先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料 [Aerogel Materials for Highly Efficient Thermal Insulation]

先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料 [Aerogel Materials for Highly Efficient Thermal Insulation] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

冯坚 等 著
图书标签:
  • 气凝胶
  • 陶瓷纤维
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  • 材料科学
  • 节能
  • 先驱体转化
  • 高性能材料
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出版社: 科学出版社
ISBN:9787030503039
版次:1
商品编码:12065808
包装:平装
丛书名: 先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书
外文名称:Aerogel Materials for Highly Efficient Thermal Insulation
开本:16开
出版时间:2016-11-01
用纸:胶版纸

具体描述

内容简介

  隔热材料是对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体。高性能隔热材料的研制和开发是解决能源紧缺的有效措施之一,更是解决新型航天飞行器和导弹高效热防护难题的关键,无论对于民用还是军用都具有重要的现实意义。
  气凝胶高效隔热材料是目前高性能隔热材料研究的主要方向,《先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料》深入总结了作者十多年来在气凝胶高效隔热材料领域的研究成果,系统介绍了纤维增强Si02、Al203-Si02.SiCO、炭气凝胶隔热复合材料及聚酰亚胺气凝胶隔热材料的制备工艺,结构和性能表征,构件成型,加工及应用等。
  《先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料》可为从事气凝胶隔热保温相关领域的高校师生,气凝胶保温材料研究、开发和生产相关人员,以及从事航天飞行器热防护系统、武器装备和民用隔热保温领域设计应用的相关人员提供可靠的参考资料。

目录

第1章 气凝胶简介
1.1 气凝胶的发展历程
1.2 气凝胶及其复合材料的制备方法
1.2.1 气凝胶的制备方法
1.2.2 气凝胶复合材料的制备方法
1.3 气凝胶的基本性质及应用
1.3.1 气凝胶的基本性质
1.3.2 气凝胶的应用
1.4 气凝胶隔热材料的发展趋势
1.4.1 进一步提高气凝胶隔热材料的耐高温性能
1.4.2 进一步提高气凝胶隔热材料的隔热效果
1.4.3 极端环境下气凝胶隔热材料的性能与评估研究
1.4.4 气凝胶隔热材料的低成本制备技术研究
1.4.5 特种功能气凝胶隔热材料的研究
参考文献

第2章 纤维增强Si02气凝胶高效隔热复合材料
2.1 Si02气凝胶
2.1.1 Si02溶胶一凝胶的反应过程
2.1.2 Si02气凝胶的制备工艺
2.1.3 Si02气凝胶的性质和微观结构控制
2.1.4 Si02气凝胶的耐温性
2.2 Si02气凝胶高效隔热复合材料
2.2.1 Si02气凝胶高效隔热复合材料的制备工艺
2.2.2 Si02气凝胶高效隔热复合材料的隔热性能
2.2.3 Si02气凝胶高效隔热复合材料的力学性能
2.2.4 Si02气凝胶高效隔热复合材料的耐温性能
2.3 Si02气凝胶高效隔热复合材料的疏水改性
2.3.1 疏水改性的反应过程分析
2.3.2 疏水处理的反应增重率
2.3.3 疏水处理对Si02气凝胶结构的影响
2.3.4 Si02气凝胶及其复合材料的疏水性表征
参考文献

第3章 纤维增强Al203-Si02气凝胶高效隔热复合材料
3.1 A1203-Si02气凝胶
3.1.1 A1203-Si02溶胶-凝胶的反应过程
3.1.2 A1203-Si02气凝胶的制备工艺
3.1.3 A1203-Si02气凝胶的耐温性
3.2 A1203-Si02气凝胶高效隔热复合材料
3.2.1 A1203-Si02气凝胶高效隔热复合材料的制备工艺
3.2.2 A1203-Si02气凝胶复合材料的隔热性能
3.2.3 A1203-Si02气凝胶高效隔热复合材料的力学性能
3.2.4 A1203-Si02气凝胶高效隔热复合材料的耐温性能
参考文献

第4章 纤维增强SiCO气凝胶隔热复合材料
4.1 SiCO气凝胶简介
4.1.1 SiCO气凝胶的结构
4.1.2 SiCO气凝胶的性质
4.2 SiCO气凝胶的制备、结构和性能
4.2.1 SiCO先驱体溶胶-凝胶的反应过程
4.2.2 SiCO气凝胶的制备工艺
4.2.3 SiCO气凝胶的结构和性能分析
4.3 SiCO气凝胶隔热复合材料
4.3.1 SiCO气凝胶隔热复合材料的制备工艺
4.3.2 SiCO气凝胶隔热复合材料的隔热性能
4.3.3 SiCO气凝胶隔热复合材料的力学性能
4.3.4 SiCO气凝胶隔热复合材料的耐温性能
参考文献

