硝化纤维素结构与性能

第1章 绪论……1

1.1 硝化纤维素的结构……2

1.2 硝化纤维素的安定性……6

1.3 硝化纤维素的制备工艺……9

第2章 纤维素的来源及其结构特性……12

2.1 木纤维素的种类及特征……13

2.1.1 木材细胞的一般特征……14

2.1.2 细胞壁组织……15

2.1.3 木材的化学组成……18

2.1.4 木纤维的精制及其特征指标……19

2.2 棉纤维素的种类与特征……25

2.2.1棉纤维细胞的一般特征……25

2.2.2 棉桃的分离与组成……26

2.2.3 棉纤维素的品质形成及影响因素……28

2.2.4 棉短绒的成熟度及其测试方法……32

2.2.5 棉短绒其他质量指标的测试与分析……36

2.2.6 棉短绒的精制……40

2.3 精制棉的理化性能测试……43

2.3.1精制棉α纤维素含量的测定……44

2.3.2 精制棉吸湿度的测定……45

2.3.3 灰分含量的测定……45

2.3.4 精制棉中硫酸不溶物含量测定……46

2.3.5 精制棉白度的测定……47

2.3.6 精制棉黏度的测定……47

2.3.7 水分含量的测定……52

2.3.8 相对分子质量及其分布的测定……52

第3章 硝化纤维素的制备方法与技术……60

3.1 纤维素原料的准备……61

3.2 硝硫混酸的准备……62

3.2.1 硝硫混酸的选择……62

3.2.2 硝硫混酸的配制和理论计算……65

3.2.3 硝硫混酸成分的分析方法……71

3.3 各种硝化体系中硝化纤维素的制备……77

3.3.1 HNO3H2SO4H2O硝硫混酸硝化体系……77

3.3.2 制备低酯化度硝化纤维素产品的HNO3H2SO4H2O硝化体系……78

3.3.3 HNO3H3PO4/P2O5硝化体系……79

3.3.4 硝酸/乙酸酐混合硝化体系……81

3.3.5 硝酸/乙酸酐/乙酸硝化体系……83

3.3.6 硝酸/三氟乙酸硝化体系……84

3.3.7 有机溶剂硝化体系……85

3.3.8 硝酸水溶液硝化体系……87

3.3.9 含硝酸盐的硝化体系……88

3.3.10 硝酸蒸气硝化体系……89

3.3.11 氧氮化合物/硝酸硝化体系……90

3.4 硝化后酸残余物及废酸的清除和销毁……96

第4章 硝化纤维素的常规性能分析……97

4.1 硝化纤维素样品的准备与八大度分析……97

4.1.1 硝化纤维素的取样与烘干……97

4.1.2 硝化纤维素水分的测定……99

4.1.3 硝化纤维素灰分的测定……100

4.1.4 硝化纤维素碱度的测定……100

4.1.5 硝化纤维素细断度的测定……101

4.1.6 硝化纤维素黏度的测定……102

4.2 硝化纤维素的含氮量测试……104

4.2.1 五管氮量计法……105

4.2.2 狄瓦尔德合金还原法……108

4.2.3 干涉仪法……111

4.2.4 爆热法……113

4.2.5 硫酸亚铁法(无汞法)……114

4.2.6 电位滴定法……115

4.2.7 体积法……116

4.2.8 元素分析法……116

4.3 硝化纤维素化学安定性、燃烧特性与感度测定……118

4.3.1 硝化纤维素的化学安定性……118

4.3.2 硝化纤维素的燃烧温度……122

4.3.3 硝化纤维素的热分解机理、分解温度与爆热……122

4.3.4 硝化纤维素的机械感度……137

4.3.5 硝化纤维素的内聚能密度……139

4.4 硝化纤维素的溶液性能……142

4.4.1 硝化纤维素的溶液性质与溶解度……142

4.4.2 硝化纤维素相对分子质量的测定……144

第5章 硝化纤维素的其他重要性能分析……151

5.1 硝化纤维素对增塑剂和溶剂的吸附与热力学相容性分析……151

5.1.1 硝化纤维素对增塑剂的吸附能力……151

5.1.2 通过热力学原理分析增塑剂体系的热力学相容性……152

5.1.3 光学显微干射法测量高增塑体系的相转变……164

5.1.4 估算NCDEGDNTEGDN三组分体系增塑剂的结晶条件……166

5.1.5 采用热分析技术分析混合体系的相容性……166

5.1.6 通过测量增塑体系光学特征变化确定硝化纤维素增塑体系的热力学相容性……168

5.1.7 通过测量分子运动特征确定硝化纤维素增塑体系的热力学相容性……169

5.1.8 研究硝化纤维素增塑体系相容性的其他方法……170

5.2 硝化纤维素的结构分析与表征……170

5.2.1 采用X射线衍射法研究硝化纤维素结构……170

5.2.2 硝化纤维素玻璃化转变温度的测定……174

5.2.3 用热分析法研究硝化棉的熔化过程……187 2100433B

全书共分六章，内容包括纤维素的主要来源与分类，硬木、软木与棉纤维的组成与结构差异；木纤维素、棉短绒的精制工艺与技术；精制后纤维素的结构与质量测试评判方法；硝化纤维素各种制备技术及其各自的优缺点；硝化纤维素结构一陆能的分析测试方法，尤其对硝化纤维素单组分、多组分增塑体系的相容性，硝化纤维素熔点与玻璃化转变温度的测试技术，硝化纤维素硝酸酯基团分布均匀性分析方法，都是作者研发团队的最新科研成果。

全书共10章，分别讲述了材料的原子和电子结构、晶体结构、晶体结构的缺陷、钢铁材料的组织与性能、轻合金的组织与性能、磁性材料、非晶合金、结构陶瓷材料以及超导材料的结构与性能。重点在于阐述不同材料的组织结构与材料性能之间的关系，使读者能够从材料的组织结构设计的角度来理解材料的研究和开发。

