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气液爆轰和电爆炸技术制备碳基纳米结构材料 版权信息
- ISBN：9787030640048
- 条形码：9787030640048 ; 978-7-03-064004-8
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
气液爆轰和电爆炸技术制备碳基纳米结构材料 内容简介
自二十世纪中期人工制备纳米金刚石以来，其已成为继发现富勒烯C60、碳纳米管之后的又一研究热点，再次掀起了碳材料领域的研究热潮。爆轰法以速度快、产率高、能耗低及操作工艺简单等优势在合成纳米金刚石、纳米氮化物、纳米氧化物、纳米碳材料等方面独树一帜。采用爆轰法合成纳米金刚石、纳米纳米管、石墨材料等碳基纳米材料，首先对爆轰前驱体从氧平衡、爆炸性能、热力学性能、选择材料等方面对前驱体进行初步设计。并通过数值分析来进一步分析有利于碳、碳-金属团簇的生成并初步探讨爆炸制备碳基纳米颗粒的生长机理。
气液爆轰和电爆炸技术制备碳基纳米结构材料 目录
目录
前言
第1章 碳纳米结构材料 1
1.1 碳纳米材料概述 1
1.2 碳纳米结构材料发展 3
1.3 富勒烯和洋葱碳 4
1.4 富勒烯和洋葱碳纳米管 9
1.5 石墨烯 12
1.6 纳米金刚石 17
参考文献 21
第2章 气体动力学基础理论 28
2.1 波的基本知识 28
2.1.1 波的概念 28
2.1.2 声波 29
2.1.3 压缩波与稀疏波 31
2.2 理想气体 33
2.2.1 理想气体 33
2.2.2 气体一维流动的基本方程组 38
2.2.3 声速、马赫数与气体动力学间断 46
参考文献 50
第3章 冲击波基本理论 51
3.1 平面正冲击波的形成和自由传播 51
3.2 平面正冲击波的基本关系式 57
3.3 多方气体中平面正冲击波的基本关系式 60
3.4 冲击绝热曲线与弱波等熵线 65
3.5 冲击波的传播与反射 70
参考文献 72
第4章 爆轰波基础理论 74
4.1 爆轰理论的形成与发展 74
4.2 C-J理论 75
4.2.1 爆轰波基本关系式 76
4.2.2 爆轰波波速线 77
4.2.3 爆轰波绝热Hugoniot曲线 78
4.2.4 爆轰波稳定传播的条件 80
4.3 ZND理论 81
4.3.1 ZND模型的基本假设 81
4.3.2 爆轰波反应区状态参数 82
4.3.3 爆轰波基本关系式 83
4.4 气相爆炸参数计算 84
4.5 几种典型状态方程 87
4.5.1 气体模型 88
4.5.2 固体模型 89
4.5.3 液体模型 89
参考文献 90
第5章 气液爆轰实验及参数计算 92
5.1 气体爆燃与爆轰 92
5.1.1 爆燃与爆轰理论 93
5.1.2 爆燃向爆轰的转变 94
5.1.3 爆轰的重要参数 95
5.2 爆燃波与爆轰波 96
5.2.1 Hugoniot方程和Rayleigh方程 96
5.2.2 C-J爆燃和C-J爆轰 97
5.2.3 爆轰参数计算 98
5.3 气液爆轰设备及表征实验 102
5.3.1 气液爆轰设备 102
5.3.2 表征方法 107
参考文献 108
第6章 气液爆轰制备洋葱碳与掺杂碳纳米管 110
6.1 碳纳米洋葱 110
6.1.1 实验工艺流程 110
6.1.2 结果与讨论 111
6.1.3 洋葱碳制备机理分析 114
6.2 掺杂结构碳纳米管 116
6.2.1 实验工艺流程 117
6.2.2 结果与讨论 118
6.2.3 掺杂碳纳米管制备机理 122
参考文献 124
第7章 气液爆轰制备二氧化钛及碳包覆二氧化钛纳米材料 127
7.1 纳米二氧化钛 128
7.1.1 实验工艺与流程 128
7.1.2 结果与讨论 129
7.1.3 二氧化钛制备机理 140
7.2 碳包覆二氧化钛纳米晶 146
7.2.1 实验工艺与流程 146
7.2.2 结果与讨论 147
7.2.3 碳包覆二氧化钛制备机理 151
参考文献 152
第8章 气液爆轰制备二氧化钛颗粒生长特征数值仿真技术 155
8.1 气液两相爆轰研究进展 155
8.2 气液两相爆轰数值计算模型 159
8.2.1 简化反应模型的控制方程 160
8.2.2 基元反应模型的控制方程 163
8.2.3 化学反应模型和热力学参数求解方法 164
8.2.4 Sichel二步模型 166
8.2.5 计算结果与分析 168
8.3 气液爆轰制备纳米颗粒数值研究初步 172
8.3.1 颗粒生长模型 175
8.3.2 碰撞频率系数β 176
8.3.3 特征烧结时间τ 177
8.3.4 计算结果与分析 178
参考文献 184
第9章 电爆炸制备纳米粉体技术 188
9.1 电爆炸技术 188
9.1.1 电爆炸的概念、原理、特点及典型应用 188
9.1.2 电爆炸的基本过程及形成机理 189
9.1.3 电爆炸制备纳米粉体的试验装置和测试装置 191
9.2 电爆炸技术在纳米粉体制备中的应用 195
9.2.1 纳米粉体的特点及常用制备技术 195
9.2.2 电爆炸在纳米粉体制备中的研究进展 196
9.2.3 几种典型纳米粉体的电爆炸制备方法 202
