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編輯推薦

　　

本書介紹瞭作者在陶瓷微珠領域所做的工作，論述瞭陶瓷微珠新産品的具體應用。全書內容包括兩部分：第一部分闡述毫米及亞毫米級實心陶瓷微珠的製備及在磨介、筆珠、競技體育等領域的應用；第二部分介紹微/納米空心陶瓷微珠的製備，包括空心陶瓷微珠的製備，微米級空心陶瓷微珠在保溫材料、泡沫玻璃、吸附過濾、緩釋等方麵的應用等。本書可供材料及相關學科的高校師生和科技工作者閱讀參考。

內容簡介

　　本書介紹瞭作者在陶瓷微珠領域所做的工作，論述瞭陶瓷微珠新産品的具體應用。全書內容包括兩部分：第一部分闡述毫米及亞毫米級實心陶瓷微珠的製備及在磨介、筆珠、競技體育等領域的應用；第二部分介紹微/納米空心陶瓷微珠的製備，包括空心陶瓷微珠的製備，微米級空心陶瓷微珠在保溫材料、泡沫玻璃、吸附過濾、緩釋等方麵的應用等。本書可供材料及相關學科的高校師生和科技工作者閱讀參考。

精彩書評

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目錄

第Ⅰ部分實心陶瓷微珠製備及應用第1章緒論1.1陶瓷微珠的概念及分類1.2陶瓷微珠的應用概況1.3實心陶瓷微珠實心微珠的成型方法1.3.1滾動成型法1.3.2等靜壓成型等靜壓成型1.3.3噴霧造粒法1.3.4直接熱解法1.3.5反相懸浮聚閤法1.3.6溶膠|凝膠法1.3.7油乳法1.3.8在液體介質中依靠界麵張力成型1.4國內外實心陶瓷微珠的生産現狀和發展參考文獻第2章實心陶瓷微珠製備新工藝及裝備2.1概述2.2膠態成球新工藝的提齣2.2.1懸浮聚閤懸浮聚閤2.2.2工藝的提齣2.3膠態成球新工藝成型原理及特點2.3.1成型原理2.3.2主要特點2.4膠態成球新工藝的流程及成型難點2.4.1膠態成球新工藝工藝流程2.4.2成型主要難點2.5成型介質成型介質的選擇及清洗2.5.1成型介質的選擇依據2.5.2矽油介質的確定2.5.3介質的黏度與微珠球形度及球徑的關係2.5.4矽油的清洗2.6陶瓷微珠成型裝備成型裝備的研製2.6.1實驗室用陶瓷微珠成型裝置2.6.2工業化生産陶瓷微珠成型裝置2.6.3漿料滴注裝置的設計2.6.4微珠坯體的清洗裝置清洗裝置2.6.5陶瓷微珠的高效挑選裝置挑選裝置2.7陶瓷微珠工業化生産中成型工藝參數的調控2.7.1漿料固化速率固化速率的控製2.7.2成型介質參數的調控2.7.3工業化生産中微珠球徑的控製2.8陶瓷微珠工業化燒結技術燒結技術2.8.1工業化燒結窯爐的特點 2.8.2微珠材料的熱分析測定 2.8.3陶瓷微珠燒結工藝的適應性測試2.8.4優化窯爐燒結工藝參考文獻第3章陶瓷微珠磨介3.1概述3.2陶瓷微珠磨介磨介的應用領域3.2.1非金屬礦超細研磨行業3.2.2油墨、油漆、塗料行業3.2.3光整光飾行業3.3陶瓷微珠磨介的性能要求3.4陶瓷微珠磨介的研究現狀3.5陶瓷微珠磨介的耐磨性能3.5.1陶瓷磨介的磨損機理磨損機理3.5.2磨耗的測試標準與方法3.5.3陶瓷磨介耐磨性的影響因素3.5.4陶瓷微珠力學性能測試參考文獻第4章陶瓷筆珠4.1概述4.2陶瓷筆珠的製備工藝4.3陶瓷筆珠的研磨加工4.3.1研磨加工工藝流程4.3.2磨料磨料及研磨劑研磨劑4.4陶瓷筆珠的質量要求及檢驗方法4.4.1陶瓷筆珠的質量要求4.4.2陶瓷筆珠的檢驗方法4.5陶瓷筆珠的書寫性能書寫性能及其影響因素4.5.1陶瓷筆珠的書寫性能4.5.2陶瓷筆珠書寫性能的影響因素4.6氧化鋯陶瓷筆珠的性能特點4.7氧化鋯陶瓷球珠筆陶瓷球珠筆4.7.1墨水、筆頭的分類及與陶瓷球珠的配閤特點4.7.2氧化鋯陶瓷球珠筆4.8科學計算與數學建模4.8.1科學計算4.8.2數學建模參考文獻第5章遠紅外陶瓷微珠5.1概述5.2紅外綫的醫療保健作用5.3遠紅外陶瓷材料及其輻射機理5.4遠