本书共13章,第1—4章介绍溶胶-凝胶法的基本知识和反应原理;第5—10章分别介绍溶胶-凝胶法制备块体材料、纤维材料、薄膜材料、纳米粉体和有机-无机杂化材料的工艺方法;第11章介绍溶胶-凝胶法及结构的计算机模拟;第12章介绍已经实用的相关产品;第13章介绍溶胶-凝胶过程及产品的分析测量方法。
本书适合作为本科生、硕士生及博士生的教材和参考书使用,也可供从事材料科学研究的科技人员、研究院的研究人员及工厂企业的相关从业人员参考。
前辅文 第1章 绪论 1.1 溶胶-凝胶法的发展史 1.2 溶胶-凝胶法的应用领域 1.2.1 材料学方面的应用 1.2.2 催化剂及催化剂载体方面的应用 1.2.3 分析化学方面的应用 1.2.4 生物化学方面的应用 1.2.5 其他方面 1.3 溶胶-凝胶法的发展方向 习题 参考文献 第2章 溶胶-凝胶法的基本概念和特点 2.1 溶胶-凝胶法的基本概念 2.1.1 溶胶-凝胶法基本名词术语 2.1.2 溶胶-凝胶法的定义 2.2 溶胶-凝胶法制备材料的基本过程 2.3 溶胶-凝胶法的特点 2.3.1 溶胶-凝胶法的优点 2.3.2 溶胶-凝胶法的缺点 习题 参考文献 第3章 溶胶与凝胶的基本物理化学特性 3.1 溶胶的基本物理化学特性 3.1.1 溶胶的运动性质 3.1.2 溶胶的光学特性 3.1.3 溶胶的电学性质 3.1.4 溶胶的稳定性 3.1.5 溶胶的流变性质 3.2 凝胶的基本物理化学特性 3.2.1 凝胶的触变性 3.2.2 凝胶的膨胀特性 3.2.3 凝胶的吸附特性 3.2.4 凝胶的老化特性(离浆特性) 习题 参考文献 第4章 溶胶-凝胶法采用的原料 4.1 原料分类及作用 4.2 金属醇盐 4.2.1 金属醇盐的种类 4.2.2 金属醇盐的合成 4.2.3 金属醇盐的特性 习题 参考文献 第5章 溶胶-凝胶法合成材料过程的主要反应 5.1 前驱体溶液的水解反应 5.1.1 水-金属盐体系的水解反应 5.1.2 醇-金属醇盐体系的水解反应 5.2 溶胶的缩聚反应 5.2.1 水-金属盐体系的缩聚反应 5.2.2 醇-金属醇盐体系的缩聚反应 5.3 润湿凝胶的干燥过程变化 5.3.1 凝胶干燥的几个阶段 5.3.2 干燥过程导致凝胶织构破坏的作用力 5.3.3 维持凝胶织构的干燥技术 5.4 凝胶烧结过程的变化 习题 参考文献 第6章 溶胶-凝胶法制备块体材料 6.1 溶胶-凝胶法制备SiO2玻璃 6.1.1 前驱体溶液的制备 6.1.2 溶液的凝胶化转变 6.1.3 润湿凝胶的干燥 6.1.4 干燥凝胶的烧结 6.1.5 玻璃凝胶块制备的开裂问题 6.2 溶胶-凝胶法制备SiO2玻璃特点 6.3 溶胶-凝胶法制备其他氧化物块体及玻璃陶瓷材料 6.3.1 SrO-SiO2玻璃 6.3.2 Y-La-Si-O-N系统氧氮玻璃的制备 6.3.3 Ag/SiO2多孔玻璃的制备 6.3.4 溶胶-凝胶法制备含纳米CdS的玻璃 6.3.5 溶胶-凝胶法制备半导体微晶玻璃 习题 参考文献 第7章 溶胶-凝胶法制备纤维材料 7.1 溶胶-凝胶法制备的纤维材料种类及基本工艺原理 7.1.1 溶胶-凝胶法制备的纤维材料种类 7.1.2 溶胶-凝胶法制备纤维材料的基本工艺原理 7.2 溶胶-凝胶法制备SiO2玻璃纤维 7.2.1 SiO2玻璃纤维的现状 7.2.2 溶胶-凝胶法制备高纯SiO2玻璃纤维的典型制备工艺 7.2.3 不同方法制备的高纯SiO2纤维的结构及其组成 7.2.4 溶胶-凝胶法制备含ZrO2的玻璃纤维 7.2.5 玻璃纤维的应用前景与目前的市场机遇及面临的挑战 7.3 溶胶-凝胶法制备其他陶瓷纤维 7.3.1 SiC晶须及纤维的制备 