第5章 纤维增强炭气凝胶隔热复合材料
5.1 炭气凝胶
5.1.1 炭气凝胶的制备机理
5.1.2 炭气凝胶的制备工艺过程
5.1.3 炭气凝胶的微观结构控制
5.2 炭气凝胶隔热复合材料
5.2.1 炭气凝胶隔热复合材料的制备工艺
5.2.2 炭气凝胶隔热复合材料的隔热性能
5.2.3 炭气凝胶隔热复合材料的力学性能
5.2.4 炭气凝胶隔热复合材料的耐高温性能
参考文献

第6章 聚酰亚胺气凝胶隔热材料
6.1 聚酰亚胺气凝胶简介
6.1.1 线型结构聚酰亚胺气凝胶
6.1.2 交联型聚酰亚胺气凝胶
6.1.3 聚酰亚胺增强Si02气凝胶材料
6.1.4 聚酰亚胺增强黏土气凝胶材料
6.2 聚酰亚胺气凝胶的制备工艺
6.2.1 聚酰亚胺的合成方法
6.2.2 聚酰亚胺气凝胶的合成工艺
6.3 聚酰亚胺气凝胶的微观结构
6.3.1 聚酰亚胺气凝胶的微观形貌
6.3.2 聚酰亚胺气凝胶的孔结构
6.4 聚酰亚胺气凝胶的隔热性能
6.4.1 温度对聚酰亚胺气凝胶热导率的影响
6.4.2 环境气氛对聚酰亚胺气凝胶热导率的影响
6.4.3 气压对聚酰亚胺气凝胶热导率的影响
6.5 聚酰亚胺气凝胶的力学性能
6.5.1 聚酰亚胺气凝胶的拉伸性能
6.5.2 聚酰亚胺气凝胶的弯曲性能
6.5.3 聚酰亚胺气凝胶的压缩性能
6.6 聚酰亚胺气凝胶的耐温性能
参考文献

第7章气凝胶隔热复合材料的应用研究
7.1 气凝胶高效隔热复合材料的构件成型
7.2 气凝胶高效隔热复合材料的构件加工
7.2.1 切割
7.2.2 孔加工
7.2.3 数控加工
7.3 气凝胶高效隔热材料的应用
7.3.1 在航天飞行器热防护系统上的应用
7.3.2 在导弹热防护系统上的应用
7.3.3 在冲压发动机热防护系统上的应用
7.3.4 在军用热电池隔热套上的应用
参考文献
附录

