多孔材料基本性能模型表征及近似計算

劉培生,教授、工學博士(中科院)、博導，作為第一作者發表SCI論文60余篇，另有不含SCI重復收錄的EI論文30余篇，作為第一完成人出版著作10余部(其中清華出版社《多孔材料引論》為我國首部比較全面和系統地介紹多孔材料的著作)，作為第一發明人獲專利授權10余項。在相關學科領域有較大影響：國內，是本領域在中國知網文獻數據庫中被引用最多者；境外，入列斯坦福大學發布的2022年版全球Top-2%科學家榜單中的“終身科學影響力排行榜(1960-2022)”。

目錄

 

 

第1篇模型建立篇

第1章多孔材料引述

1.1引言

1.2多孔材料的結構類型

1.3多孔材料的基本參量

1.4多孔材料的構成材質

1.4.1泡沫金屬

1.4.2泡沫陶瓷

1.4.3泡沫塑料

1.5多孔材料的主要應用

1.5.1泡沫金屬的應用

1.5.2泡沫陶瓷的應用

1.5.3泡沫塑料的應用

1.6本章小結

參考文獻

第2章多孔材料的結構模型

2.1引言

2.2多孔材料結構

2.3網狀多孔材料

2.3.1網狀多孔材料的應用

2.3.2網狀多孔材料的制備

2.4多孔材料結構模型

2.4.1結構模型構建

2.4.2結構模型分析

2.4.3本模型特征

2.5關於模型的初步討論

2.5.1代表性模型介紹

2.5.2結構模型分析和討論

2.5.3結構模型的簡化

2.5.4結構模型的應用

2.5.5原模型理論的優勢

2.6本章小結

參考文獻

第3章多孔材料的電阻率

3.1引言

3.2電阻率研究意義

3.2.1泡沫金屬多孔電極

3.2.2泡沫金屬電阻加熱器

3.3模型設定及數理關系

3.3.1電阻率分析模型

3.3.2數理關系推演

3.3.3關於材料常數的討論

3.4模型理論驗證及分析

3.4.1實驗樣品制備

3.4.2實驗樣品參量測試

3.4.3測試結果與驗證分析

3.4.4本計算公式分析

3.4.5關於模型理論的相關討論

3.4.6實踐展望

3.5模型數理關系實用舉例

3.5.1泡沫鎳導電性能研究背景

3.5.2泡沫鎳產品制備工藝

3.5.3數理關系應用及工藝分析

3.6本章小結

參考文獻

第4章多孔材料的拉伸強度

4.1引言

4.2拉伸強度研究意義

4.2.1泡沫金屬多孔電極

4.2.2泡沫金屬醫學用途

4.3模型設定及數理關系

4.3.1拉伸強度分析模型

4.3.2數理關系推演

4.3.3壓縮強度問題

4.3.4數理關系說明

4.4模型理論驗證及分析

4.4.1實驗樣品

4.4.2測試結果與驗證分析

4.4.3相關分析和討論

4.4.4本模型理論的特點

4.4.5其他相關說明

4.5模型數理關系實用舉例

4.5.1泡沫鎳樣品制備工藝

4.5.2數理關系應用及工藝分析

4.6本章小結

參考文獻

第5章泡沫金屬的伸長率

5.1引言

5.2模型設定及數理關系

5.2.1伸長率分析模型

5.2.2數理關系推演

5.3模型理論驗證及分析

5.3.1實驗樣品和測試方法

5.3.2數理關系驗證及分析

5.3.3關於模型理論的討論

5.4模型數理關系實用舉例

5.4.1泡沫鎳伸長率研究背景

5.4.2泡沫鎳樣品制備工藝

5.4.3數理關系應用及工藝分析

5.5泡沫金屬拉伸斷裂行為

5.5.1樣品制備和實驗操作

5.5.2泡沫鎳拉伸斷裂的宏觀規律

5.5.3泡沫鎳拉伸斷裂的內在機制

5.6本章小結

參考文獻

第6章多孔材料的彈性模量

6.1引言

6.2彈性模量研究意義

6.3模型設定及數理關系

6.3.1彈性模量分析模型

6.3.2數理關系推演

6.4模型理論分析討論

6.4.1關於本模型理論的說明

6.4.2關於孔棱的彎曲問題

6.4.3關於模型假設的適用性

6.4.4關於模型結構的各向同性

6.4.5其他相關說明

6.5關於模型理論的驗證及拓展

6.5.1關於楊氏模量表征的驗證

6.5.2關於楊氏模量數理關系的拓展

6.5.3關於泊松比表征關系的驗證

6.6本章小結

參考文獻

第7章多孔材料雙向拉伸

7.1引言

7.2模型設定及數理關系

7.2.1雙向拉伸分析模型

7.2.2數理關系推演

