導(dǎo)率和熱擴散率的表征142
6.3.2熱導(dǎo)率的測量方法143
6.4多孔材料熱導(dǎo)率的測試146
6.4.1穩(wěn)態(tài)平板測量法146
6.4.2有效熱導(dǎo)率和接觸熱阻148
6.4.3熱導(dǎo)率測試實例150
6.5影響熱導(dǎo)率的因素151
6.5.1影響熱導(dǎo)率的其他因素151
6.5.2值得研究的相關(guān)工作152
6.6結(jié)束語152
第7章不同結(jié)構(gòu)的泡沫鈦
7.1引言153
7.2胞狀泡沫鈦合金153
7.2.1胞狀泡沫鈦的制備154
7.2.2胞狀泡沫鈦的壓縮行為155
7.2.3胞狀泡沫鈦的吸聲性能158
7.2.4本節(jié)工作總結(jié)160
7.3網(wǎng)狀泡沫鈦合金160
7.3.1網(wǎng)狀泡沫鈦的制備161
7.3.2網(wǎng)狀泡沫鈦的壓縮行為163
7.3.3網(wǎng)狀泡沫鈦的導(dǎo)熱性能164
7.3.4網(wǎng)狀泡沫鈦的吸聲性能166
7.3.5本節(jié)工作總結(jié)167
7.4泡沫鈦電磁屏蔽性能168
7.4.1電磁屏蔽原理簡介168
7.4.2電磁屏蔽實驗方法169
7.4.3胞孔泡沫鈦的電磁屏蔽效能170
7.4.4網(wǎng)孔泡沫鈦的電磁屏蔽效能171
7.4.5總體性討論172
7.4.6本節(jié)工作總結(jié)173
7.5結(jié)束語173
第8章非鋁鈦質(zhì)泡沫金屬
8.1引言175
8.2泡沫不銹鋼175
8.2.1網(wǎng)狀泡沫不銹鋼及其吸聲性能176
8.2.2泡沫不銹鋼與泡沫聚合物的中低頻吸聲效果比較181
8.2.3泡沫不銹鋼加穿孔板疊層結(jié)構(gòu)的低頻吸聲效果185
8.2.4高孔隙率胞狀泡沫不銹鋼及其壓縮行為189
8.3泡沫鐵及夾層結(jié)構(gòu)190
8.3.1泡沫鐵的制備及工藝分析191
8.3.2泡沫鐵夾層制品及其結(jié)合強度193
8.3.3本節(jié)工作總結(jié)195
8.4微孔泡沫鉬196
8.4.1泡沫鉬的制備方法196
8.4.2泡沫鉬的檢測與分析196
8.4.3本節(jié)工作總結(jié)199
8.5結(jié)束語199
第9章泡沫陶瓷性能研究
9.1引言201
9.2泡沫陶瓷吸聲性能202
9.2.1泡沫陶瓷塊體的制備202
9.2.2本多孔制品的吸聲性能202
9.2.3常見吸聲材料性能比較204
9.3泡沫陶瓷表面負載活性層207
9.3.1多孔泡沫瓷球的制備208
9.3.2表面負載活性氧化鋁211
9.3.3負載體系的As吸附性能212
9.4泡沫陶瓷表面脫硅活化214
9.4.1脫硅方法及分析214
9.4.2脫硅機制分析216
9.4.3脫硅體系的As吸附性能217
9.5泡沫陶瓷表面生長活性層218
9.5.1負載普魯士藍的研究意義218
9.5.2類網(wǎng)狀多孔陶瓷的制備219
9.5.3表面負載普魯士藍類似物220
9.5.4普魯士藍類似物的形成機制222
9.5.5負載體系的吸附性能226
9.6結(jié)束語228
第10章二氧化鈦光活性膜研究
10.1引言230
10.2多孔結(jié)構(gòu)的TiO2薄膜231
10.2.1多孔TiO2膜層的制備231
10.2.2膜層孔隙結(jié)構(gòu)的形成機制分析233
10.2.3TiO2膜層的光催化實驗237
10.2.4Fe摻雜改性TiO2光催化膜238
10.3泡沫鈦生長TiO2納米線242
10.3.1泡沫鈦基體的制備243
10.3.2TiO2納米線的生長244
10.3.3復(fù)合結(jié)構(gòu)用于甲基橙溶液的電解245
10.3.4復(fù)合結(jié)構(gòu)用于太陽能電池247
10.4泡沫鈦生長TiO2納米管251
10.4.1泡沫鈦基體的制備252
10.4.2TiO2納米管的制備252
10.4.3TiO2納米管生長機理257
10.5多孔材料負載TiO2薄膜257
10.5.1泡沫金屬負載TiO2薄膜258
10.5.2泡沫陶瓷負載TiO2薄膜261
10.6結(jié)束語265
附錄本書作者實驗室研制的部分多孔產(chǎn)品示例
參考文獻271
書單推薦