精彩书摘

  《先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料》:
  4.高温裂解
  高温裂解是以有机物为原料制备无机气凝胶的关键工艺,其过程是利用反应物在高温条件下受热发生断键.重排而生成新结构,一般可分为3个阶段,第1阶段为未交联有机小分子的逸出,这一阶段发生在低温区(400℃以下);第2阶段为有机物无机化,得到无定形态结构的产物,这个过程一般发生在1000℃左右,但不同的前驱体转化温度是不一致的;第3个阶段为无定形态结构的产物结晶化(>1200℃),一般高温裂解过程在真空或者惰性气氛下进行,常用的惰性气体有氩气和氮气,C、SiCO等气凝胶的制备通常需要通过高温裂解过程。
  1.2.2气凝胶复合材料的制备方法
  气凝胶复合材料一般是指以陶瓷纤维、晶须、晶片或颗粒为增强体,气凝胶为基体,通过适当复合工艺制备性能可设计的一类新型复合材料。气凝胶复合材料通常针对隔热保温领域进行应用,具有较好的力学性能、超低热导率等特点。目前制备气凝胶复合材料主要有凝胶整体成型和颗粒混合成型等方法。
  1.凝胶整体成型
  将配制的溶胶直接与增强体或红外遮光剂等混合,待混合体凝胶后经超临界干燥或常压干燥得到气凝胶复合材料,气凝胶在复合材料中呈连续的整体块状结构。根据添加剂的形状不同.具体的工艺过程也有所不同,主要的添加剂有颗粒、短纤维以及长纤维等。
  1)颗粒、短纤维增强气凝胶复合材料
  颗粒(或短纤维)增强气凝胶复合材料的具体工艺如下:制备溶胶过程中,添加适量的颗粒(或短纤维),加入少量表面活性剂作为分散剂进行搅拌,使颗粒(或短纤维)均匀分散在溶胶体系中,待溶胶快凝胶时将其倒入模具中,经快速凝胶、老化及干燥过程得到颗粒(或短纤维)增强气凝胶复合材料。
  颗粒(或短纤维)增强气凝胶复合材料的制备关键是如何使颗粒(或短纤维)均匀分散在气凝胶基体中,相互搭结并与周围的气凝胶基体牢固黏结。由于颗粒或短纤维与气凝胶的物理性质(如表面张力、可润湿性、密度等)存在差异,使得颗粒或短纤维难以均匀分散和牢固黏结。带静电表面的相互吸引也会使颗粒或短纤维聚集成球或形成平行的束状结构,在最终的产品中形成不均匀的团块,导致复合材料性能下降。常用的解决方法是加入分散剂,通过强力搅拌或超声振荡等方式使颗粒或短纤维等均匀地分散在溶胶中,同时为防止颗粒或短纤维因密度差而沉淀,控制凝胶时间以及掺入颗粒或短纤维的时间,使加入颗粒或短纤维后的溶胶在适当时间内凝胶。
  2)长纤维增强气凝胶复合材料
  长纤维增强气凝胶复合材料的工艺主要过程是,首先将纤维经加工处理形成纤维预成型体,将制备好的溶胶浸渍纤维预成型体,再经凝胶、老化和干燥得到气凝胶复合材料。
  长纤维在材料中作为力学支撑,提高复合材料的力学性能。根据实际应用条件的不同,长纤维具有较强的选择性,高温应用条件下可选择无机纤维如玻璃纤维、矿物纤维等,低温应用条件下可以选择有机纤维如聚氨酯纤维、尼龙纤维或天然植物纤维等。
  消除纤维与纤维之间的接触是长纤维复合气凝胶隔热材料制备的关键。纤维与纤维之间接触一方面会降低气凝胶在材料中的分散性,影响气凝胶与纤维之间的结合,降低材料的力学性能;另一方面,纤维与纤维之间的接触会产生热桥效应,增加材料的固相传导。通过以下措施可改善纤维与气凝胶之间的结合:①选择与气凝胶基体相容性好的纤维;②提高纤维的浸润性;③通过对纤维表面预处理,提高其与气凝胶基体的结合强度;④精确控制溶胶.凝胶、浸渍、超临界干燥等制备工艺参数。
  ……

