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第1章 绪论1

1.1 无机聚合物的发展历史与现状1

1.1.1 发展历史回顾1

1.1.2 国内外研究现状6

1.2 无机聚合物的概念与内涵11

1.3 无机聚合物材料的分类14

1.4 无机聚合物材料的特点与性能优势15

1.5 无机聚合物材料的发展展望18

1.5.1 重点学术问题18

1.5.2 工艺优化与工程化研制等方面的问题19

1.6 本章小结20

参考文献20

第2章 无机聚合物的晶体化学基础25

2.1 晶体与非晶体25

2.1.1 天然硅酸盐晶体结构25

2.1.2 天然铝硅酸盐晶体结构39

2.1.3 非晶态与玻璃结构44

2.1.4 非晶的晶化48

2.2 无机聚合物的晶体化学50

2.2.1 无机聚合物的组成50

2.2.2 无机聚合物的空间结构50

2.2.3 无机聚合物中的化学键52

2.3 本章小结52

参考文献52

第3章 无机聚合物的聚合反应机理54

3.1 高岭土向偏高岭土转变过程机制54

3.1.1 偏高岭土的形成过程与化学活性54

3.1.2 煅烧温度对高岭土热转变的影响55

3.1.3 保温时间对高岭土热转变的影响62

3.1.4 高岭土向偏高岭土的转变机制66

3.1.5 本节小结68

3.2 铝硅酸盐无机聚合物的聚合反应机理概述69

3.2.1 聚合反应的驱动力69

3.2.2 铝硅酸盐聚合物的聚合反应机理69

3.2.3 本节小结74

3.3 基于合成偏高岭土的铝硅酸盐聚合物的聚合反应机理74

3.3.1 偏高岭土的合成和表征75

3.3.2 基于合成偏高岭土的K-PSS铝硅酸盐聚合反应产物的微观形貌分析77

3.3.3 偏高岭土在碱性硅酸盐溶液中水解产物的预测84

3.3.4 基于合成偏高岭土的K-PSS铝硅酸盐聚合物的聚合反应机理86

3.3.5 本节小结87

3.4 本章结语87

参考文献87

第4章 无机聚合物的制备工艺、组织结构与性能93

4.1 KGP铝硅酸盐无机聚合物的制备工艺93

4.2 KGP无机聚合物的显微组织及影响因素95

4.2.1 成型固化（养护）工艺的影响96

4.2.2 碱激发剂含量的影响102

4.2.3 原料高岭土煅烧温度的影响104

4.2.4 本节小结108

4.3 无机聚合物的性能及其影响因素108

4.3.1 无机聚合物的性能特点概述108

4.3.2 力学性能及其影响因素109

4.3.3 低热导与保温隔热性质114

4.3.4 高温耐热性115

4.3.5 不燃烧性质118

4.3.6 有毒与放射性核废料固封性质118

4.3.7 其他性质119

4.3.8 本节小结119

4.4 本章结语120

参考文献120

第5章 无机聚合物基复合材料的制备工艺方法125

5.1 无机聚合物基复合材料的成型工艺125

5.1.1 手工涂敷工艺126

5.1.2 喷射成型工艺127

5.1.3 预浸料工艺128

5.1.4 树脂传递模塑工艺129

5.1.5 浸渍或浸渗工艺129

5.1.6 拉挤成型工艺130

5.1.7 缠绕成型工艺130

5.2 无机聚合物基复合材料的固化／养护工艺131

5.2.1 常压固化131

5.2.2 加压固化132

5.2.3 真空袋固化132

5.2.4 热压罐固化133

5.3 无机聚合物基复合材料成型工艺选用的原则135

5.4 本章小结136

参考文献136

第6章 无机聚合物基复合材料的组织性能与断裂行为137

6.1 颗粒增强K-PSS无机聚合物基复合材料137

6.1.1 Al2O3p/K-PSS复合材料的制备和组织性能137

6.1.2 Crp/K-PSS复合材料的组织性能142

6.1.3 漂珠／K-PSS复合材料的组织性能145

6.1.4 本节小结155

6.2 短纤维增强K-PSS基复合材料156

6.2.1 无序分布短碳纤维（Csf）增强K-PSS基复合材料156

6.2.2 层状分布短碳纤维增强K-PSS基复合材料的力学性能与断裂行为161

6.2.3 纤维表面涂敷Ni-P对Csf/K-PSS材料力学性能与断裂行为的影响180

6.2.4 短碳化硅纤维（SiCsf）增强K-PSS基复合材料186

6.2.5 Csf-Al2O3p复合增强K-PSS基复合材料197