《材料结构与性能》作为材料科学与工程专业高年级本科生和研究生的教材，也可作为科技人员系统学习材料结构与性能知识的参考书。

材料结构与性能第1章

材料的原子和电子结构

1.1 材料的原子结构和键合特征

1.1.1 元素周期律和原子结构参数

1.1.2 化学键概念及其应用

1.1.3 化学键的性质

1.2 材料的电子结构

1.2.1 原子的电子排列

1.2.2 能带结构与物理性能

1.2.3 半导体材料的电子结构

参考文献

思考题

材料结构与性能第2章

材料的晶体结构

2.1 晶体的几何构成

2.1.1 空间点阵

2.1.2 布拉菲点阵

2.1.3 晶体的对称性

2.1.4 晶体的物理性能与结构对称性间的关系

2.2 晶体的结合

2.2.1 原子间的结合力与结合能

2.2.2 纯金属晶体

2.2.3 离子晶体

2.2.4 共价晶体

2.2.5 分子晶体

2.3 液晶结构

2.3.1 热致液晶

2.3.2 溶致性液晶

2.3.3 聚合物液晶

2.3.4 液晶的物理性质

参考文献

思考题

材料结构与性能第3章

晶体结构的缺陷

3.1 缺陷的定义及分类

3.2 点缺陷

3.2.1 空位和间隙原子的结构

3.2.2 空位和间隙原子的形成能与热平衡浓度

3.2.3 离子晶体的点缺陷

3.2.4 杂质缺陷

3.2.5 电子缺陷

3.2.6 缺陷化学基础

3.3 位错

3.3.1 位错的弹性性质

3.3.2 位错的能量与线张力

3.3.3 位错的受力

3.3.4 位错与其他缺陷间的交互作用

3.4 典型晶体中的位错

3.4.1 面心立方晶体中的位错

3.4.2 体心立方晶体中的位错

3.4.3 密排六方晶体中的位错

3.5 晶体的界面

3.5.1 晶界

3.5.2 相界面

3.5.3 反向畴界

3.5.4 铁电畴界

3.6 晶体缺陷与材料性能

3.6.1 缺陷对材料物理性能的影响

3.6.2 缺陷与材料的力学性能

参考文献

思考题

材料结构与性能第4章

钢铁材料的组织与性能

4.1 马氏体组织与性能

4.1.1 马氏体的晶体结构

4.1.2 马氏体的组织形貌

4.1.3 马氏体组织的强度

4.1.4 马氏体组织的断裂韧性

4.1.5 马氏体组织的疲劳强度

4.2 贝氏体组织结构与性能

4.2.1 贝氏体的组织结构

4.2.2 贝氏体组织的强度

4.2.3 贝氏体组织的断裂韧性

4.2.4 贝氏体组织的疲劳强度

4.2.5 贝氏体/马氏体复相组织的性能

4.3 珠光体组织与性能

4.3.1 珠光体组织结构

4.3.2 珠光体组织的强度

4.3.3 珠光体组织的断裂韧性

4.3.4 珠光体组织的疲劳强度

参考文献

思考题

材料结构与性能第5章

轻合金的组织与性能

5.1 铝及其合金的组织与性能

