泡沫鎳作為一種新型的工程金屬材料，由于具有特殊的、相對一致的三維結構、高比表面積、高孔隙率、優良的導電性能、良好的化學/電化學穩定性和催化活性，兼備輕質、阻燃、透氣、吸納聲波和電磁波、易于回收再利用等多種優良性能，已被廣泛用作鎳系二次電池和超級電容器的電極集流體材料，并且在燃料電池/金屬空氣電池/鋰離子電池等新型化學電源、電化學水處理、電化學合成、電化學傳感器等電化學工程領域、化工催化/分離過濾/熱交換等化工領域，以及電磁屏蔽、消聲減振等功能材料領域展示了良好的應用前景。本書主要介紹泡沫鎳的技術發展歷程、泡沫鎳的制造工藝及其關鍵技術和質量控制、性能表征和檢測方法、泡沫鎳的綠色制造/安全生產和產業升級、泡沫鎳的潛在用途以及相關應用領域的**研究結果和進展。 本書提供的專業技術例證豐富，內容翔實，可作為從事泡沫鎳及其他泡沫金屬、工程材料的制造/研究和應用領域的科研人員、工程技術人員、企業管理人員的參考書，也可推薦作為高等院校的新能源、材料、化學工程、化學電源和電化學應用技術等相關專業教師、研究生、本科生選讀的參考書。
鐘發平博士，高級研究員，湖南科力遠新能源股份有限公司董事長兼先進儲能材料國家工程研究中心主任，2015年入選科學技術部\"創新人才推進計劃科技創新創業人才”，2016年，入選由中華人民共和國組織部評選的第二批國家\"萬人計劃”科技創新領軍人才。主要研究方向：新型儲能電池及其材料
目 錄
第一篇 鎳、多孔金屬、泡沫鎳概論
第一章 鎳\t3
1．1 鎳的自然屬性\t3
1．1．1 鎳的物理、化學性質\t3
1．1．2 鎳的主要化合物及其性質\t4
1．1．3 鎳在生物體中的作用和危害\t5
1．2 鎳的冶煉\t7
1．2．1 鎳礦的類型\t7
1．2．2 鎳礦資源的分布\t8
1．2．3 鎳的冶煉工藝\t10
1．3 鎳在國民經濟中的應用\t13
1．3．1 鎳在不銹鋼中的應用\t14
1．3．2 鎳在鎳基合金中的應用\t14
1．3．3 鎳在表面工程技術中的應用\t17
1．3．4 鎳在鎳系列電池中的應用\t19
1．3．5 鎳在工業催化中的應用\t22
1．4 鎳資源的回收利用\t23
1．4．1 鎳資源回收的現狀和問題\t23
1．4．2 鎳資源回收利用技術\t24
第二章 多孔材料與多孔金屬\t26
2．1 多孔材料\t26
2．1．1 多孔材料的結構特征\t27
2．1．2 多孔材料的分類\t27
2．1．3 蜂窩材料\t30
2．1．4 多孔材料的應用\t31
2．2 多孔金屬（泡沫金屬）\t33
2．2．1 泡沫金屬的發展\t33
2．2．2 泡沫金屬的制造方法\t34
2．2．3 泡沫金屬的特性\t37
2．2．4 泡沫金屬的應用\t39
2．3 泡沫鎳\t39
2．3．1 泡沫鎳的孔結構特征\t40
2．3．2 泡沫鎳的產品質量與制造方法\t41
2．3．3 與泡沫鎳技術有關的若干名詞術語的定義及用法說明\t42
第三章 泡沫鎳制造技術在中國的開發歷程、技術進步及全球的產業現狀\t45
3．1 泡沫鎳制造技術在中國的開發歷程\t45
3．1．1 技術背景\t45
3．1．2 塊狀泡沫鎳的開發\t48
3．1．3 連續帶狀泡沫鎳的開發\t52
3．2 連續帶狀泡沫鎳制造技術的創新與進步\t54
3．2．1 真空磁控濺射的技術創新\t55
3．2．2 電鑄技術創新\t65
3．2．3 電鑄鎳廢水處理的技術創新――膜分離技術\t77
3．3 泡沫鎳產業的現狀及未來展望\t80
第二篇 泡沫鎳的制造技術及質量管理
第四章 聚氨酯海綿導電化處理：磁控濺射法\t87
4．1 真空理論及真空技術\t87
4．1．1 真空的基本概念[1，2，3]\t87
4．1．2 真空物理學基礎[5]\t88