6.2.6 本节小结203

6.3 单向连续纤维增强无机聚合物基复合材料204

6.3.1 单向连续碳纤维（Cuf）增强（Cs，K）-PSS基复合材料204

6.3.2 单向连续碳化硅纤维（SiCuf）增强K-PSS基复合材料212

6.3.3 单向连续SiCuf与Al2O3p复合增强K-PSS基复合材料224

6.3.4 本节小结228

6.4 层布不锈钢纤维网及其与Crp复合增强K-PSS基复合材料229

6.4.1 纤维网体积分数对K-PSS基复合材料组织与性能的影响229

6.4.2 网孔径大小对（不锈钢纤维网-Crp）／K-PSS材料组织与性能的影响233

6.4.3 Crp粗细对（不锈钢纤维网-Crp）／K-PSS材料组织与性能的影响237

6.4.4 基体硅铝比对（不锈钢纤维网-Crp）／KGP材料组织与性能的影响241

6.4.5 本节小结245

6.5 本章结语245

参考文献245

第7章 短纤维增强无机聚合物基复合材料的力学性能预测249

7.1 短纤维增强无机聚合物基复合材料抗弯强度的预测249

7.1.1 短纤维增强复合材料的强度理论249

7.1.2 短纤维增强KGP基复合材料抗弯强度的预测及分析250

7.2 短纤维增强KGP基复合材料弹性模量的预测252

7.2.1 单向短纤维复合材料的模量预测252

7.2.2 乱向短纤维复合材料的模型及预测254

7.2.3 短纤维增强KGP基复合材料弹性模量的预测及验证255

7.3 短纤维增强KGP基复合材料纤维拔出能的计算256

7.3.1 短纤维增强复合材料中单根纤维的拔出能256

7.3.2 短纤维增强复合材料中纤维的拔出能257

7.3.3 短纤维增强KGP基复合材料纤维拔出能的预测及验证259

7.4 本章小结261

参考文献261

第8章 铝硅酸盐无机聚合物陶瓷化机制与结晶动力学263

8.1 铝硅酸盐无机聚合物的热演化机制263

8.1.1 KGP的热重／差热分析263

8.1.2 KGP的热收缩分析264

8.1.3 KGP的物相演化265

8.1.4 KGP的烧结动力学273

8.1.5 KGP的晶化动力学274

8.1.6 KGP陶瓷化产物的种类与组织性能276

8.2 Cs＋等量替代K＋对铝硅酸盐聚合物陶瓷化的影响279

8.2.1 CsxK1-xGP的热重／差热分析279

8.2.2 CsxK1-xGP的热收缩分析280

8.2.3 CsxK1-xGP的物相组成及演化282

8.2.4 CsxK1-xGP的显微组织演化283

8.2.5 CsxK1-xGP的晶化动力学283

8.3 Cs＋等量替代K＋对白榴石立方相向四方相转变的影响285

8.3.1 不同Cs＋含量CsxK1-xGP陶瓷化产物的结构285

8.3.2 CsxK1-xGP陶瓷化产物的形貌287

8.3.3 CsxK1-xGP陶瓷化产物的热膨胀性能287

8.4 本章小结288

参考文献289

第9章 无机聚合物转化法制备陶瓷基复合材料的组织与性能292

9.1 Csf/K-PSS复合材料陶瓷化处理后的组织与性能292

9.1.1 Csf/K-PSS复合材料陶瓷化处理后的物相292

9.1.2 Csf/K-PSS复合材料高温处理后的显微组织295

9.1.3 Csf/K-PSS复合材料高温处理后的尺寸变化297

9.1.4 Csf/K-PSS复合材料陶瓷化处理后的力学性能与断裂行为298

9.1.5 本节小结302

9.2 Cuf/K-PSS材料陶瓷化处理后的组织结构和力学性能303

9.2.1 成分设计与处理工艺303

9.2.2 陶瓷化处理后复合材料的收缩率与表观密度304

9.2.3 陶瓷化处理后复合材料的物相组成305

9.2.4 陶瓷化处理后Cuf/KGP复合材料的显微组织形貌307

9.2.5 陶瓷化处理后复合材料的纤维／基体TEM界面结构309

9.2.6 陶瓷化处理对Cuf/KGP复合材料力学性能与断裂行为的影响312

9.2.7 本节小结315

9.3 Cuf/CsKGP复合材料陶瓷化处理后的组织结构与性能315

9.3.1 Cuf/CsKGP复合材料的热分析315

9.3.2 陶瓷化处理后Cuf/CsKGP复合材料的物相组成316

9.3.3 陶瓷化处理后Cuf/CsKGP复合材料的收缩率与表观密度316

9.3.4 陶瓷化处理后Cuf/CsKGP复合材料的界面形貌317