9.3 电爆炸制备纳米粉体材料的影响因素及其作用 212
9.3.1 介质环境因素的影响 212
9.3.2 电路参数的影响 214
9.3.3 爆炸丝材料特征的影响 216
9.4 电爆炸制备典型纳米粉体形成机理 219
9.4.1 纳米粉体的形成机理 219
9.4.2 水中电爆炸制备金属纳米粉体 221
9.4.3 氧化物纳米粉体 221
9.4.4 碳包覆金属纳米材料 222
9.5 电爆炸制备纳米粉体发展建议 223
参考文献 223
前言
第1章 碳纳米结构材料 1
1.1 碳纳米材料概述 1
1.2 碳纳米结构材料发展 3
1.3 富勒烯和洋葱碳 4
1.4 富勒烯和洋葱碳纳米管 9
1.5 石墨烯 12
1.6 纳米金刚石 17
参考文献 21
第2章 气体动力学基础理论 28
2.1 波的基本知识 28
2.1.1 波的概念 28
2.1.2 声波 29
2.1.3 压缩波与稀疏波 31
2.2 理想气体 33
2.2.1 理想气体 33
2.2.2 气体一维流动的基本方程组 38
2.2.3 声速、马赫数与气体动力学间断 46
参考文献 50
第3章 冲击波基本理论 51
3.1 平面正冲击波的形成和自由传播 51
3.2 平面正冲击波的基本关系式 57
3.3 多方气体中平面正冲击波的基本关系式 60
3.4 冲击绝热曲线与弱波等熵线 65
3.5 冲击波的传播与反射 70
参考文献 72
第4章 爆轰波基础理论 74
4.1 爆轰理论的形成与发展 74
4.2 C-J理论 75
4.2.1 爆轰波基本关系式 76
4.2.2 爆轰波波速线 77
4.2.3 爆轰波绝热Hugoniot曲线 78
4.2.4 爆轰波稳定传播的条件 80
4.3 ZND理论 81
4.3.1 ZND模型的基本假设 81
4.3.2 爆轰波反应区状态参数 82
4.3.3 爆轰波基本关系式 83
4.4 气相爆炸参数计算 84
4.5 几种典型状态方程 87
4.5.1 气体模型 88
4.5.2 固体模型 89
4.5.3 液体模型 89
参考文献 90
第5章 气液爆轰实验及参数计算 92
5.1 气体爆燃与爆轰 92
5.1.1 爆燃与爆轰理论 93
5.1.2 爆燃向爆轰的转变 94
5.1.3 爆轰的重要参数 95
5.2 爆燃波与爆轰波 96
5.2.1 Hugoniot方程和Rayleigh方程 96
5.2.2 C-J爆燃和C-J爆轰 97
5.2.3 爆轰参数计算 98
5.3 气液爆轰设备及表征实验 102
5.3.1 气液爆轰设备 102
5.3.2 表征方法 107
参考文献 108
第6章 气液爆轰制备洋葱碳与掺杂碳纳米管 110
6.1 碳纳米洋葱 110
6.1.1 实验工艺流程 110
6.1.2 结果与讨论 111
6.1.3 洋葱碳制备机理分析 114
6.2 掺杂结构碳纳米管 116
6.2.1 实验工艺流程 117
6.2.2 结果与讨论 118
6.2.3 掺杂碳纳米管制备机理 122
参考文献 124
第7章 气液爆轰制备二氧化钛及碳包覆二氧化钛纳米材料 127
7.1 纳米二氧化钛 128
7.1.1 实验工艺与流程 128
7.1.2 结果与讨论 129
7.1.3 二氧化钛制备机理 140
7.2 碳包覆二氧化钛纳米晶 146
7.2.1 实验工艺与流程 146
7.2.2 结果与讨论 147
7.2.3 碳包覆二氧化钛制备机理 151
参考文献 152
第8章 气液爆轰制备二氧化钛颗粒生长特征数值仿真技术 155
8.1 气液两相爆轰研究进展 155
8.2 气液两相爆轰数值计算模型 159
8.2.1 简化反应模型的控制方程 160
8.2.2 基元反应模型的控制方程 163
8.2.3 化学反应模型和热力学参数求解方法 164
8.2.4 Sichel二步模型 166
8.2.5 计算结果与分析 168
8.3 气液爆轰制备纳米颗粒数值研究初步 172
8.3.1 颗粒生长模型 175
8.3.2 碰撞频率系数β 176
8.3.3 特征烧结时间τ 177
8.3.4 计算结果与分析 178
参考文献 184
第9章 电爆炸制备纳米粉体技术 188
9.1 电爆炸技术 188
9.1.1 电爆炸的概念、原理、特点及典型应用 188
9.1.2 电爆炸的基本过程及形成机理 189
9.1.3 电爆炸制备纳米粉体的试验装置和测试装置 191
9.2 电爆炸技术在纳米粉体制备中的应用 195
9.2.1 纳米粉体的特点及常用制备技术 195
9.2.2 电爆炸在纳米粉体制备中的研究进展 196
9.2.3 几种典型纳米粉体的电爆炸制备方法 202
9.3 电爆炸制备纳米粉体材料的影响因素及其作用 212
9.3.1 介质环境因素的影响 212
9.3.2 电路参数的影响 214
9.3.3 爆炸丝材料特征的影响 216
9.4 电爆炸制备典型纳米粉体形成机理 219
9.4.1 纳米粉体的形成机理 219
9.4.2 水中电爆炸制备金属纳米粉体 221
9.4.3 氧化物纳米粉体 221
9.4.4 碳包覆金属纳米材料 222
9.5 电爆炸制备纳米粉体发展建议 223
参考文献 223
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