Sol-Gel Science and Technology

Sol-Gel Science and Technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Sakka, Sumio 编
出品人:
页数:1700
译者:
出版时间:2002-11-01
价格:USD 599.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781402072918
丛书系列:
图书标签:
  • Sol-Gel
  • 材料科学
  • 纳米材料
  • 陶瓷
  • 薄膜
  • 化学
  • 材料合成
  • 表面处理
  • 催化
  • 涂层
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具体描述

"Sol-Gel Science and Technology" covers optical, electronic and magnetic, chemical, mechanical, biomedical and biotechnological materials. Concerning the microstructures, the sol-gel method applies to porous materials, dense materials like glasses and ceramics, organic-inorganic hybrids and nanocomposites. The four volumes of this reference treat four areas that are timely, important and seeing great research activity: Sol-gel prepared ferroelectrics and related materials; Sol-gel processing of titanium oxides: photocatalyst and other applications; Sol-gel prepared organic-inorganic hybrids and nanocomposites; and, Sol-gel processing of porous materials: application to catalysts, enzymes, chemical analysis, sensors, and membranes. The goal of these four volumes is to disseminate the recent research results published in recent issues of "Journal of Sol-Gel Science and Technology", which is a unique journal devoted to Sol-Gel.

《晶体生长理论与技术》 本书深入探讨了晶体生长的基本原理、关键技术以及在不同领域的应用。从微观的原子排列到宏观的晶体形态,本书系统梳理了晶体形成过程中涉及的物理、化学和工程学原理。 内容概述: 第一部分:晶体生长基础理论 晶体结构与对称性: 回顾晶体学基本概念,包括晶格、晶面、晶向、对称元素等。 详述十四种空间群的分类与特征,以及它们对晶体宏观性质的影响。 探讨晶体生长中界面张力的概念及其在控制晶体形态中的作用。 成核理论: 详细介绍均匀成核和非均匀成核的机理,包括能量势垒、临界半径等关键参数。 分析过饱和度、形核密度与晶体尺寸的关系。 讨论不同成核机制在不同生长介质(如溶液、熔体、气相)中的表现。 晶体生长动力学: 深入研究晶体生长速率的决定因素,包括扩散、表面迁移、吸附和脱附过程。 阐述昌氏增长、螺旋位错增长等不同生长模式的微观机理。 分析温度梯度、浓度梯度、压力等外部条件对生长速率的影响。 晶体缺陷与纯度: 系统介绍晶体中常见的点缺陷(空位、间隙原子、置换原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界、层错)。 探讨缺陷的产生机制,如生长过快、杂质掺杂、热处理等。 分析缺陷对晶体光学、电学、力学等性质的影响,并介绍提高晶体纯度和减少缺陷的策略。 第二部分:主要晶体生长技术 溶液生长法: 冷却法: 详解如何通过控制溶液温度来获得超饱和度,进而实现晶体生长。介绍不同类型的结晶器设计和温度控制系统。 蒸发法: 阐述如何通过控制溶剂蒸发速率来促进晶体析出。讨论不同蒸发方式(如自然蒸发、减压蒸发)的优缺点。 阻抑结晶法: 介绍如何利用抑晶剂或改变溶液性质来控制晶体生长,例如缓慢加入非溶剂。 水热/溶剂热法: 深入解析在高温高压水或有机溶剂环境中进行晶体生长的原理。介绍不同类型的高压釜设计、温度和压力控制技术。重点关注其在合成氧化物、硫化物、碳化物等材料中的应用。 熔体生长法: 提拉法(Czochralski Method): 详细介绍将晶种浸入熔体并缓慢提拉,同时旋转以获得高质量单晶的过程。重点讨论坩埚材料选择、加热方式、籽晶取向、拉速与旋转速率的优化。 区熔法(Zone Melting): 阐述如何通过移动一个加热区域,熔化并重新结晶材料,从而实现材料提纯和长尺寸单晶的制备。分析移动热源、移动速率以及提纯效率之间的关系。 布里奇曼法(Bridgman Method): 介绍如何将材料置于坩埚中,并通过控制坩埚在温度梯度中移动来实现定向凝固和单晶生长。讨论坩埚形状、温度梯度设计对晶体质量的影响。 坩埚下降法(Floating Zone Method): 重点介绍如何在无坩埚条件下,通过表面张力将熔融区悬浮起来进行生长,避免了坩埚的污染,特别适用于高熔点材料。 气相生长法: 化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD): 详细介绍通过化学反应在基底上沉积出晶体薄膜或块状晶体的过程。分析前驱体选择、反应温度、压力、气体流量等参数对薄膜质量的影响。 分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE): 阐述在超高真空环境下,利用精确控制的分子束沉积原子层来构建原子级精确的晶体结构。重点介绍其在半导体异质结、量子阱等结构生长中的核心作用。 物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD): 包括蒸发和溅射等技术,介绍如何通过物理方法将材料汽化并在基底上冷凝形成晶体。 第三部分:晶体生长中的关键控制与优化 温度控制: 介绍各种加热与冷却设备,如电阻炉、感应炉、激光加热器、 Peltier 冷却器等。 讨论 PID 控制、程序控制等温度控制策略,以及如何实现精确的温度梯度控制。 压力与气氛控制: 介绍真空系统、惰性气体保护、反应气体控制等技术。 讨论气氛对晶体生长过程和最终性质的影响。 基底选择与制备: 分析基底与外延层之间的晶格匹配、热膨胀系数匹配对高质量外延生长的影响。 介绍基底清洗、抛光、表面处理等关键制备技术。 晶体质量表征: 介绍 X 射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等用于分析晶体结构、取向、晶界、位错等缺陷的表征技术。 介绍光学显微镜、原子力显微镜(AFM)等用于观察晶体表面形貌和生长迹的技术。 第四部分:晶体生长在不同领域的应用 半导体工业: 硅单晶、砷化镓单晶的生长及其在集成电路、光电器件中的应用。 光学与激光技术: 蓝宝石、Nd:YAG、KDP 等激光晶体、非线性光学晶体的生长及其在激光器、光学器件中的应用。 信息存储与显示: 液晶、铁电晶体、磁性晶体的生长及其在存储器、显示器中的应用。 能源领域: 太阳能电池用硅单晶、钙钛矿晶体、燃料电池用氧化物晶体的生长。 材料科学研究: 各种功能晶体材料(如压电晶体、热释电晶体、稀土掺杂晶体)的合成与性质研究。 本书旨在为从事材料科学、物理学、化学、工程学等领域的研究人员、学生和技术人员提供一个全面而深入的晶体生长知识体系。通过掌握这些理论和技术,读者将能够更好地理解和控制晶体生长过程,从而设计和制备出满足特定应用需求的先进晶体材料。