4．1．3 真空狀態的表征[6]\t90
4．1．4 真空狀態的獲得\t91
4．1．5 真空檢漏[11]\t94
4．2 聚氨酯海綿真空磁控濺射鍍鎳工藝\t95
4．2．1 真空磁控濺射鍍膜的基本原理\t95
4．2．2 聚氨酯海綿真空磁控濺射鍍鎳工藝流程\t96
4．2．3 磁控濺射工藝中鎳靶的設計\t97
4．3 聚氨酯海綿真空磁控濺射鍍鎳設備\t98
4．3．1 概述\t98
4．3．2 聚氨酯海綿真空磁控濺射鍍鎳設備的設計要點\t100
4．3．3 聚氨酯海綿真空磁控濺射真空鍍鎳主機\t102
4．3．4 聚氨酯海綿真空磁控濺射鍍鎳輔助設施\t119
4．4 磁控濺射半成品質量特性及控制\t122
4．4．1 磁控濺射的半成品質量參數\t122
4．4．2 質量檢測與監控方法\t123
4．4．3 影響半成品質量的若干因素\t124
第五章 聚氨酯海綿導電化處理：化學鍍鎳法及涂導電膠法\t125
5．1 化學鍍鎳法\t125
5．1．1 化學鍍鎳法簡介\t125
5．1．2 聚氨酯海綿化學鍍鎳生產工藝\t126
5．1．3 聚氨酯海綿化學鍍鎳生產設備及車間設計\t136
5．1．4 化學鍍鎳海綿模芯質量指標及檢測方法\t139
5．1．5 泡沫鎳制造與化學鍍鎳工藝的述評\t141
5．2 涂炭膠法\t142
5．2．1 涂炭膠法簡介\t142
5．2．2 涂炭膠法工藝流程\t142
5．3 其他方法\t144
5．4 不同導電化方法的對比\t144
第六章 泡沫鎳制造中的電鑄工藝\t147
6．1 金屬的電沉積\t148
6．1．1 金屬電沉積理論\t148
6．1．2 金屬電沉積技術\t151
6．2 電鍍鎳與電鑄鎳\t154
6．2．1 電鍍鎳的不同電解液體系\t154
6．2．2 不同性狀的電鍍鎳層\t155
6．2．3 電鑄鎳工藝技術\t156
6．3 泡沫鎳制造中的電鑄鎳原理及工藝\t158
6．3．1 電鑄工序的電極過程動力學\t158
6．3．2 泡沫鎳制造中的連續電鑄工藝\t161
6．4 泡沫鎳生產用的電鑄設備\t167
6．4．1 部分泡沫鎳生產企業的主要電鑄設備\t167
6．4．2 泡沫鎳電鑄設備系統\t173
6．4．3 泡沫鎳電鑄設備：輔助控制系統\t180
6．5 泡沫鎳半成品的質量管理\t187
6．5．1 泡沫鎳半成品的質量缺陷\t187
6．5．2 泡沫鎳半成品質量缺陷分析與控制\t187
第七章 泡沫鎳制造的熱處理技術\t192
7．1 烘干、模芯去除及泡沫鎳除氫\t192
7．1．1 電鑄泡沫鎳半成品的烘干處理\t192
7．1．2 電鑄泡沫鎳半成品中的模芯去除\t195
7．1．3 電鑄泡沫鎳的除氫處理\t201
7．2 泡沫鎳制造的熱處理工藝：高溫還原\t202
7．2．1 鎳的氧化與還原\t202
7．2．2 氫氣作為高溫還原劑的優勢\t202
7．3 退火處理\t204
7．3．1 電鑄泡沫鎳半成品的內應力和晶體缺陷\t204
7．3．2 退火過程中的晶粒變化\t207
7．3．3 退火處理過程中冷卻工藝的控制\t214
7．3．4 退火處理后泡沫鎳的組織與性能\t218
7．4 泡沫鎳制造的熱處理設備\t220
7．4．1 泡沫鎳熱處理設備的總體結構\t220
7．4．2 放卷機\t220
7．4．3 焚燒爐\t222
7．4．4 還原爐\t224
7．4．5 冷卻段\t225
7．4．6 收卷機\t226
7．5 熱處理泡沫鎳半成品的質量控制\t227
第八章 泡沫鎳的剪切、包裝及儲運\t230
8．1 剪切和包裝工藝流程\t230
8．2 剪切設備\t231
8．2．1 臥式分切機\t231
8．2．2 泡沫鎳立式分切機\t238