紅外陶瓷材料的應用現狀5.5遠紅外陶瓷微珠的製備5.6遠紅外陶瓷微珠的輻射特性5.7遠紅外陶瓷微珠和其他紅外材料的熱像圖5.8遠紅外陶瓷微珠的應用5.8.1民用方麵5.8.2競技體育競技體育方麵5.9本項目取得的成果參考文獻第Ⅱ部分空心陶瓷微珠製備及應用第6章微納米空心微珠6.1微米空心微珠微米空心微珠6.1.1微米空心微珠製備方法6.1.2多孔陶瓷多孔陶瓷的製備方法及研究現狀6.1.3空心微珠製備多孔陶瓷新工藝6.1.4空心微珠製備泡沫玻璃新工藝6.2納米空心微珠6.2.1納米空心微珠的製備方法6.2.2研究進展與應用6.2.3介孔材料參考文獻第7章微米級陶瓷空心微珠的製備7.1概述7.2粉煤灰空心微珠7.2.1粉煤灰應用現狀7.2.2粉煤灰空心微珠7.3煤矸石空心微珠7.3.1煤矸石應用現狀7.3.2煤矸石空心微珠7.4玻璃空心微珠玻璃空心微珠7.4.1廢玻璃簡介7.4.2玻璃空心微珠的製備7.4.3玻璃空心微珠的性質參考文獻第8章煤矸石空心微珠保溫材料8.1概述8.2水泥基煤矸石空心微珠保溫闆保溫闆8.2.1水泥基煤矸石空心微珠保溫闆製備8.2.2微觀結構與發泡機理8.2.3漿料凝固過程機理8.2.4影響性能的因素8.2.5大尺寸樣品的製備8.3玻璃粉基煤矸石空心微珠保溫闆8.3.1玻璃粉基煤矸石空心微珠保溫闆製備8.3.2室溫發泡製備玻璃粉基空心微珠保溫材料8.3.3高溫發泡製備玻璃粉基空心微珠保溫材料參考文獻第9章利用空心微珠製備泡沫玻璃9.1概述9.2泡沫玻璃的製備9.2.1發泡過程及機理9.2.2利用空心微珠製備泡沫玻璃的優勢9.3泡沫玻璃製備及性能的影響因素9.3.1空心微珠9.3.2升溫速率9.3.3保溫時間9.4輔助發泡劑輔助發泡劑對泡沫玻璃製備及性能的影響9.4.1白雲石白雲石對泡沫玻璃製備及性能的影響9.4.2高矽菱鎂礦高矽菱鎂礦對泡沫玻璃製備及性能的影響9.5負壓輔助發泡法負壓輔助發泡法製備超輕泡沫玻璃9.5.1負壓輔助發泡法的裝置與工藝9.5.2燒成工藝參數影響9.6新型泡沫玻璃的綜閤性能9.6.1顯微結構9.6.2物相組成9.6.3抗壓強度抗壓強度9.6.4導熱係數9.6.5燃燒性能9.6.6成本參考文獻第10章煤矸石空心微珠的吸附過濾性能10.1概述10.2煤矸石空心微珠對染料的吸附10.2.1概述10.2.2煤矸石空心微珠對染料廢水的吸附10.2.3煤矸石空心微珠對PM2.5PM2.5的過濾吸附參考文獻第11章聚空心微珠陶瓷的製備及其性能11.1概述11.2Si3N4聚空心微珠陶瓷的製備及其性能11.2.1實驗原料11.2.2樣品製備11.2.3性能測試11.2.4Si3N4聚空心微珠陶瓷11.2.5製備工藝參數對Si3N4聚空心微珠陶瓷性能的影響11.3Si3N4基和Al2O3基聚空心微珠陶瓷的製備及其性能11.3.1實驗原料11.3.2樣品製備11.3.3性能測試11.3.4Si3N4基聚空心微珠陶瓷Si3N4基聚空心微珠陶瓷11.3.5Al2O3基聚空心微珠陶瓷Al2O3基聚空心微珠陶瓷參考文獻第12章玻璃空心微珠多孔材料的吸聲性能12.1玻璃空心微珠多孔材料的製備及性能12.1.1吸聲材料的理論基礎12.1.2不同燒結製度對多孔材料性能的影響12.1.3多孔材料吸聲性能的影響因素12.2多孔材料吸聲性能的提高12.2.1材料錶麵半穿孔12.2.2材料與玻璃縴維復閤12.2.3玻璃空心微珠與煤矸石空心微珠復閤燒結參考文獻第13章納米空心微珠的製備及應用13.1概述13.2介孔氧化矽空心微珠的製備13.2.1介孔氧化矽微珠的製備13.2.2介孔氧化矽空心微珠的製備方法13.3閤成機理13.3.1一步法一步法閤成機理13.3.2擴孔機理13.3.3介孔有機氧化矽空心微珠機理13.4納米空心微珠的應用參考文獻名詞索引專業術語、縮略語中英對照錶附錄1與陶瓷微珠有關的研究人員與研究項目附錄2與陶瓷微珠有關的鑒定成果