7.3.2 铁电压电陶瓷纤维 7.3.3 高温超导纤维 7.3.4 溶胶-凝胶法制备ZrO2纤维 7.3.5 莫来石纤维及晶须 7.3.6 氧化铝纤维 7.3.7 溶胶-凝胶法制备多晶钇-铝石榴石或铝酸钇纤维 习题 参考文献 第8章 溶胶-凝胶法制备薄膜及涂层材料 8.1 溶胶-凝胶法制备薄膜的工艺特征 8.1.1 非醇盐法 8.1.2 醇盐法 8.1.3 溶胶-凝胶法制膜工艺优点 8.2 溶胶-凝胶法制备薄膜的工艺方法 8.2.1 基板性质及清洗方法 8.2.2 涂膜 8.2.3 薄膜的干燥 8.2.4 干燥薄膜的烧结处理 8.3 薄膜的结构 8.3.1 薄膜的厚度 8.3.2 薄膜在基板表面的附着 8.3.3 薄膜的开裂问题 8.3.4 薄膜的微观结构 8.4 溶胶-凝胶法制备薄膜及涂层的应用 8.4.1 保护膜 8.4.2 光学功能薄膜 8.4.3 电磁功能膜 8.4.4 催化功能膜 8.4.5 分离膜 8.4.6 传感膜 习题 参考文献 第9章 溶胶-凝胶法制备纳米粉体 9.1 溶胶-凝胶法制备的纳米粉体的种类 9.2 溶胶-凝胶法制备纳米粉体的过程及控制 9.2.1 溶胶-凝胶法制备纳米粉体的过程 9.2.2 溶胶-凝胶法制备纳米粉体的工艺控制 9.2.3 纳米粉体团聚问题 9.3 溶胶-凝胶法制备的几种典型纳米粉体 9.3.1 TiO2纳米粉体 9.3.2 溶胶-凝胶法制备CoTiO3纳米粉体 9.3.3 溶胶-凝胶法制备SiC纳米粉体 9.3.4 溶胶-凝胶法制备BaTiO3纳米粉体 9.3.5 溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石粉体 9.3.6 VO2纳米粉体的无机溶胶-凝胶法合成及表征 9.3.7 溶胶-凝胶法制备CeO2纳米粉体 9.3.8 LaCoO3纳米粉体的合成及电性质研究 9.3.9 溶胶-凝胶法合成La2CuO4纳米粉体 9.3.10 溶胶-凝胶法合成氧化铝-氧化硅纳米粉体 习题 参考文献 第10章 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料 10.1 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的分类 10.2 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的进展 10.2.1 两相间以化学键作用的有机-无机杂化材料 10.2.2 两相间以次价力作用的有机-无机杂化材料 10.3 有机-无机杂化材料的溶胶-凝胶合成途径 10.3.1 无机溶胶与有机聚合物共混 10.3.2 有机聚合物存在下形成无机相 10.3.3 无机相存在下单体聚合 10.3.4 有机相与无机相形成同步互穿网络 10.3.5 无收缩的有机-无机杂化材料制备方法 10.4 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的工艺过程及控制因素 10.4.1 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的原理 10.4.2 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的工艺流程 10.4.3 溶胶-凝胶法合成有机-无机杂化材料的影响因素 10.5 溶胶-凝胶法制备几种典型的有机-无机杂化材料 10.5.1 溶胶-凝胶法制备PMTES-Fe2O3有机-无机杂化材料 10.5.2 溶胶-凝胶法制备TEOS-PDMS有机-无机杂化材料 