前言/序言

  新型航天飞行器和导弹的研制和发展,对国家的国防安全具有重要的战略意义。与传统的飞行器和导弹相比,临近空间新型高速飞行器和导弹的飞行速度更高,飞行时间更长,飞行器和弹体表面的气动加热温度更高,加热时间更长,累计气动加热量更加严酷,承受的热环境更为恶劣。长时高效热防护已成为新型航天飞行器和导弹研制和发展中无法避免而又必须妥善解决的一个重大关键技术难题。因此,迫切需要研制和发展耐高温、轻质、力学性能良好的高效隔热材料和结构以支撑新型航天飞行器和导弹长时高效热防护系统技术的突破。另外,战斗机、装甲车辆、舰艇、鱼雷等武器装备也对高性能隔热材料提出了迫切需求。
  在民用方面,随着科学技术和社会经济飞速发展,全球能源的日益紧缺已成为世界性问题,开发新能源、提高现有能源利用率以及节约能源已引起了各国的高度重视。其中,采用新技术、新工艺开发环境友好型的高效隔热材料是节约能源最有效、最经济的措施之一。
  传统的陶瓷纤维隔热毡、陶瓷纤维隔热瓦等材料高温热导率较高[如美国NASA研制的AETB-12陶瓷纤维隔热瓦为800℃,热导率为0.128W/(m·K)],已难以满足军用和民用领域更加苛刻的高性能要求。开展耐高温、轻质及力学性能良好的高效隔热材料和结构技术研究具有重要的现实意义。
  自1931年美国太平洋学院(CollegeofthePacific)的Kistler教授首次提出气凝胶概念以来,Si02气凝胶由于其独特的纳米骨架颗粒和纳米孔径结构,已成为当前室温热导率最低的固体材料,但其强度低,对高温红外辐射传热透明,高温热导率较高。因此,研制兼具高强韧和高温低热导率特点的高性能气凝胶复合材料是国内外广大学者一直致力解决的技术难题。
  国防科学技术大学自2001年开始从事气凝胶隔热材料研究,在国家自然科学基金、武器装备预研基金和军品配套科研项目等的长期支持下,开展的气凝胶高效隔热复合材料研究,已从实验室基础研究和工艺探索阶段进入到工程化应用阶段。研制的Si02和Al203等气凝胶复合材料具有高强韧、可设计性强、高效隔热等特性,相关材料和构件已广泛应用于我国新型航天飞行器和导弹热防护系统中,为我国国防现代化建设做出了重要贡献。
  本书总结了作者十多年来在气凝胶隔热材料领域的研究成果,系统地介绍了纤维增强SiO2、Al2O3-SiO2、SiCO、炭气凝胶隔热复合材料及聚酰亚胺气凝胶隔热材料的制备工艺,结构和性能,构件成型、加工及应用等。
先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料 引言 在追求更高能源效率和更优异材料性能的时代背景下,隔热材料的研究与开发扮演着至关重要的角色。从日常生活中的建筑保温,到航空航天、新能源汽车等前沿领域,对高性能隔热材料的需求与日俱增。传统隔热材料在效率、耐用性、安全性和环境友好性等方面均面临挑战,促使科研人员不断探索新型隔热体系。气凝胶,作为一种具有独特纳米孔结构的固体材料,因其极致的低密度和极低的导热系数,被誉为“隔热材料之王”,在高性能隔热领域展现出巨大的潜力。 书籍内容概要 本书《先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料》深入剖析了以先驱体转化为核心的陶瓷纤维与复合材料在气凝胶高效隔热领域的应用。全书围绕气凝胶隔热材料的制备、结构调控、性能表征、以及在实际应用中的挑战与机遇展开。 第一部分:气凝胶基础与先驱体转化技术 本部分首先系统介绍了气凝胶的定义、基本结构(如纳米纤维网络、三维开放孔隙)、独特的物理化学性质(如低密度、高比表面积、低导热系数、高光学透明性等)。在此基础上,重点阐述了“先驱体转化”这一核心制备理念。 先驱体转化机理: 详细讲解了如何选择合适的无机或有机高分子前驱体,通过溶胶-凝胶反应形成凝胶网络。随后,深入探讨了超临界干燥、常压干燥等关键后处理技术,以最大限度地保留凝胶网络结构,避免孔隙坍塌,从而获得高孔隙率、低密度的气凝胶。 陶瓷纤维预制体作为先驱体: 重点研究了将陶瓷纤维及其复合材料作为气凝胶制备的“骨架”或“模板”。这包括但不限于: 氧化物陶瓷纤维(如氧化铝、氧化硅): 如何将这些纤维通过组装、烧结等方式形成稳定的三维网络,并作为后续溶胶-凝胶过程的基底。 碳化硅、氮化硅等先进陶瓷纤维: 探索其在高温隔热、耐腐蚀等特殊应用场景下的气凝胶化制备。 陶瓷纤维增强复合材料: 研究将预制陶瓷纤维复合材料(如陶瓷基复合材料)进行气凝胶化改性,赋予其更优异的隔热性能,同时保留原有复合材料的力学强度和耐用性。 凝胶网络的构建与演化: 深入分析了不同先驱体(如金属醇盐、金属盐、聚合物)在溶胶-凝胶过程中的化学反应路径,以及温度、pH值、添加剂等参数对凝胶网络结构(孔径、孔隙率、纤维直径、连接性)的影响。 第二部分:气凝胶隔热材料的结构调控与性能优化 本部分将重点放在如何通过精细的结构调控来提升气凝胶的隔热性能,并对相关性能进行全面表征。 纳米结构设计: 孔径控制: 探讨如何通过调整先驱体种类、浓度、溶剂体系、老化时间等参数,精确控制气凝胶的孔径分布,使其在纳米尺度上优化声子和光子的传输,从而降低热导率。 多孔结构协同: 研究构建具有多尺度孔隙(微孔、介孔、大孔)的复合气凝胶,利用不同尺度的孔隙阻碍热量传递的多种机制(如分子扩散、固体传导、辐射传导)。 增强体的使用: 探讨将碳纳米管、石墨烯、其他纳米颗粒等作为增强体引入气凝胶网络,以提高其机械强度,同时可能影响其热学性质(如导热能力)。 热学性能表征: 导热系数测量: 详细介绍常用的热导仪、瞬态热扩散仪等测试方法,以及在不同温度、不同气氛下的导热性能变化规律。 其他热学参数: 讨论比热容、热膨胀系数等对隔热性能的影响。 力学性能与耐久性: 机械强度与韧性: 介绍压缩强度、拉伸强度、断裂韧性等测试方法,以及如何通过纤维结构、增强体引入等手段提高气凝胶的力学性能,克服其易碎的缺点。 高温稳定性与抗氧化性: 评估气凝胶在高温环境下的结构稳定性、热失重特性,以及在氧化气氛下的耐久性。 耐水性与憎水性: 探讨表面改性技术,如引入疏水官能团,以提高气凝胶的憎水性,防止吸湿导致隔热性能下降。 其他性能考量: 防火阻燃性能: 评估气凝胶材料的燃烧性能,以及其在防火安全方面的潜力。 声学性能: 简要提及气凝胶的吸声降噪特性。 第三部分:先驱体转化气凝胶隔热材料的应用与展望 本部分聚焦于先驱体转化制备的陶瓷纤维基气凝胶隔热材料在各个领域的实际应用,并对未来发展趋势进行展望。 建筑节能: 外墙保温: 讨论如何将气凝胶板材、气凝胶涂料等应用于建筑外墙,实现超薄、高效的保温隔热。 屋顶与门窗保温: 探讨气凝胶在这些关键部位的隔热应用。 绿色建筑与被动房: 气凝胶材料如何助力实现低能耗的绿色建筑目标。 航空航天与国防: 航天器隔热: 在极端温度环境下(真空、高温、低温)的隔热应用。 高温发动机隔热: 保护发动机组件,提高效率。 隐身材料: 气凝胶材料在电磁波吸收和热辐射控制方面的潜在应用。 新能源领域: 储能设备隔热: 如锂离子电池、燃料电池的温度管理。 太阳能集热器: 减少热量损失,提高集热效率。 低温制冷: 在超低温设备中的保温应用。 工业隔热: 管道与设备隔热: 在石油化工、电力等行业的高温或低温管道、设备保温。 特种工业炉窑: 提高炉内温度均匀性,降低能耗。 新兴应用: 可穿戴设备: 轻质、高效的隔热服装。 食品保鲜与运输: 延长保鲜时间。 面临的挑战与未来发展方向: 规模化生产与成本控制: 探讨如何实现气凝胶材料的大规模、低成本制备。 复合化与功能集成: 如何通过与其他材料复合,赋予气凝胶更多功能(如自修复、传感、储能)。 环境友好性: 研究更环保的先驱体和制备工艺,以及材料的可回收性。 长效稳定性: 解决气凝胶材料在长期使用过程中的性能衰减问题。 理论模拟与计算: 利用先进的计算工具预测和设计新型气凝胶结构与性能。 结论 本书系统地梳理了先驱体转化在陶瓷纤维基气凝胶隔热材料制备中的关键作用,深入剖析了材料的结构-性能关系,并对其在众多领域的应用前景进行了展望。通过对气凝胶纳米结构的精细调控,结合陶瓷纤维优异的特性,有望开发出性能卓越、应用广泛的新一代高效隔热材料,为解决能源危机、推动技术进步提供强有力的支持。