7.2.3雙向拉伸載荷水平判據

7.2.4雙向拉壓問題

7.3模型理論驗證及分析

7.3.1實驗樣品和測試方法

7.3.2數理關系驗證及分析

7.3.3雙向等應力狀態下的特別驗證分析

7.3.4關於模型理論的討論

7.3.5經典性理論公式應用對比分析

7.4泡沫金屬雙向拉伸斷裂

7.4.1雙向拉伸斷裂實驗和結果

7.4.2雙向拉伸斷裂分析和總結

7.5脆性體拉壓承載能力分析

7.5.1分析模型和數理關系

7.5.2承載判據和承載能力分析

7.5.3載荷關系和承載能力總結

7.6本章小結

參考文獻

第8章三向拉壓力學模型

8.1引言

8.2模型設定及數理關系

8.2.1三向拉壓分析模型

8.2.2數理關系推演

8.2.3三向拉伸載荷水平判據

8.2.4三向拉壓問題

8.3模型理論討論

8.3.1關於孔棱細梁假設

8.3.2關於幾何參量作用

8.3.3關於模型的適應性

8.3.4關於性能計算

8.3.5關於模型理論的驗證

8.3.6其他補充說明

8.4模型數理關系分析應用

8.4.1壓縮載荷下的剪切失效模式

8.4.2壓縮載荷下的屈曲失效模式

8.5結構模型比較分析

8.5.1代表性結構模型分析

8.5.2本八面體模型分析

8.5.3關於力學性能的影響因素

8.6本章小結

參考文獻

第9章彎曲、扭轉和剪切強度表征

9.1引言

9.2剪切載荷作用

9.2.1模型設定

9.2.2數理關系推演

9.2.3多孔構件承載準則

9.2.4剪切強度表征

9.2.5關於模型理論的驗證

9.3扭轉載荷作用

9.3.1模型設定

9.3.2基本數理關系

9.3.3多孔構件承載準則

9.3.4最大扭矩與扭轉強度

9.3.5關於模型理論的驗證

9.4彎曲載荷作用

9.4.1模型設定

9.4.2數理關系推演

9.4.3多孔構件承載判據

9.4.4關於模型理論的驗證

9.5孔棱破壞模式分析

9.5.1總體分析模型

9.5.2剪切載荷作用

9.5.3扭轉載荷作用

9.5.4彎曲載荷作用

9.5.5關於模型本質問題

9.6本章小結

參考文獻

第10章泡沫金屬的疲勞性能

10.1引言

10.2模型設定及數理關系

10.2.1疲勞性能分析模型

10.2.2類應力疲勞

10.2.3類應變疲勞

10.3模型理論驗證及分析

10.3.1疲勞性能表征

10.3.2疲勞實驗方法

10.3.3實驗結果與分析

10.4模型理論總體性討論

10.4.1關於本模型理論的實用性

10.4.2關於某些環節的處理方式

10.4.3關於孔隙因素的影響問題

10.4.4關於材料制備和邊緣效應

10.4.5其他相關討論

10.5相關工作對比分析

10.5.1疲勞實驗結果規律

10.5.2經典模型相關分析

10.6本章小結

參考文獻

第11章多孔材料的比表面積

11.1引言

11.2模型設定及數理關系

11.2.1比表面積分析模型

11.2.2計算公式推演

11.3計算公式驗證及分析

11.3.1實驗樣品選擇

11.3.2實驗樣品參量測試

11.3.3測試結果與驗證分析

11.3.4驗證結果總體分析

11.4其他相關討論

11.4.1關於結構模型的選用

11.4.2關於比表面積測試方法

11.4.3關於多孔電極和催化反應

11.5模型數理關系實用舉例

11.5.1泡沫鎳比表面研究背景

11.5.2泡沫鎳產品制備及有關結果

11.5.3計算公式應用及分析討論

11.6本章小結

參考文獻

第12章泡沫金屬復合材料的壓縮

12.1引言

12.2模型設定

12.3數理關系推演

12.3.1分析方法

12.3.2相關參量

12.3.3失效數理關系

12.3.4本節討論

12.4驗證實驗和結果

12.4.1材料物種的選擇

12.4.2復合樣品的制備

12.4.3本環氧樹脂的性能指標

12.4.4孔率的測定

12.4.5復合樣品的力學實驗

12.4.6模型關系的應用效果及分析

12.5相關問題分析討論

12.5.1非余量設計分析

12.5.2關於比強度的分析討論

12.5.3其他問題討論

12.6本章小結

參考文獻

第13章泡沫金屬芯復合圓軸的扭轉

