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第1章 水泥1

1.1 概述1

1.1.1 水泥的定义1

1.1.2 水泥的分类1

1.2 硅酸盐水泥熟料2

1.2.1 硅酸盐水泥的定义2

1.2.2 熟料的化学组成2

1.2.3 熟料的矿物组成2

1.2.4 熟料矿物的特性3

1.2.5 熟料的率值4

1.2.6 熟料矿物组成的计算与换算6

1.3 硅酸盐水泥的配料8

1.3.1 配料的相关概念8

1.3.2 配料方案的选择9

1.3.3 配料计算11

1.4 硅酸盐水泥熟料的煅烧11

1.4.1 煅烧过程物理化学变化11

1.4.2 熟料形成热19

1.5 硅酸盐水泥的水化和硬化22

1.5.1 熟料矿物的水化22

1.5.2 硅酸盐水泥的水化25

1.5.3 硅酸盐水泥的硬化29

1.6 硅酸盐水泥的性能32

1.6.1 凝结32

1.6.2 强度34

1.6.3 耐久性37

1.7 其他通用水泥42

1.7.1 混合材料43

1.7.2 普通硅酸盐水泥45

1.7.3 矿渣硅酸盐水泥45

1.7.4 火山灰质硅酸盐水泥46

1.7.5 粉煤灰硅酸盐水泥46

1.7.6 石灰石硅酸盐水泥47

1.7.7 复合硅酸盐水泥48

1.8 特种水泥49

1.8.1 特种水泥的分类49

1.8.2 快硬高强水泥50

1.8.3 油井水泥51

1.8.4 装饰水泥52

1.8.5 膨胀和自应力水泥52

1.8.6 耐高温水泥54

1.8.7 机场跑道水泥55

1.8.8 核电站工程用水泥55

1.8.9 其他特种水泥56

思考题58

第2章 玻璃59

2.1 概述59

2.1.1 玻璃的定义59

2.1.2 玻璃的性质59

2.2 玻璃的形成62

2.2.1 形成玻璃的物质及方法62

2.2.2 玻璃形成的热力学条件64

2.2.3 玻璃形成的动力学条件65

2.2.4 玻璃形成的结晶化学条件68

2.3 玻璃的结构70

2.3.1 晶子学说71

2.3.2 无规则网络学说73

2.3.3 玻璃结构中阳离子的分类75

2.4 玻璃组成、结构、性能之间的关系76

2.5 普通氧化物玻璃77

2.5.1 硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃77

2.5.2 玻璃熔制及成型82

2.5.3 玻璃的退火与淬火83

2.6 光学玻璃85

2.7 微晶玻璃86

2.7.1 微晶玻璃概述86

2.7.2 微晶玻璃的种类87

2.8 特种玻璃88

2.8.1 特种玻璃概述88

2.8.2 特种玻璃的分类88

2.8.3 特种玻璃的制备和加工89

2.9 玻璃纤维90

2.9.1 典型玻璃纤维的种类90

2.9.2 玻璃纤维的基本性能91

思考题94

第3章 陶瓷95

3.1 概述95

3.2 陶瓷的结构95

3.2.1 陶瓷的结合键95

3.2.2 陶瓷的晶体结构96

3.3 陶瓷的相结构102

3.3.1 一元相图102

3.3.2 二元相图103

3.4 结构陶瓷112

3.4.1 氧化物陶瓷112

3.4.2 氮化物陶瓷127

3.4.3 碳化物陶瓷139

3.5 功能陶瓷147

3.5.1 电容器陶瓷148

3.5.2 压电陶瓷151

3.5.3 磁性陶瓷153

3.5.4 光学陶瓷156

3.5.5 导电陶瓷和超导陶瓷158

3.5.6 半导体陶瓷159

思考题164

第4章 碳165

4.1 概述165

4.1.1 碳的结构166

4.1.2 碳的性质172

4.2 碳化与石墨化180

4.2.1 碳化180

4.2.2 石墨化184

4.3 玻璃碳192

4.3.1 概述192

4.3.2 玻璃碳的结构与性能192

4.3.3 玻璃碳的应用192

4.4 碳纤维193

4.4.1 概述193

4.4.2 碳纤维的名称和分类196

4.4.3 碳纤维的制备方法196

4.4.4 碳纤维的表面结构及处理197

4.5 石墨烯201

4.5.1 概述201

4.5.2 石墨烯的分类202

4.5.3 石墨烯的制备202

4.5.4 石墨烯的基本特性203

4.5.5 石墨烯的应用203

4.6 富勒烯204

4.6.1 概述204

4.6.2 C60的制备和分离204

4.6.3 结构与性能206

4.6.4 应用207

4.7 碳纳米管208

4.7.1 概述208

4.7.2 结构与性质208

4.7.3 碳纳米管的制备210

4.7.4 碳纳米管生长机理的推测213

4.7.5 碳纳米管的应用214

4.8 碳／碳（C/C）复合材料215

4.8.1 概述215

4.8.2 C/C复合材料的制备215

4.8.3 C/C复合材料的防氧化215

4.8.4 C/C复合材料的应用230

思考题231

第5章 陶瓷基复合材料232

5.1 概述232

5.1.1 应用背景232

5.1.2 陶瓷基复合材料的分类234

5.1.3 陶瓷基复合材料的性能特征235

5.1.4 陶瓷基复合材料增韧的方式以及相关机制236

5.2 陶瓷纤维240

5.2.1 碳化硅纤维240

5.2.2 氧化铝纤维243

5.2.3 氮化硼（BN）纤维247

5.2.4 硅酸铝纤维250

5.3 陶瓷基复合材料的界面251

5.3.1 界面的功能及类型251

5.3.2 界面的性能和结构252

5.3.3 界面的制备工艺254

5.3.4 界面的性能表征257

5.3.5 界面材料260

5.4 碳化硅陶瓷基复合材料274

5.4.1 碳化硅陶瓷基复合材料界面和纤维274

5.4.2 碳化硅陶瓷基复合材料的制备275

5.4.3 碳化硅陶瓷基复合材料的主要性能278

5.5 氧化硅陶瓷基复合材料280

5.5.1 高温透波复合材料280

5.5.2 氧化硅陶瓷基复合材料283

5.5.3 纤维增强熔石英复合材料284

5.6 氮化硅陶瓷基复合材料286

5.6.1 氮化硅陶瓷286

5.6.2 颗粒增强氮化硅陶瓷基复合材料286

5.6.3 晶须增强氮化硅陶瓷基复合材料287

5.6.4 长纤维增强氮化硅陶瓷基复合材料288

思考题289

第6章 气凝胶290

6.1 概述291

6.2 气凝胶的分类及结构291

6.2.1 气凝胶的分类291

6.2.2 气凝胶的结构表征292

6.2.3 气凝胶的分形293

6.3 气凝胶的性能294

6.3.1 力学特性294

6.3.2 光学特性295

6.3.3 热学特性295

6.3.4 电学特性296

6.3.5 声学特性296

6.3.6 气凝胶的其他性质297

6.4 气凝胶的制备297

6.4.1 溶胶－凝胶过程298

6.4.2 凝胶干燥过程300

6.4.3 气凝胶的制备举例303

6.5 气凝胶的应用307

6.5.1 隔热材料307

6.5.2 声阻耦合材料308

6.5.3 催化剂和催化剂载体308

6.5.4 高能粒子探测器309

6.5.5 在电学中的应用310

6.5.6 在光学中的应用310

6.5.7 气凝胶的其他应用311

思考题312

参考文献313