用户评价

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当我看到“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书”中关于“气凝胶高效隔热材料”这一分册时,我立刻联想到那些在极端温度环境下运行的设备和建筑,以及对能源效率有着极致追求的行业。我一直在寻找能够突破传统隔热材料极限的解决方案,而气凝胶以其前所未有的低密度和低导热系数,无疑是最有潜力的候选者之一。我希望这本书能够深入剖析气凝胶的制备工艺,特别是“先驱体转化”这一关键环节。我理解,这涉及到选择合适的原始材料,通过精妙的化学反应,构建出均匀、稳定的纳米多孔网络结构。书中是否会详细介绍不同类型气凝胶(如氧化硅、氧化铝、碳基气凝胶)的典型制备路线,以及它们在工艺参数控制上的侧重点?我特别想了解,在溶胶凝胶过程中,如何有效地控制凝胶网络的形成,以获得理想的孔隙结构?在后续的干燥过程中,如何避免孔隙塌陷,保持气凝胶的开放结构,这通常是技术上的难点,书中是否会提供行之有效的解决方案,比如超临界干燥、冷冻干燥等技术的详细对比和应用指导?此外,关于气凝胶的隔热机理,我期待看到其微观结构如何有效地阻碍热传导,并且书中是否会提供一些相关的理论模型和计算方法来解释和预测其热工性能?对于实际应用,书中是否会讨论气凝胶的机械性能、化学稳定性、防火等级等方面的挑战,以及如何通过改性或复合来克服这些不足?