13.1引言

13.2模型設定及數理關系

13.2.1復合圓軸扭轉分析模型

13.2.2數理關系推演

13.3復合圓軸的非余量設計

13.3.1復合圓軸中泡沫金屬芯體的非余量設計

13.3.2非余量設計條件下致密殼體的安全承載關系

13.4分析和討論

13.4.1關於泡沫金屬夾芯結構的扭轉

13.4.2關於本理論模型的某些特性

13.4.3關於本章的研究意義

13.4.4關於泡沫金屬夾芯結構制備

13.4.5關於模型理論的驗證

13.5本章小結

參考文獻

第2篇實踐應用篇

第14章泡沫金屬電阻率的計算實踐

14.1引言

14.2電阻率的數理表征

14.3模型理論的實踐應用

14.3.1開孔胞狀純鋁泡沫

14.3.2開孔胞狀多孔鋁

14.3.3網狀泡沫鋁合金

14.3.4網狀泡沫鎳

14.3.5網狀Ni-Cr合金泡沫

14.3.6閉孔胞狀泡沫鋁合金

14.3.7規則圓孔結構銅制品

14.3.8多孔石墨塊體

14.3.9含孔碳材料

14.4分析和討論

14.4.1關於公式的適用性

14.4.2孔隙尺寸和微觀結構的影響

14.4.3關於材料常數的獲取方式

14.5本章小結

參考文獻

第15章泡沫金屬拉伸強度的計算實踐

15.1引言

15.2拉伸強度的數理表征

15.2.1本八面體模型理論

15.2.2代表性經典模型理論

15.3模型理論的實踐應用

15.3.1網狀泡沫鎳(泡沫鎳1)

15.3.2網狀泡沫鎳(泡沫鎳2)

15.3.3胞狀泡沫鋁

15.3.4增強型胞狀泡沫鋁

15.3.5胞狀泡沫不銹鋼

15.3.6胞狀泡沫6061鋁合金

15.4相關性討論

15.4.1計算偏差分析

15.4.2塑性指標分析

15.4.3其他結構模型

15.5本章小結

參考文獻

第16章泡沫金屬彈性模量的計算實踐

16.1引言

16.2楊氏模量的數理表征

16.2.1本八面體模型理論

16.2.2代表性經典模型理論

16.3模型理論的實踐應用

16.3.1泡沫鋁

16.3.2泡沫不銹鋼

16.3.3泡沫鈦

16.3.4泡沫鎳鈦合金

16.3.5泡沫鈦鎂合金

16.4相關性討論

16.4.1關於計算效果

16.4.2其他說明

16.5泡沫金屬的泊松比

16.6本章小結

參考文獻

第17章泡沫金屬彎曲強度的計算實踐

17.1引言

17.2彎曲強度的數理表征

17.2.1對於網狀泡沫金屬

17.2.2對於胞狀泡沫金屬

17.3模型理論的實踐應用

17.3.1網狀結構的泡沫鉭

17.3.2類胞狀泡沫鐵合金

17.3.3胞孔結構的泡沫鈦

17.3.4胞狀泡沫6061鋁合金

17.3.5多孔石墨塊體制品

17.4分析和討論

17.5本章小結

參考文獻

第18章泡沫金屬扭轉強度和剪切強度的計算實踐

18.1引言

18.2扭轉載荷作用

18.2.1扭轉強度的數理表征

18.2.2模型理論的實踐應用

18.3剪切載荷作用

18.3.1剪切強度的數理表征

18.3.2模型理論的實踐應用

18.4相關討論

18.4.1關於本模型理論的適用性

18.4.2關於本模型理論的補充解釋

18.5本章小結

參考文獻

第19章泡沫金屬比表面積的計算實踐

19.1引言

19.2比表面積的數理表征

19.3計算公式的實踐應用

19.3.1多孔Cu/Ni復合材料

19.3.2電沈積泡沫銅

19.3.3滲流工藝所得泡沫鋁

19.3.4近十四面體孔隙結構泡沫金屬

19.3.5商用多孔石墨過濾材料

19.3.6水熱合成介孔矽泡沫材料

19.4分析和討論

19.4.1關於本計算公式

19.4.2其他說明

19.5本章小結

參考文獻

第20章泡沫陶瓷比表面積的計算實踐

20.1引言

20.2比表面積的數理表征

20.3計算公式的實踐應用

20.3.1純氧化鋁泡沫陶瓷

20.3.2燒結碳化矽泡沫制品

20.3.3商業氧化鋁泡沫產品

20.3.4一種剛玉泡沫陶瓷

20.3.5Schwartzwalder泡沫陶瓷產品

20.3.6多孔碳化鉻泡沫陶瓷

20.4分析和討論

20.5本章小結

參考文獻

問題關註

後記

作者簡介