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大粒徑硅溶膠是一種重要的無機膠體材料，以其獨特的物理化學性質在多個領域得到廣泛應用。 一、定義與特性 定義：硅溶膠是一種含有二氧化硅（SiO2?）的膠體溶液，通常呈現為透明或半透明的液體。大粒徑硅溶膠指的是粒徑在100納米以上的硅溶膠，其粒徑范圍可以從100納米到500納米不等。 特性： 物理性質：大粒徑硅溶膠具有較高的粘度和良好的流動性，能夠在高溫和高壓環境下保持其性能。 化學性質：硅溶膠無毒無味，耐高溫、耐酸堿，具有穩定的物理和化學性質。 光學性能：大粒徑硅溶膠具有較好的光散射能力，可以在涂料中產生優良的遮蓋效果，提升涂料的遮蓋力和白度。 機械性能：干燥后能形成堅韌的薄膜，具有一定的耐磨性和耐化學性。 二、制備方法 大粒徑硅溶膠的制備方法多種多樣，常見的包括： 溶膠-凝膠法：通過控制反應條件，如溫度、pH值和反應時間等，調節硅溶膠的粒徑和分布。是目前應用最廣泛的一種方法。 離子交換法：也稱粒子增長法，以水玻璃為原料，通過離子交換反應去除雜質，生成聚硅酸溶液，再經處理得到大粒徑硅溶膠。 水熱合成法：在高溫高壓條件下合成硅溶膠，能夠獲得較為均勻的顆粒分布。 直接酸化法：采用稀水玻璃，經離子交換樹脂去除雜質，制備活性硅酸溶膠，再加熱保溫、直接酸化，控制反應條件使晶粒長大，得到大粒徑硅溶膠。 三、應用領域 大粒徑硅溶膠因其獨特的性質，在多個領域展現出廣泛的應用前景： 涂料行業：作為填料和增稠劑，改善涂料的流動性和刷涂性能，提高涂層的附著力和耐磨性。其透明性也適用于透明和半透明涂料的生產。 建筑材料：作為粘結劑，提高水泥和砂漿的強度及耐久性，改善建筑材料的抗滲性能。在混凝土中加入適量的大粒徑硅溶膠，可以增強混凝土的抗壓強度和耐磨性。 電子行業：用于電子封裝材料和絕緣體，提高材料的熱導性和電絕緣性，減少電子元件之間的干擾，提高電子設備的性能和可靠性。 陶瓷材料：作為添加劑，改善陶瓷的成型性和燒結性能，增強陶瓷制品的強度和韌性，提高陶瓷產品的表面光潔度和色澤。 橡膠行業：作為填充劑和增強劑，提高橡膠的耐磨性和抗老化性能，改善橡膠的加工性能，降低加工難度，提高生產效率。 紙張和紡織行業：作為涂布劑和助劑，提高紙張的光滑度和印刷適應性，改善紡織品的手感和強度，提高紡織品的耐水性和耐污性。 環境保護：作為吸附劑，有效去除水中懸浮物和重金屬離子，改善水質。在土壤改良方面也展現出一定的應用前景。 化妝品行業：被廣泛應用于粉底、遮瑕膏等產品中，提供良好的滑爽感，使化妝品在涂抹時更加順滑，且不易出現結塊現象。 四、使用注意事項 在使用大粒徑硅溶膠之前，應準備好所需的工具和材料，包括攪拌器、量筒、噴槍等。 注意施工環境，高濕度環境可能導致涂層干燥不良，而低溫環境則可能延長干燥時間。 在大規模應用前，建議進行小面積的兼容性測試，確保硅溶膠與基材之間的相容性，避免因不兼容造成的涂層脫落或起泡。 使用后應及時清洗工具和設備，避免硅溶膠固化在工具上，影響下次使用。 五、總結 大粒徑硅溶膠以其獨特的物理化學性質，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環境保護及化妝品等多個領域展現出廣泛的應用前景。隨著科技的不斷進步和生產工藝的改進，大粒徑硅溶膠的應用范圍和潛力將進一步拓展，為各行業的發展提供更為強大的支持。

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左和平教授等所著《中國陶瓷產業國際競爭力研究》一書通過探索陶瓷產業國際競爭力的形成機理，發現陶瓷產業國際競爭力的培育路徑和影響因素；通過在全球視角下分析中國陶瓷產業的生產與貿易現狀，分析中國陶瓷產業的發展態勢和趨勢；通過中國陶瓷產業國際競爭力與區域競爭力的測度，明確中國陶瓷產業國際競爭力的國際地位、區域分布和發展態勢；尋找提升中國陶瓷產業國際競爭力的有效途徑和具體的戰略措施，促進中國陶瓷產業國際競爭力的提高。本書獲得第五屆江西省高等學校科技成果獎一等獎。