评分

阅读“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料”这样一本专业性极强的书籍,我最期待的是它能够提供一套系统性的知识框架,帮助我理解气凝胶这一神奇材料的方方面面,特别是其在实现极致隔热性能背后的科学原理。我希望书中能够详细阐述气凝胶的形成机制,从分子层面解释为什么这种高度多孔的纳米结构能够有效抑制热传导,包括传导、对流和辐射三个主要途径。我猜测,书中会深入探讨影响气凝胶隔热性能的关键因素,比如孔隙率、孔径大小、孔隙连通性、颗粒大小、表面能以及材料本身的导热系数等,并且会提供一些数学模型或模拟方法来预测和优化这些参数。我对“先驱体转化”这一过程特别感兴趣,希望书中能详细介绍各种常见的先驱体,比如醇盐、金属盐、有机单体等,以及它们如何通过水解、缩聚、交联等反应形成三维网络结构,最终演变成气凝胶。我非常期待书中能有丰富的实验数据和图表,直观地展示不同制备条件对气凝胶结构和性能的影响,以及作者们在材料设计和性能优化方面所做的努力和取得的成果。另外,书中是否会涉及气凝胶与其他隔热材料的复合,以进一步提升其综合性能,比如在增强机械强度或降低成本方面的尝试?我希望能从这本书中获得关于如何设计和制备高性能气凝胶隔热材料的深入见解。

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这套“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书”的书名本身就透着一股浓厚的科研气息,尤其当目光锁定到“气凝胶高效隔热材料”这一分册时,我脑海中立刻浮现出无数个与“轻盈”、“透明”、“超绝隔热”相关的画面。我一直在寻找能够真正突破现有隔热瓶颈的材料,尤其是那些在极端环境下也能表现出优异性能的。气凝胶,这个听起来就充满未来感的词汇,其独特的纳米多孔结构所带来的低热导率,一直是我关注的焦点。我希望这本书能够深入浅出地讲解气凝胶的制备原理,从前驱体的选择到溶胶凝胶过程,再到后续的干燥技术,能够有详细的工艺流程和机理分析。毕竟,理解了“怎么做”,才能更好地“用”。同时,我也特别期待书中关于气凝胶在不同应用场景下的性能表现,比如在航空航天、低温工程、能源储存等领域,它们是如何克服现有材料的局限性的?有没有具体的案例研究,能够展现气凝胶材料在实际应用中的潜力?我猜想,书中一定会有很多关于气凝胶的微观结构表征技术,例如SEM、TEM、BET等,以及如何通过这些表征来理解其隔热性能的。还有,对于一个实际应用而言,成本和规模化生产也是绕不开的话题,书中是否会涉及气凝胶的成本控制和工业化生产的可能性探讨?我希望这本书不仅仅停留在理论层面,更能为科研工作者和工程师提供切实可行的指导和思路,甚至是激发新的研究方向。

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“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料”这个书名,立即吸引了我,让我对接下来的内容充满了期待。我对气凝胶这种材料的“轻、薄、透、隔热”的特性早已有所耳闻,但一直缺乏一个系统深入的了解。我希望这本书能够填补我在这方面的知识空白。我期待书中能详细介绍气凝胶的多种制备方法,特别是“先驱体转化”这一关键技术。我希望书中能解释,如何从各种各样的化学原料(比如硅的醇盐、金属的盐类、有机的小分子等)出发,通过精妙的化学反应,形成三维的纳米多孔结构。我特别想知道,在溶胶凝胶过程中,哪些参数(比如pH值、温度、溶剂种类、反应时间等)是至关重要的,又是如何影响最终气凝胶的孔隙结构和性能的?在干燥过程中,如何克服孔隙塌陷的难题,从而保持气凝胶那令人惊叹的低密度和高比表面积?我希望书中能提供详细的图示和实验数据,直观地展示气凝胶的微观形貌和结构特征,以及它们与隔热性能之间的关系。此外,对于实际应用,我关注气凝胶的机械强度、防火性能、以及在极端环境下的稳定性和耐久性。书中是否会介绍一些有效的改性或复合技术,以克服这些方面的不足,从而使气凝胶能够更广泛地应用于建筑、航空航天、能源等领域?

