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| 編輯推薦： |
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本书是霍文龙的博士学位论文，入选清华大学优秀博士学位论文丛书系列。
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| 內容簡介： |
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本书采用成本低廉、工艺简便易行、普适性强的颗粒稳定泡沫技术，选用十二烷基硫酸钠作为颗粒疏水修饰剂制备超稳定的泡沫浆料，通过成分和微观结构优化制备力学性能优异的超轻泡沫陶瓷1.利用无毒、易溶解的长链表面活性剂SDS修饰Al2O3、ZrO2等颗粒并制备颗粒稳定泡沫。首次揭示了粉体zeta电位对泡沫稳定性的影响及作用机理。2.首次制备出气孔率高达99%的Al2O3、ZrO2以及ZrO2增韧Al2O3泡沫陶瓷。3.创新性地提出了以铝溶胶纳米颗粒为原料制备新型泡沫陶瓷材料。
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| 關於作者： |
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霍文龙，2010-2014年，就读于中国矿业大学北京化学与环境工程学院矿物加工工程专业，获得工学学士学位。2014-2019，就读于清华大学材料学院，获得工学博士学位，导师为杨金龙教授。2018年，在瑞士联邦理工大学ETH-Zurich访学，导师为Studart Andr R教授。现就职于华为数字技术有限公司北京研究所，岗位是硬件高级工程师。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 泡沫陶瓷分类及应用
1.2.1 泡沫陶瓷分类
1.2.2 泡沫陶瓷的主要应用
1.3 泡沫陶瓷的性能
1.3.1 气孔率
1.3.2 力学性能
1.4 泡沫陶瓷制备工艺
1.4.1 挤出成型工艺
1.4.2 有机泡沫浸渍法
1.4.3 添加造孔剂法
1.4.4 直接发泡法
1.4.5 空心球法
1.4.6 冷冻干燥法
1.4.7 3D打印
1.4.8 其他工艺
1.5 颗粒稳定泡沫机理及研究现状
1.5.1 颗粒稳定泡沫机理
1.5.2 泡沫稳定性的影响因素
1.5.3 颗粒稳定泡沫法制备泡沫陶瓷的研究现状
1.6 研究意义、研究内容和创新点
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 创新点
第2章 实验内容及方法
2.1 实验原料及设备
2.1.1 陶瓷粉体
2.1.2 主要试剂
2.1.3 仪器设备
2.2 实验过程
2.3 分析与表征
2.3.1 成分测试
2.3.2 傅里叶红外光谱分析
2.3.3 陶瓷粉体粒度
2.3.4 X射线光电子能谱XPS测试
2.3.5 陶瓷粉体zeta电位测试
2.3.6 泡沫浆料的流变测试
2.3.7 接触角测试
2.3.8 气孔率
2.3.9 烧结收缩率
2.3.1 0物相分析
2.3.1 1微观形貌
2.3.1 2抗压强度
2.3.1 3比表面积及微孔分布
2.3.1 4导热系数
第3章 SDS制备超稳定泡沫浆料
3.1 引言
3.2 实验过程
3.3 陶瓷粉体表面的疏水改性
3.4 泡沫稳定性和发泡性能研究
3.5 zeta电位对颗粒稳定泡沫的影响
3.6 长链表面活性剂在等电点处制备超稳定泡沫
3.7 本章小结
第4章 超轻Al2O3泡沫陶瓷和ZrO2泡沫陶瓷制备及性能调控
4.1 引言
4.2 超轻Al2O3泡沫陶瓷制备及性能调控
4.2.1 Al2O3泡沫陶瓷的微观结构
4.2.2 SDS浓度的影响
4.2.3 固相含量的影响
4.2.4 烧结温度的影响
4.3 超轻ZrO2泡沫陶瓷制备及性能调控
4.3.1 ZrO2泡沫陶瓷的微观结构
4.3.2 SDS浓度的影响
4.3.3 固相含量的影响
4.3.4 烧结温度的影响
4.4 ZrO2增韧Al2O3泡沫陶瓷制备及性能研究
4.4.1 ZrO2增韧Al2O3泡沫陶瓷的微观结构
4.4.2 ZrO2增韧Al2O3泡沫陶瓷的抗压强度
4.5 超轻泡沫陶瓷微观结构及力学性能研究
4.5.1 超轻泡沫陶瓷微观结构调控
4.5.2 超轻泡沫陶瓷力学性能研究
4.6 化学发泡制备超轻泡沫陶瓷
4.6.1 H2O2和MnO2含量对发泡性能的影响