前言/序言

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，是推動社會發展的直接動力。新材料是發展戰略性新興産業的基石，人類的每次重大發展都伴隨著材料的進步，而技術的發展和産業的升級更離不開材料的創新。陶瓷是最古老的一種材料，是人類在徵服自然的過程中獲得的第一種經化學變化而製成的産品。由於陶瓷具有優良的耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性，以及高強度、高硬度等特點，在國防、機械、冶金、化工、建築、電子、生物等領域得到瞭廣泛應用。粉體是由許許多多小顆粒物質組成的集閤體。把粉體變成球形或者空心的物體，將會為各行各業的技術創新和産品創新帶來機遇，可以獲得更好的産品性能，滿足更大的市場需求。把粉體原始顆粒變成球形和空心的物體，技術難度很大，但是如果把原始顆粒聚集成為球形和空心粉體，比較容易實現，同樣也可以起到球形和空心粉體的作用。因此，本書將圍繞陶瓷粉體的球形化和空心化研究思路，就其理論、技術和工程實踐詳盡闡述。通過陶瓷粉體球形化和空心化技術獲得的産品統稱為陶瓷微珠。陶瓷微珠(亦稱陶瓷微球)是一種直徑在毫米級及以下的球狀無機非金屬材料。根據製備原料的不同，可分為氧化物陶瓷微珠和非氧化物陶瓷微珠；根據産品的結構，可分為實心陶瓷微珠和空心陶瓷微珠；空心陶瓷微珠（也稱陶瓷空心微珠）又可分為閉孔陶瓷微珠和開孔陶瓷微珠；同時，空心陶瓷微珠又分為單壁空心微珠和聚空心微珠(內部由多個空心微珠組成，亦可稱為多孔微珠，為瞭與單壁空心微珠比較，本書統稱為聚空心微珠)；開孔空心微珠又根據開孔率的不同，分為高、中和低開孔率的開孔空心微珠。根據尺寸大小，陶瓷微珠可分為毫米級、微米級和納米級陶瓷微珠等。目前，毫米級、亞毫米級、微米級和納米級實心和空心陶瓷微珠市場發展迅速，其産品在超細粉高效分散、金屬零部件光整光飾、吸附過濾、藥物靶嚮治療、電池、緩釋載體、耐火材料、節能保溫、化妝品、醫療健康、環境保護等行業廣泛應用，對國民經濟各行各業的技術創新起著重要的基礎和關鍵性作用。據美國一傢公司預測，未來20年陶瓷微珠(含實心和空心微珠)每年以16.7%的速度增長，這樣的增長速度在工業領域是罕見的！自20世紀90年代以來，本人一直緻力於陶瓷膠態成型工藝的研究。課題組先後發明瞭陶瓷瘠性料漿的膠態注射成型新工藝，研製成功膠態注射成型機和工業化原機；發明瞭陶瓷懸浮體快速均勻混閤可控固化新工藝，提齣膠態成型製備避免應力坯體的學術思想和方法，揭示瞭陶瓷濃懸浮體液固轉變過程中裂紋形成的機製，並提齣瞭避免裂紋産生的兩種方法；發明瞭無毒材料體係凝膠注模成型、凝膠流延成型新工藝，以及冷凍�材�膠成型新工藝和超輕、高強多孔陶瓷的膠態成型新工藝，提齣瞭通過釋放高價反離子的直接凝固注模成型新工藝(DCC�睭VCI)，以及利用分散劑失效直接凝固陶瓷濃懸浮體的新方法，使得陶瓷膠態成型工藝理論和技術得到進一步完善和發展，在國際上産生瞭較大影響。其中“陶瓷膠態成型新工藝”項目2003年獲得教育部科技發明一等奬，2004年獲得國傢技術發明二等奬，並獲得德國紐倫堡國際發明與新産品博覽會金奬。課題組在該領域發錶高水平文章200餘篇，由Springer齣版社和清華大學齣版社聯閤齣版瞭英文專著“Novel Colloidal Forming of Ceramics”。近年來，課題組又結閤國傢科技部“863計劃”、國傢自然科學基金、北京市科技計劃、科技部創新方法工作專項等研究任務，對陶瓷粉體球形化和空心化開展瞭深入研究，特彆是在陶瓷微珠的製備和應用方麵花瞭大量的時間和精力，取得瞭一係列豐碩的科研成果。在實心陶瓷微珠製備方麵，課題組開發瞭一種新型陶瓷膠態成球新工藝和裝置，該工藝采用懸浮聚閤的方法，在膠態原位快速固化成型的基礎上，可無模具製備高性能毫米及亞毫米級 (0.1~3mm)實心陶瓷微珠，該工藝製備成本低、效率高，對陶瓷粉體具有普適性。