5.1.1 铝及其合金简介

5.1.2 铝合金组织与强化机理

5.1.3 铝合金的断裂韧性

5.1.4 铝合金的疲劳性能

5.2 镁及镁合金的组织结构与性能

5.2.1 镁及镁合金的基本特性

5.2.2 镁合金的组织特点

5.2.3 镁合金的强度

5.2.4 镁合金的断裂韧性

5.2.5 镁合金的疲劳强度

5.2.6 镁合金的蠕变性能

5.3 钛及钛合金的结构与性能

5.3.1 钛及钛合金的组织结构

5.3.2 钛合金的力学性能

参考文献

思考题

材料结构与性能第6章

磁性材料及性能

6.1 材料的结构与磁性

6.1.1 材料的磁性

6.1.2 磁化过程

6.2 磁性材料

6.2.1 R-Fe-B的结构与性能

6.2.2 Sm2Fel7N的结构与性能

6.2.3 纳米晶复合磁性材料

参考文献

思考题

材料结构与性能第7章

非晶合金材料

7.1 非晶合金与非晶态转变

7.2 非晶合金的结构特征

7.2.1 衍射法结构表征

7.2.2 短程有序

7.2.3 非晶结构模型

7.3 非晶合金的物理性能

7.3.1 力学性能

7.3.2 耐腐蚀性能

7.3.3 磁学性能

7.3.4 其他特性

7.4 大块非晶合金

7.4.1 大块非晶合金的晶化

7.4.2 大块非晶合金的制备

7.4.3 合金成分设计原则

7.4.4 重要大块非晶合金

7.4.5 大块非晶合金应用展望

参考文献

思考题

材料结构与性能第8章

结构陶瓷的结构与性能

8.1 原子结合键与晶体类型

8.1.1 离子键与离子晶体

8.1.2 共价键与共价晶体

8.1.3 范德瓦尔斯键

8.1.4 陶瓷的典型晶体结构

8.1.5 硅酸盐的晶体结构

8.2 陶瓷材料的显微组织

8.3 陶瓷的强度与断裂

8.3.1 陶瓷的弹性模量

8.3.2 陶瓷材料的强度

8.3.3 陶瓷材料的塑性变形

8.3.4 陶瓷材料的断裂韧性

8.3.5 陶瓷材料的抗热震性能

8.3.6 氧化铝陶瓷

8.3.7 氧化锆陶瓷

8.3.8 氮化物陶瓷

参考文献

思考题

材料结构与性能第9章

超导材料

9.1 超导材料的基本特性

9.2 超导微观理论

9.3 超导材料的结构和性质

9.3.1 低温超导材料

9.3.2 高温超导材料

9.4 超导材料的结构性能分析方法

9.5 超导材料的应用

参考文献

思考题

材料结构与性能第10章

光学功能材料

10.1 光学功能材料的基本概念与分类

10.2 光学功能材料的结构设计

10.2.1 结构设计原理

10.2.2 结构设计方法

10.3 典型倍频晶体的结构与性能

10.3.1 铌酸锂晶体的结构与性能关系

10.3.2 磷酸二氢钾族晶体的结构与性能关系

10.3.3 硼酸盐晶体的结构与性能关系

参考文献

思考题