8．2．3 新型分切機\t240
8．3 剪切、包裝工序的質量管理\t242
8．4 泡沫鎳成品的包裝及儲運管理\t244
8．4．1 泡沫鎳成品的包裝一般程序技術要求及注意事項\t244
8．4．2 泡沫鎳產品儲存要求\t245
8．4．3 泡沫鎳運輸過程的注意事項\t246
第九章 泡沫鎳的無銅化生產\t247
9．1 銅對鎳氫動力電池的危害\t247
9．2 潔凈廠房的設計、施工與運行管理\t251
9．2．1 潔凈廠房技術簡介\t251
9．2．2 潔凈廠房防銅的基本原則\t252
9．2．3 潔凈廠房的設計\t253
9．2．4 潔凈防銅廠房的空氣凈化系統\t256
9．2．5 潔凈防銅廠房的運行管理\t259
9．3 潔凈廠房內生產設備的防銅設計與管控\t267
9．3．1 泡沫鎳生產設備中的銅質零部件\t267
第十章 泡沫鎳產品的質量管理\t272
10．1 泡沫鎳的主要質量指標及其檢測方法\t273
10．1．1 外觀尺寸及接頭數\t273
10．1．2 電阻率\t277
10．1．3 力學性能\t278
10．1．4 孔數與孔徑\t282
10．1．5 孔隙率\t285
10．1．6 面密度\t286
10．1．7 泡沫鎳的特性質量指標――沉積厚度比（DTR）\t291
10．1．8 泡沫鎳的雜質含量和化學成分檢測\t294
10．2 電子顯微鏡和能譜儀在泡沫鎳質量控制中的應用\t295
10．2．1 掃描電子顯微鏡的工作原理及應用\t295
10．2．2 掃描電子顯微鏡應用實例\t297
10．3 泡沫鎳產品的質量監測\t301
10．3．1 泡沫鎳生產工藝流程\t301
10．3．2 泡沫鎳生產過程在線質量監測\t302
10．3．3 泡沫鎳生產過程的人工質量監測\t303
10．4 泡沫鎳生產質量管理體系[14]\t309
10．4．1 ISO 9000族質量管理體系概述\t309
10．4．2 ISO 9000族標準與企業的核心競爭力\t310
10．4．3 ISO 9000族標準在泡沫鎳質量管理中的實際應用\t313
10．4．4 推行ISO 9000族質量管理體系（標準）的經驗\t320
第十一章 制造泡沫鎳的關鍵原材料\t324
11．1 聚氨酯海綿\t324
11．1．1 概述\t324
11．1．2 聚氨酯海綿的合成\t325
11．1．3 聚氨酯海綿的切片工藝與主要供應商\t326
11．1．4 聚氨酯海綿的儲存與運輸\t329
11．1．5 聚氨酯海綿的廢棄處置辦法\t330
11．2 金屬鎳\t332
11．2．1 鎳靶基材\t332
11．2．2 鎳陽極\t332
11．3 液態氨\t335
11．3．1 概述\t335
11．3．2 氨分解制氫\t336
11．3．3 液態氨安全管理說明\t337
11．4 鎳鹽\t337
11．4．1 概述\t337
11．4．2 主要鎳鹽簡介\t338
11．4．3 鎳鹽的存儲與安全管理\t339
第十二章 泡沫鎳生產安全技術與管理\t340
12．1 泡沫鎳生產中的危險源\t340
12．1．1 危險化學品的特性\t340
12．1．2 泡沫鎳生產過程危險化學品所在工序及其狀況\t342
12．1．3 泡沫鎳生產中需重點監管的危險化學品――氨和氫氣\t342
12．2 針對氨、氫氣危險源安全設計及防范要點\t346
12．2．1 工廠選址安全設計要點\t346
12．2．2 工廠平面布置安全設計要點\t346
12．2．3 廠房、建（構）筑物安全設計要點\t349
12．3 泡沫鎳生產的安全管理\t350
12．3．1 工藝、設備操作指導書與安全作業證\t350
12．3．2 危險品管理及物料儲存\t352