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当我看到“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书”中有“气凝胶高效隔热材料”这一册时,我心中涌现出对材料科学前沿的无限憧憬。气凝胶,这个名字本身就充满了神秘感,而它能够实现如此高效的隔热性能,更是让我对其背后的科学原理充满了好奇。我希望这本书能够提供一个全面且深入的视角,让我理解气凝胶是如何从“无”到“有”,再到“极致性能”的。我期待书中能详细阐述“先驱体转化”的整个过程,从选择合适的起始原料,到通过精确控制的化学反应构建出具有开放式三维纳米结构的凝胶,再到后续的干燥步骤,如何最大程度地保留其精细的孔隙结构。我特别想了解,不同的先驱体(例如,醇盐、金属盐、有机小分子等)在反应过程中扮演的角色,以及它们如何影响最终气凝胶的纳米孔径分布、比表面积、以及表面化学性质。书中是否会深入探讨溶胶凝胶反应机理,包括水解、缩聚、交联等关键步骤,以及这些步骤中的参数(如pH值、温度、催化剂种类和用量)如何影响凝胶网络的形成?我还会关注书中对气凝胶隔热性能的详细分析,包括其低导热系数的来源,以及如何通过调控其微观结构来优化隔热效果。此外,对于实际应用而言,除了隔热性能,气凝胶的其他特性(如机械强度、防火性、化学稳定性、吸附性等)也至关重要,我希望书中能对这些方面有所涉及,并介绍相应的改性或复合策略。

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翻阅“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书”这套厚重的丛书,我对其中“气凝胶高效隔热材料”这一部分尤为关注。我一直被气凝胶那令人惊叹的轻盈感和卓越的隔热性能所吸引,并将其视为未来隔热技术的颠覆者。我设想,这本书会像一位经验丰富的向导,带领读者深入探索气凝胶的世界。我希望书中能详细介绍气凝胶的种类繁多,从最基础的氧化硅气凝胶,到功能各异的碳基、聚合物基、甚至是金属氧化物气凝胶。更重要的是,我期待书中能深入讲解“先驱体转化”这一核心技术,它如何将普通的液体或固体原料,通过一系列精妙的化学反应,转化为拥有纳米级孔隙的固体网络。我希望书中能详细阐述不同先驱体(如TEOS、TMOS、金属醇盐、有机单体等)的选择理由、反应机理,以及它们如何影响最终气凝胶的孔隙结构、比表面积和表面化学性质。我猜想,书中必然会包含大量的制备工艺细节,比如溶胶凝胶过程的pH值、温度、催化剂的选择,以及后处理步骤(如溶剂置换、干燥方式)对材料性能的关键影响。我特别想知道,如何才能在保证优异隔热性能的同时,提高气凝胶的机械强度和耐久性,使其能够经受住实际应用的严苛考验。书中是否会提供关于气凝胶在不同温度范围(从极低温到高温)下的隔热性能数据,以及与其他传统隔热材料(如玻璃纤维、聚氨酯泡沫)的性能对比?

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“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料”这个书名,对于像我这样在材料领域深耕多年的研究者来说,无疑是一份极具吸引力的学术盛宴。我一直关注着气凝胶在隔热领域的最新进展,并对其“轻若鸿毛,暖若骄阳”的特性赞叹不已。我希望这本书能够提供一个关于气凝胶制备和性能研究的权威性参考。我期待书中能系统地梳理“先驱体转化”这一关键技术,详细介绍从各类无机、有机先驱体出发,通过溶胶凝胶法,再到超临界干燥或亚临界干燥等一系列复杂工艺,最终获得高性能气凝胶隔热材料的全过程。我希望书中能够深入剖析不同先驱体(如TEOS、TMOS、纳米颗粒、聚合物前驱体等)的化学性质和反应活性,以及它们如何决定了最终气凝胶的孔隙结构、表面化学性质和物理性能。我尤其期待书中能提供详细的实验数据和机理分析,解释微观结构(如孔径分布、比表面积、颗粒尺寸、网络骨架)与宏观性能(如热导率、机械强度、防火性能、声学性能)之间的定量关系。对于实际应用中的挑战,我希望书中能探讨气凝胶的规模化生产技术、成本控制策略,以及其在极端温度、腐蚀性环境下的长期稳定性和耐久性评估。此外,我也对书中关于气凝胶与其他材料复合,以实现多功能化(如增强机械强度、改善疏水性、增加阻燃性)的研究进展感兴趣。