作者简介

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读后感

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用户评价

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不得不说,这本书的深度和广度都令人印象深刻。它不仅仅是关于“溶胶-凝胶”技术本身,更是在这个技术的基础上,延伸出了与之相关的各种理论和应用。作者对于材料的相变、动力学过程的分析,以及如何通过这些过程来调控最终材料的宏观性能,都进行了非常系统和深入的探讨。我印象最深刻的是关于“孔隙结构控制”的部分,作者详细讲解了如何通过改变溶胶-凝胶的反应条件,来获得不同尺寸、不同分布的孔隙,以及这些孔隙对于材料吸附、催化等性能的影响。这种对微观结构与宏观性能之间关系的深入解析,让我对材料的设计和制备有了更宏观的理解。虽然有些章节的数学推导让我颇费思量,但正是这种挑战,才更显出这本书的价值所在。

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这是一本让我深感着迷的书,尽管它涉及的“溶胶-凝胶”技术听起来相当专业,但作者的叙述方式却能将如此复杂的概念变得生动有趣。在阅读过程中,我时常会惊叹于材料科学的奇妙之处,尤其是那些肉眼几乎看不见的纳米尺度上的变化,竟然能够孕育出如此多样化的功能材料。书中的图解和案例分析非常到位,它们不仅清晰地展示了溶胶-凝胶过程的各个阶段,还深入浅出地阐述了不同前驱体、溶剂和反应条件如何影响最终产物的结构和性能。我特别喜欢作者在描述某些应用案例时所展现出的那种对科学探索的热情,仿佛能感受到科学家们在实验室里一丝不苟地进行实验,并最终取得突破的激动人心。这本书让我对“材料”这个词有了全新的认识,它不再仅仅是构成我们生活用品的原料,而是一种可以通过精密控制的“魔术”,能够实现各种令人惊叹的功能。即使我不是这个领域的专业人士,也能从中获得极大的启发和知识的拓展。

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这本书为我打开了一个全新的视角,去理解我们日常生活中那些看似普通但却充满科技含量的物品。例如,作者在书中对光学材料、催化剂以及生物医用材料的介绍,让我不禁联想到那些先进的显示屏、高效的汽车尾气净化装置,甚至是救死扶伤的医疗器spedes。通过溶胶-凝胶技术,这些曾经遥不可及的梦想,如今正一步步成为现实。我尤其被书中关于“纳米结构控制”的部分所打动,那些通过精确调控原子和分子排列来实现的特殊性能,简直就像是一种“微观的艺术”。读完后,我不仅对“溶胶-凝胶”技术本身有了更深的认识,更对材料科学在推动人类社会发展中所扮演的关键角色,有了更加深刻的体会。这本书让我感到,科学研究的力量是如此强大,它能够从最基础的层面,不断地改变我们的生活,创造更美好的未来。

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初次翻阅这本书,我便被其严谨的学术风格所吸引。内容详实,逻辑严谨,对于“溶胶-凝胶”这一特定技术领域,可谓是面面俱到。书中对理论模型的推导过程,虽然略显晦涩,但一旦深入理解,便能领略到其中蕴含的深刻物理化学原理。作者在阐述过程中,采用了大量的文献引用和数据支撑,这使得这本书更像是一本权威的参考手册,而非轻松的读物。对于那些需要深入研究溶胶-凝胶合成方法,或者希望了解其在不同领域的具体应用的读者来说,这本书无疑是一座宝库。我尤其欣赏作者在介绍实验操作细节时所表现出的细致,对于每一个可能影响结果的参数都进行了详尽的说明,这对于实际操作者来说,无疑是弥足珍贵的指导。它让我明白,看似简单的材料制备过程,背后其实蕴含着复杂的科学逻辑和精细的操作技巧。

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这本书就像是一场穿越材料科学奇妙世界的旅程,而“溶胶-凝胶”技术则是这场旅程的指引者。作者用一种非常引人入胜的方式,带领我们探索了从液态的溶胶到固态的凝胶,再到最终多样化材料的转化过程。我被书中描绘的各种“功能性材料”深深吸引,它们不仅仅是简单的物质堆砌,而是通过精密的化学反应和结构设计,拥有了令人惊叹的特殊能力。比如,那些在极端环境下依然能够稳定工作的陶瓷材料,或是能够高效吸收特定波长光线的薄膜,都让我感叹不已。这本书让我认识到,材料科学并非是枯燥乏味的学科,而是充满着创造力和无限可能性的领域。它激发了我对未知世界的好奇心,让我渴望去了解更多关于材料的奥秘,以及它们如何影响着我们周围的一切。

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