12．3．3 安全防護設施及配置的管理\t353
12．3．4 防火、防爆、防毒和防塵管理\t355
12．3．5 事故管理\t357
12．3．6 檢修安全管理[20]\t357
12．3．7 電氣設備安全管理\t359
12．3．8 特種設備的使用管理[13]\t360
第十三章 泡沫鎳的綠色制造與智能生產\t363
13．1 概述\t363
13．1．1 三次浪潮和四次工業革命\t363
13．1．2 關于綠色制造[4]\t365
13．1．3 關于智能制造\t366
13．2 泡沫鎳綠色制造理念與創新實例\t367
13．2．1 實現工業三廢零排放目標\t367
13．2．2 鎳消耗的降低\t372
13．2．3 生產水耗的降低\t375
13．2．4 生產能耗降低及新能源和能源新結構展望\t378
13．2．5 降低生產成本的其他實例\t381
13．3 泡沫鎳智能生產理念與創新實例\t382
13．3．1 SCADA系統在泡沫鎳生產管理中的開發應用\t382
13．3．2 工程品質管理子系統的開發\t384
13．3．3 電鑄電解液在線監測及酸自動補加系統的開發\t385
13．3．4 多級電鑄電流密度優化分配工藝技術的開發\t386
13．3．5 熱處理工藝技術的優化\t387
13．3．6 陽極鈦籃鎳在線振動夯實裝置的開發\t388
第三篇 泡沫鎳的性能和應用
第十四章 泡沫鎳的性能\t391
14．1 泡沫鎳的材料力學性能\t392
14．1．1 泡沫鎳與材料力學概述\t392
14．1．1 泡沫鎳的拉伸性能\t394
14．1．2 泡沫鎳的壓縮性能\t400
14．1．3 泡沫鎳的能量吸收和抗沖擊性能\t407
14．1．4 泡沫鎳的疲勞性能\t413
14．2 泡沫鎳的聲學性能\t415
14．2．1 泡沫金屬的聲學性能簡介\t415
14．2．2 泡沫鎳的聲學性能研究\t419
14．3 泡沫鎳的熱學性能\t420
14．3．1 泡沫金屬的熱學性能簡介\t420
14．3．2 泡沫金屬在熱傳導工程中的實際應用\t424
14．3．3 泡沫鎳的熱學性能研究\t425
14．4 泡沫鎳的電磁學性能\t426
14．4．1 泡沫鎳的電阻率測量\t426
14．4．2 泡沫鎳電導率的影響因素研究\t428
14．4．3 泡沫鎳和泡沫金屬的電磁屏蔽性能\t431
14．5 泡沫鎳的各向異性\t433
14．5．1 泡沫鎳各向異性形成的機理\t434
14．5．2 泡沫鎳各向異性的特征\t435
第十五章 泡沫鎳的應用\t440
15．1 在化學電源領域的應用\t442
15．1．1 在鎳系列電池中的應用及展望\t442
15．1．2 在超級電容器中的應用\t445
15．1．3 在燃料電池中的應用\t447
15．1．4 在鋰電池中的應用\t452
15．1．5 在其他化學電源中的應用\t458
15．2 在電化學工程領域的應用\t460
15．2．1 在電化學水處理技術中的應用\t460
15．2．3 在有機電化學領域中的應用\t464
15．2．4 在電化學傳感器中的應用\t465
15．3 在化學工程領域的應用\t466
15．3．1 在化工催化反應中的應用\t466
15．3．2 在分離過濾中的應用\t470
15．3．3 在熱工領域中的應用\t471
15．3．4 在其他化工領域中的應用\t472
15．4 在功能材料領域的應用\t474
15．4．1 在電磁屏蔽方面的應用\t474
15．4．2 在消聲降噪方面的應用\t475
15．4．3 在吸能減振方面的應用\t475
參考文獻\t476
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