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在我看来,“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书”中的“气凝胶高效隔热材料”这一册,不仅仅是一本技术手册,更是一部材料科学发展史的缩影。气凝胶以其独特的纳米结构和卓越的隔热性能,已经成为下一代隔热材料的明星。我希望这本书能够提供一个关于气凝胶从基础研究到实际应用的全面视角。我特别关注“先驱体转化”这一核心技术,期待书中能详细阐述如何从各种易于获得的化学品(如醇盐、金属盐、有机单体等)出发,通过精确控制的溶胶凝胶过程,形成高度互联的三维纳米网络结构。我希望书中能够深入剖析不同先驱体所带来的影响,包括它们如何决定了气凝胶的孔隙率、孔径分布、比表面积以及表面化学性质,从而最终影响其隔热性能。我期待书中能提供大量具体的实验案例,展示不同制备条件下获得的氣凝膠的微观形貌、结构特征以及热工性能测试数据,并且能够对这些实验结果进行深入的机理分析。对于实际应用,我希望书中能够讨论气凝胶在不同领域的应用潜力,比如建筑节能、航空航天、低温设备、以及新能源汽车等,并且分析其在这些领域面临的技术挑战和潜在解决方案。我也会关注书中对气凝胶机械性能、防火性能、以及长期稳定性的讨论,并期待看到一些关于如何通过改性或复合来提升这些性能的创新性研究。

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当我在书架上看到“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书:气凝胶高效隔热材料”时,我仿佛看到了材料科学领域的一颗璀璨明珠。气凝胶,这个名字本身就充满了科技感,而它所拥有的高效隔热性能,更是解决能源危机、提升生活品质的关键。我迫切希望这本书能够为我打开一扇深入了解气凝胶的大门。我期待书中能够详细阐述“先驱体转化”这一核心制备技术,从理论到实践,全方位地介绍如何通过化学反应构建出具有纳米级孔隙的物质。我希望书中能深入探讨不同类型先驱体的选择及其对气凝胶最终性能的影响,例如,硅基、碳基、金属氧化物基气凝胶的各自特点和制备优势。我特别关注溶胶凝胶过程中的关键参数控制,如pH值、温度、溶剂种类、催化剂选择等,以及它们如何影响凝胶网络的形成和微观结构的演变。在干燥技术方面,我希望书中能详细介绍超临界干燥、亚临界干燥等方法,并分析其在保持气凝胶结构完整性和降低成本方面的优劣。我还会重点关注书中对气凝胶隔热性能的深入分析,包括其低导热系数的来源,以及如何通过调控其微观结构参数(如孔径、孔隙率、比表面积)来优化隔热效果。此外,对于实际应用,我希望书中能够涉及气凝胶的机械性能、防火性能、声学性能等方面的讨论,并提供相关的改性或复合策略,以满足不同应用场景的需求。

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初次接触到这套“先驱体转化陶瓷纤维与复合材料丛书”时,特别是看到“气凝胶高效隔热材料”这个标题,我有一种直觉,这不仅仅是一本介绍材料特性的书籍,更像是一扇通往未来先进制造和绿色能源解决方案的大门。我一直对那些能够“化腐朽为神奇”的材料科学突破充满好奇,而气凝胶无疑是其中的佼佼者。我设想,书中会详细介绍不同类型气凝胶的制备方法,比如硅基、碳基、氧化物基,甚至是复合气凝胶,以及它们各自的优缺点和适用范围。特别是“先驱体转化”这个概念,我理解它意味着从某种易于获取或处理的原料,通过特定的化学或物理过程,最终转化为高性能的气凝胶材料,这其中蕴含着大量的化学工程和材料科学的智慧。我迫切想知道,书中是否会深入探讨不同先驱体对气凝胶最终性能的影响,例如其孔径分布、比表面积、机械强度等等。同时,我也非常关注气凝胶在隔热性能之外的其他特性,比如它的光学透明性、防火性、甚至吸附性,以及这些多功能性如何被巧妙地集成到单一材料中。对于一个以“高效隔热”为核心的书籍,我期望看到详尽的热导率数据、测试方法,以及与其他传统隔热材料的横向对比分析,能清晰地展现气凝胶的优势所在。此外,书中是否会涉及气凝胶的长期稳定性、耐久性问题,以及在各种恶劣环境下的表现,这些都是实际应用中至关重要的问题。

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实用工具书。

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差劲,非常失望的一次购物体验。

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