自蔓延高溫合成（Self-propagating High-temperature Synthesis, 縮寫SHS），也稱為燃燒合成，是利用化學反應放熱合成材料的新技術，具有省時、節能、產品純度高等特點。SHS－離心法制備陶瓷復合鋼管利用Al和Fe2O3之間的自蔓燃反應2Al＋Fe2O3?2Fe＋Al2O3＋836kJ，反應放熱使Fe和Al2O3均熔化，在離心力作用下Fe和Al2O3兩相由于比重差異產生分離，Al2O3浮在表面，凝固后在鋼管內形成陶瓷襯層。SHS－離心法制備陶瓷復合鋼管，在863計劃“八五”和“九五”的支持下，經過近十年的努力，開發了陶瓷復合鋼管的工業化技術和裝備，獲國家發明專利ZL901077443。已形成規模化生產的成熟技術，生產工藝主要由鋼管加工、粉料的準備和復合管的合成等過程組成。目前已能生產出各種規格（f20~f820mm）的陶瓷復合鋼管、彎頭、三通及四通等。成果已通過部級鑒定，產品性能達90年代國際先進水平，并榮獲國家技術發明四等獎、教育部科技進步二等獎。SHS－離心法制備陶瓷復合鋼管被列為國家高技術863計劃新材料領域的重點產業化項目,以北京科技大學為技術依托單位的“陶瓷內襯鋼管”項目，被列為國家科委九五科技成果重點推廣計劃的206個工業項目之一（編號98040102A）。 陶瓷復合鋼管具有優異的耐磨、耐蝕、耐熱、抗熱沖擊和抗機械沖擊綜合性能，陶瓷硬度Hv1300，壓潰強度300MPa，結合強度15MPa，耐蝕性（在HCl中）0.05g/m2h。陶瓷復合鋼管廣泛應用于電力、礦山、冶金、煤炭、化工、建筑等行業，可用于煤粉、灰渣、礦粉、尾礦、回填料、焦炭、水泥的輸送，以及鋁液、腐蝕介質的輸送。用作耐磨管壽命是普通鋼管的5～20倍，稀土耐磨鋼的3～5倍，鑄石管的3倍。高爐煤粉噴槍的壽命提高4倍。另外陶瓷復合鋼管重量輕，并可采用焊接、法蘭或柔性快速接頭聯接，能降低工程造價。

SHS也稱為燃燒合成（CS），是利用化學反應自身放熱來制備材料的新技術，其特點是能耗低、工藝設備簡單，產品質量好。SHS－離心法制備陶瓷內襯鋼管的原理是：利用鋁熱反應產生的高溫使反應產物金屬和陶瓷熔融，在離心力作用下陶瓷與金屬發生相分離，形成陶瓷內襯鋼管。陶瓷內襯鋼管綜合了陶瓷的硬度大、化學惰性高和鋼管高的強度和塑性好的優點，具有其它管材無法比擬的優異綜合性能，良好的耐磨、耐蝕、耐熱和高抗機械沖擊及抗熱沖擊性能。陶瓷硬度達到HV1300，耐磨性比碳鋼高十倍以上，耐蝕性（HCl）是不銹鋼的十幾倍，耐酸度96~98%，優于耐酸陶瓷，與高剛玉瓷相當，同時具有好的耐堿和鹽的腐蝕性能，并且可在900℃以下長期工作，已實現批量生產。陶瓷內襯鋼管不但優異的綜合性能，而且具有極高的性價比，可降低工程造價。

陶瓷擁有很多有用特性，如高強度、高硬度以及耐腐蝕、耐磨損等優點，缺點是無法輕易制成復雜形狀。 3D打印技術能使陶瓷擁有復雜的形狀，但陶瓷極高的熔點又限制了這一方法的使用。 目前幾項陶瓷的3D打印技術不僅效率低下，且打印出來的產品往往內部缺陷大，無法保證性能，本項目采用選擇性激光熔融技術和后續處理工藝可以大幅度提高打印材料的致密性，既能實現材料的復雜結構也保障了材料的各方面的性能。

北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種多孔結構的碳化鈦-鈦金屬陶瓷梯度材料，其應用前景極其廣闊。 這種金屬陶瓷是燃燒合成的多孔碳化鈦-鈦梯度材料，其多孔結構的孔隙率可達50％多。孔隙率和孔隙大小，分布還可以根據需要在一定范圍內設計。由于在高溫燒結過程其表面可形成氧化鈦膜，使其耐高溫的性能好，因此可作為耐高溫材料。 碳化鈦是一種導電材料，在通電發熱時，即使溫度升高到1000攝氏度以上，材料特性也不會發生任何變化。因此，此多層多孔碳化鈦材料可以作為高溫發熱源，分解在焚化爐都難以分解的二氧吲哚。 由于這種多層多孔的碳化鈦-鈦材料空隙率可達50％多，其比重可比最輕的金屬鎂還要輕。因為這種多層多孔的碳化鈦-鈦是梯度材料，強度和剛度可以在一定范圍內設計。而且碳化鈦-鈦材料與人體的相容性好，因此很適合用做人造骨骼。人的骨骼是多孔結構的，血管和神經通過骨骼的孔隙提供養分和控制骨骼的活動，因此，這種多孔的碳化鈦-鈦梯度材料是人造骨骼的極好材料。 由于這種碳化鈦新材料的表面有一層氧化鈦膜，它具有光催化的機能，同時多孔的碳化鈦用來制作過濾器具有很強的吸附能力，可以有效地吸附浮游生物，它可以用來制造更好的水凈化裝置。 泡沫碳化鈦做催化劑，用電催化方法可凈化焦碳化學工業的含酚廢水。酚對水域的污染僅次于石油產品和重金屬，居第三位。 本項目產品的基本工藝為燃燒合成工藝。不用高溫燒結爐。可制作復雜形狀和較大尺寸的制品。