4.6.2 化学发泡法制备超轻泡沫陶瓷的性能
4.7 本章小结
第5章 陶瓷泡沫坯体的强化
5.1 引言
5.2 铝酸钙水泥水化反应强化泡沫坯体
5.3 琼脂凝胶增强泡沫坯体
5.4 PVA冷冻解冻增强泡沫坯体
5.4.1 PVA对泡沫稳定性的影响
5.4.2 PVA冷冻解冻对泡沫坯体的增强
5.4.3 PVA冷冻解冻法制备泡沫陶瓷的微观结构及力学性能
5.5 本章小结
第6章 溶胶纳米颗粒制备轻质高强泡沫材料
6.1 引言
6.2 类气凝胶泡沫材料的制备及性能研究
6.2.1 铝溶胶纳米颗粒的疏水改性
6.2.2 铝溶胶纳米颗粒稳定泡沫的制备及干燥
6.2.3 铝溶胶泡沫的微观结构
6.2.4 铝溶胶泡沫的烧结过程
6.2.5 铝溶胶泡沫的性能及应用
6.3 多级孔高强度铝溶胶泡沫陶瓷
6.4 3D打印铝溶胶凝胶泡沫制备复杂形状泡沫陶瓷
6.4.1 铝溶胶凝胶泡沫的流变特性
6.4.2 铝溶胶凝胶泡沫的直写成型
6.5 本章小结
第7章 具有光固化特性的陶瓷颗粒稳定泡沫乳液
7.1 引言
7.2 光敏颗粒稳定泡沫制备
7.3 光敏颗粒稳定乳液制备及相结构调控
7.3.1 光敏树脂制备光固化陶瓷颗粒稳定乳液
7.3.2 光敏陶瓷颗粒稳定乳液相结构调控
7.3.3 丙烯酰胺水溶液体系制备光固化陶瓷颗粒稳定乳液
7.4 光敏乳滴制备陶瓷空心球
7.5 本章小结
第8章 结论
参考文献
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
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| 內容試閱：
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霍文龙是中国矿业大学北京免试推荐到我课题组攻读博士学位的直博生，他之前的专业是矿物加工工程，和材料工程专业还是有一些差距的。他进入清华大学攻读博士学位期间，非常勤奋刻苦，肯于钻研，几乎每天都是最后一个离开实验室。前期也存在摸不着头脑的时候，但是很快由于他的勤奋在超轻泡沫陶瓷方面取得突破。
霍文龙在攻读博士学位期间，成功研发制备了气孔率可以达到99%以上，可与气凝胶相媲美的轻质材料。之后，他在科研上付出的努力得到了回报，也让他深深地热爱上了科研工作，并先后发明了采用Al粉原位空心化技术制备烧结不收缩的高强度Al
2O3泡沫陶瓷； 通过介孔氧化硅纳米空心球成功制备了比表面积高达1700m2g的泡沫材料，具有比活性炭更好的VOC吸附性能； 通过DIW打印泡沫制备了3D轻质陶瓷材料，实现了具有复杂形状和精细宏观结构泡沫陶瓷材料的制备。这些成果先后在著名的国际刊物发表。
霍文龙在博士四年级上半年获得了前往瑞士联邦理工大学Andre教授课题组合作研究半年的机会，他工作努力、认真勤奋，获得Andre教授和Lena博士的肯定，并且合作发表两篇文章。在校期间，我的课题组每年都会分配一些硕士生或者本科毕业生给他安排指导实验工作，他总是安排周到、细致入微，所指导学生的研究成果均被SCI和EI收录，这表明他具有独立开展科研工作的能力。科研之余，他还担任清华大学材料学院研究生团委副书记和党支部组织委员，他也酷爱足球，帮助材料学院获得了清华大学足球联赛亚军等多个荣誉，还获得社会实践一等奖和国家奖学金等荣誉。
此外，霍文龙在攻读博士学位期间，以第一作者身份发表SCI文章15篇，以第二作者和第三作者身份合作发表SCI论文14篇，申请中国发明专利11项。其中一篇文章被《美国陶瓷学报》J Am Ceram Soc评选为2018年15篇全球最佳论文Best Papers之一，有两篇文章还成为美国陶瓷学报的封面文章，并且在毕业之际被评为北京市优秀毕业生，其学位论文被评为清华大学优秀博士学位论文。在博士研究生阶段取得这么多的成绩，在国际顶尖大学也是少有的，这表明霍文龙同学从事科研工作的潜力，也是清华大学在博士研究生培养过程中强调质量第一政策的具体体现，同时也是我国在研究生培养和教育中的一个缩影。
清华大学出版社邀我为本书写序，我欣然应允，一方面是因为霍文龙直博五年取得的成绩来之不易，另一方面也是因为清华大学一直强调培养高质量研究生政策取得显著成绩。最后，感谢清华大学出版社为出版本书付出的努力，也祝贺霍文龙博士在未来的工作中以国家重大战略需求为抓手，勤奋努力，只争朝夕，不负韶华，取得更好的成绩。
杨金龙
清华大学材料学院
2020年5月19日于清华园
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