9.3.5 陶瓷化处理后Cuf/CsKGP复合材料的力学性能与断裂行为318

9.3.6 陶瓷化处理后Cuf/CsKGP复合材料的热膨胀性质321

9.3.7 本节小结321

9.4 不锈钢纤维网／K-PSS复合材料陶瓷化处理后的组织与力学性能322

9.4.1 不锈钢纤维网／K-PSS复合材料陶瓷化处理后的物相变化322

9.4.2 不锈钢纤维网／K-PSS复合材料陶瓷化处理后的密度及质量损失322

9.4.3 不锈钢纤维网／K-PSS复合材料陶瓷化处理后的组织形貌323

9.4.4 不锈钢纤维网／K-PSS复合材料陶瓷化处理后的室温力学性能324

9.4.5 本节小结325

9.5 本章结语325

参考文献326

第10章 氧化气氛高温暴露对SiCf/K-PSS复合材料性能的影响328

10.1 SiCuf/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的组织结构328

10.1.1 SiCuf/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的物相328

1O.1.2 SiCu/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的表面形貌及界面特征329

10.1.3 SiCu/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的线性收缩及质量亏损335

1O.1.4 SiCuf/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的表观密度337

10.2 SiCuf/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的力学性能338

10.3 SiCuf/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的断裂行为341

10.4 SiCuf/K-PSS复合材料空气中高温暴露后的强韧化机理及断裂机制343

10.5 本章小结344

参考文献345

第11章 Sol-SiO2浸渍处理对Cf/K-PSS陶瓷化复合材料力学性能的影响347

11.1 Cf/K-PSS复合材料陶瓷化后的sol-SiO2浸渍处理与室温力学性能347

11.1.1 Cf/K-PSS陶瓷化复合材料的sol-SiO2浸渍处理工艺347

11.1.2 Sol-SiO2浸渍处理后Cf/K-PSS陶瓷化复合材料的物相348

11.1.3 Sol-SiO2浸渍处理后Cf/K-PSS陶瓷化复合材料的显微组织349

11.1.4 Sol-SiO2浸渍处理后Cf/K-PSS陶瓷化复合材料的室温力学性能351

11.2 Sol-SiO2浸渍处理后复合材料的高温力学性能和断裂行为352

11.2.1 Sol-SiO2浸渍处理后复合材料的高温力学性能352

11.2.2 Sol-SiO2浸渍处理后复合材料的高温断裂行为356

11.3 Cf/K-PSS陶瓷化复合材料sol-SiO2浸渍处理后的氧化损伤行为与机制360

11.3.1 碳纤维在空气中的氧化动力学360

11.3.2 Sol-SiO2浸渍处理复合材料在空气中的非等温氧化行为362

11.3.3 高温空气中复合材料增强碳纤维的氧化损伤行为362

11.3.4 复合材料浸渍处理后的等温氧化行为365

11.4 Cf/K-PSS陶瓷化复合材料在空气中高温暴露后的力学性能与断裂行为368

11.5 本章小结370

参考文献371

第12章 无机聚合物及其复合材料的工程应用373

12.1 在基础设施与建筑物上的应用373

12.1.1 新型建筑与装饰材料373

12.1.2 快速固化材料374

12.1.3 传统建筑物的加固防腐处理375

12.1.4 建筑工程用保温防火材料376

12.2 有毒及放射性废料的固封379

12.3 耐火材料工业方面的高温铸造模具材料381

12.4 汽车、船舶等发动机排气管轻质保温隔热材料383

12.5 飞机和轮船等防火阻燃内衬材料385

12.6 航空航天器吸波屏蔽或隐身／防热／结构一体化材料389

12.7 海上石油钻井平台上的应用389

12.8 海上风力发电机叶片上的应用390

12.9 其他领域的潜在应用391

12.10 本章小结391

参考文献392

英文专业词汇索引394