課題組還自行設計並製造瞭工業化膠態成球裝備，采用該裝備已成功製備瞭Al2O3、ZrO2、Si3N4、莫來石，以及矽酸鋯等實心陶瓷微珠，並作為磨介、筆珠、遠紅外陶瓷微珠等産品在超細粉研磨、陶瓷球珠筆及競技體育等領域進行瞭廣泛應用。2004年，在河北邯鄲建立瞭國際上第一條膠態注射成型陶瓷微珠生産綫，年産高性能陶瓷微珠5000t，整條生産綫擁有全部自主知識産權。由於該技術和設備的先進性，2005年該項目被世界500強法國聖戈班集團收購，為邯鄲市引進瞭第一傢世界500強企業，為河北邯鄲地方經濟的發展做齣瞭重要貢獻。在空心陶瓷微珠製備方麵，課題組發明瞭一種陶瓷空心微珠普適性製備方法，該方法不僅可以製備先進陶瓷粉體空心微珠(如氮化矽、碳化矽、氧化鋁和氧化鋯等)，也可用於煤矸石、粉煤灰、廢玻璃、赤泥、礦渣等固體廢棄物。所製備的空心陶瓷微珠具有質輕、低導熱、隔音、高分散、電絕緣性和熱穩定性好、製備成本低等特點，可廣泛應用在保溫、防火、建築材料、耐火材料、填料、輕質材料、吸聲材料、沙漠治理、土壤改良、藥物緩釋、汙水處理等領域，是一種用途廣泛的新型輕質空心微珠材料。該發明專利在我國已獲得授權，並在其他50多個國傢申請專利，目前已在歐洲、亞洲、美國、加拿大、澳大利亞和南非等國傢和地區獲得授權。該發明還獲得第44屆日內瓦國際發明展覽會銀奬，同時獲得羅馬尼亞代錶團的特彆嘉許奬。為瞭使研究更為係統，課題組還對納米空心微珠的製備技術及在藥物緩釋等方麵的應用進行瞭深入研究。課題組在陶瓷微珠研究領域已培養碩士、博士、博士後和訪問學者近30名，取得科技鑒定成果10餘項，獲各種奬勵6項，授權國傢專利30餘項，開發相關産品數十種，並具有很好的市場前景。為瞭總結課題組20餘年來的科研成果，與更多的科研及技術人員分享陶瓷微珠領域的新技術、新設備及新産品，決定齣版此專著。本書內容主要包括兩大部分：第一部分介紹毫米級及亞毫米級實心陶瓷微珠的製備及應用，包括在磨介、筆珠、遠紅外陶瓷微珠方麵的應用；第二部分介紹微/納米空心陶瓷微珠的製備及應用，包括空心陶瓷微珠的製備，微米級空心陶瓷微珠在保溫材料、泡沫玻璃、吸附過濾、緩釋和吸聲降噪等方麵的應用，以及納米空心微珠的製備工藝及在藥物緩釋方麵的應用等。黃勇教授對於此專著的齣版非常支持，並參與瞭相關章節的撰寫和校對。衷心感謝恩師黃勇教授多年來給予的培養、關心、照顧和支持！同時今年也是黃勇教授80壽辰，謹藉此書的齣版祝願黃勇教授健康長壽！席小慶高級工程師參與編寫瞭第2、3、4章，曹慶雷博士和何建偉博士參與編寫瞭第5章，蘇振國博士和渠亞男博士參與編寫瞭第7、8、9章，李誌君碩士參與編寫瞭第10章，吳甲民博士參與編寫瞭第11章，李陽碩士參與編寫瞭第12章，馬寜博士參與編寫瞭第6、13章。王亞利工程師協助完成全書的統稿校對。課題組的很多同事、碩士和博士研究生以及在課題組從事博士後研究的閤作者在此書的撰寫過程中都給予瞭很大支持和幫助，在此一並錶示緻謝！2016年5月30日，中共中央總書記習近平在全國科技創新大會上提齣：“廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上，把科技成果應用在實現現代化的偉大事業中。”本書所述及的陶瓷微珠及采用陶瓷微珠開發的産品，都已經實現瞭産業化或者正在産業化推廣之中，實現瞭巨大的經濟和社會效益。因為這是一本理論和實踐結閤的專業書籍，作者希望本著開放、交流、學習的心態，與國內外同行不斷切磋、共勉。由於作者水平有限，書中錯誤在所難免，還望廣大讀者批評指正！楊金龍[]2017年4月

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