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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　富勒烯201

4.5.1　概述201

4.5.2 C60的制备和分离201

4.5.3　结构与性能203

4.5.4　应用205

4.6　碳纳米管205

4.6.1　概述205

4.6.2　结构与性质206

4.6.3　碳纳米管的制备207

4.6.4　碳纳米管生长机理的推测210

4.6.5　碳纳米管的应用211

4.7　碳／碳（C/C）复合材料212

4.7.1　概述212

4.7.2 C/C复合材料的制备212

4.7.3 C/C复合材料的防氧化213

4.7.4 C/C复合材料的应用227

思考题228

第5章　陶瓷基复合材料229

5.1　概述229

5.1.1　应用背景229

5.1.2　陶瓷基复合材料的分类231

5.1.3　陶瓷基复合材料的性能特征232

5.1.4　陶瓷基复合材料增韧的方式以及相关机制233

5.2　陶瓷纤维237

5.2.1　碳化硅纤维237

5.2.2　氧化铝纤维240

5.2.3　氮化硼（BN）纤维244

5.2.4　硅酸铝纤维247

5.3　陶瓷基复合材料的界面248

5.3.1　界面的功能及类型248

5.3.2　界面的性能和结构249

5.3.3　界面的制备工艺251

5.3.4　界面的性能表征254

5.3.5　界面材料257

5.4　碳化硅陶瓷基复合材料271

5.4.1　碳化硅陶瓷基复合材料界面和纤维271

5.4.2　碳化硅陶瓷基复合材料的制备272

5.4.3　碳化硅陶瓷基复合材料的主要性能275

5.5　氧化硅陶瓷基复合材料277

5.5.1　高温透波复合材料277

5.5.2　氧化硅陶瓷基复合材料280

5.5.3　纤维增强熔石英复合材料281

5.6　氮化硅陶瓷基复合材料283

5.6.1　氮化硅陶瓷283

5.6.2　颗粒增强氮化硅陶瓷基复合材料283

5.6.3　晶须增强氮化硅陶瓷基复合材料284

5.6.4　长纤维增强氮化硅陶瓷基复合材料285

思考题286

第6章　气凝胶287

6.1　概述287

6.2　气凝胶的分类及结构288

6.2.1　气凝胶的分类288

6.2.2　气凝胶的结构表征289

6.2.3　气凝胶的分形290

6.3　气凝胶的性能291

6.3.1 力学特性291

6.3.2　光学特性292

6.3.3　热学特性292

6.3.4　电学特性293

6.3.5　声学特性293

6.3.6　气凝胶的其他性质294

6.4　气凝胶的制备294

6.4.1　溶胶-凝胶过程295

6.4.2　凝胶干燥过程297

6.4.3　气凝胶的制备举例300

6.5　气凝胶的应用304

6.5.1 隔热材料304

6.5.2　声阻耦合材料305

6.5.3　催化剂和催化剂载体305

6.5.4　高能粒子探测器306

6.5.5　在电学中的应用307

6.5.6　在光学中的应用307

6.5.7　气凝胶的其他应用308

思考题309

参考文献310