10.5.3 溶胶-凝胶法制备PMMA-SiO2有机-无机杂化材料 10.5.4 溶胶-凝胶法制备新型光敏PI-SiO2杂化材料 10.5.5 溶胶-凝胶法制备纳米SiO2-环氧树脂杂化材料 10.5.6 溶胶-凝胶法制备PBMA-SiO2-TiO2杂化纤维材料 10.5.7 溶胶-凝胶法制备β-环糊精聚合物-二氧化锆有机-无机杂化材料 10.5.8 采用硅酸钠为硅源制备聚醋酸乙烯酯-二氧化硅有机-无机杂化材料 10.6 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的应用 10.6.1 光学材料 10.6.2 陶瓷材料 10.6.3 凝胶材料 10.6.4 生物材料 10.6.5 材料改性 10.6.6 其他材料 10.7 溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料存在的局限及发展展望 习题 参考文献 第11章 溶胶-凝胶法及结构的计算机模拟 11.1 溶胶-凝胶法及结构的计算机模拟现状 11.1.1 模拟的定义 11.1.2 模拟的方法 11.1.3 模拟的原因 11.1.4 计算机模拟 11.1.5 溶胶-凝胶法及结构的计算机模拟 11.2 溶胶-凝胶法及结构的计算机模拟方法 11.2.1 有限元模拟方法 11.2.2 人工神经网络模拟方法 11.2.3 其他计算机模拟方法 11.3 凝胶结构的计算机模拟方法 11.3.1 胶体的分形结构 11.3.2 物理模型和软件的编制 11.3.3 模拟步骤 11.3.4 软件的数据结构及功能 11.3.5 模拟结果 习题 参考文献 第12章 已经实用的溶胶-凝胶法产品介绍 12.1 折射率梯度分布镜头 12.2 SiO2气溶胶及其应用 12.3 选择性吸收膜在彩色显像中的应用 12.4 彩色显像管表面用低反射、防静电膜 12.5 利用溶胶-凝胶法制备资源可循环利用玻璃瓶的着色膜 12.6 溶胶-凝胶法制备汽车用HUD选择性光反射膜 12.7 汽车窗用憎水膜 12.8 液晶显示器用绝缘膜的制备 12.9 制备用于化妆品的防紫外照射的鳞片状粒子 12.10 在Gratzel太阳能电池的应用 12.11 溶胶-凝胶法在电致变色(EC)膜中的应用 12.12 利用溶胶-凝胶法对木材改质 12.13 溶胶-凝胶法在导电玻璃纤维材料中的应用 12.14 溶胶-凝胶法在电极材料中的应用 习题 参考文献 第13章 溶胶-凝胶过程及产品的分析测量方法 13.1 溶胶黏度测定 13.2 溶胶或凝胶体的热分析 13.2.1 差热分析 13.2.2 示差扫描量热法 13.2.3 热重分析 13.3 溶胶或凝胶体红外光谱分析 13.4 激光拉曼光谱 13.4.1 光的瑞利散射 13.4.2 拉曼散射 13.5 溶胶或凝胶体核磁共振分析 13.5.1 核磁共振的基本原理 13.5.2 核磁共振谱线特征 13.5.3 核磁共振实验方法 13.6 溶胶体的电子自旋共振波谱分析 13.6.1 电子自旋共振的基本原理 13.6.2 电子自旋共振实验方法 13.7 溶胶或凝胶体及其产品的X射线光电子能谱分析 13.7.1 表面分析能谱的基本原理 13.7.2 谱线识别 13.7.3 谱峰的位移 13.7.4 X射线光电子能谱实验方法 13.8 溶胶-凝胶产品的X射线衍射及小角X射线散射法 13.8.1 X射线衍射方法 13.8.2 小角X射线散射法 13.9 电子显微分析 13.9.1 扫描电子显微分析 13.9.2 透射电子显微分析 13.9.3 透射电子显微镜的结构及应用 13.10 原子力显微镜分析 习题 参考文献