Electrodeposition from Ionic Liquids pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Frank Endres

出品人:

页数:410

译者:

出版时间:2008-4

价格:1621.00 元

装帧:

isbn号码:9783527315659

丛书系列:

图书标签:

• 离子液体
• Electrodeposition
• Ionic Liquids
• Electrochemistry
• Materials Science
• Surface Science
• Corrosion
• Nanomaterials
• Green Chemistry
• Electrocatalysis
• Thin Films

《金属表面处理新纪元：离子液体电沉积技术》 本书深入探讨了一项在金属表面处理领域具有革命性潜力的前沿技术——离子液体电沉积。与传统的有机溶剂电镀工艺相比，离子液体电沉积展现出诸多显著优势，不仅在环境友好性方面迈出了重要一步，更在沉积层的质量、均匀性、形貌以及功能特性上带来了前所未有的突破。 第一章：离子液体的奥秘与电沉积的基石 本章将带领读者走进离子液体的奇妙世界。我们将从离子液体的基本概念入手，阐释其独特的物理化学性质，包括极低的蒸气压、优异的热稳定性、宽广的电化学窗口以及可调控的溶剂化能力。这些特性使得离子液体成为理想的电解质载体，能够溶解种类繁多的金属盐，并为金属离子在电极表面的还原过程提供稳定且可控的环境。 接着，我们将回顾经典电沉积的理论基础，包括电化学动力学、传质过程、成核与生长机制等。在此基础上，本章将重点介绍离子液体在这些传统理论框架下的独特表现。例如，离子液体的粘度、导电率以及阳离子和阴离子的结构对电沉积过程的传质速率和电化学反应动力学有何影响。理解这些基本原理，是掌握离子液体电沉积技术精髓的关键。 第二章：离子液体电沉积的工艺设计与优化 本章将聚焦于离子液体电沉积的实际操作层面。我们将详细介绍如何根据不同的沉积目标（如金属种类、合金成分、基底材料）来选择合适的离子液体体系，包括合成、纯化以及配制方法。读者将了解到不同阴阳离子组合对离子液体性能的影响，以及如何通过精确的配方设计来优化电解液的稳定性和电化学行为。 随后，我们将深入探讨电沉积过程中的关键工艺参数，如电流密度、电压、温度、搅拌速率以及电极间距。这些参数的精确控制对于获得高质量的沉积层至关重要。本章将通过大量的实验数据和案例分析，展示不同参数组合对沉积层厚度、均匀性、致密性、光泽度以及表面形貌的影响，并提供一套系统的工艺优化策略，帮助研究人员和工程师找到最佳的沉积条件。 此外，本章还将介绍多种先进的电沉积技术在离子液体体系中的应用，例如脉冲电沉积、交流电沉积以及组合式电沉积方法。这些技术能够进一步调控沉积过程，实现更精细的形貌控制和性能提升。 第三章：高性能金属与合金的离子液体电沉积 本章将聚焦于离子液体电沉积在制备高性能金属和合金方面的应用。我们将详细介绍如何利用离子液体体系实现传统方法难以获得的金属或合金的电沉积，例如活泼金属（如铝、镁、钛）以及高熔点金属（如钨、钼）。 重点内容将涵盖： 单金属电沉积： 介绍纯金属（如铜、镍、金、银、铂、钯）在离子液体中的电沉积特性，以及如何通过优化工艺参数获得高纯度、低孔隙率、高硬度或高导电率的金属镀层。 二元及多元合金电沉积： 深入探讨离子液体在制备高性能合金方面的优势。我们将介绍合金元素的共沉积机理，以及如何通过调控合金组分、浓度比例以及电沉积参数来实现目标合金的精确制备。例如，我们将探讨镁合金、铝合金、铜镍合金、钨钴合金等在离子液体中的电沉积，并分析其潜在应用。 纳米结构金属与合金的制备： 离子液体的独特溶剂化能力和可控的电化学环境，为制备纳米结构的金属和合金提供了绝佳平台。本章将介绍如何通过控制成核密度、生长速率以及沉积形貌，获得纳米线、纳米颗粒、多孔结构等具有特殊光学、电学或催化性能的纳米材料。 第四章：功能化表面与先进材料的离子液体电沉积 本章将拓展离子液体电沉积的应用范围，重点关注其在功能化表面和先进材料制备中的作用。 耐腐蚀与耐磨损镀层： 介绍如何利用离子液体电沉积制备高致密性、低缺陷的金属或合金镀层，以显著提升基底材料的耐腐蚀性和耐磨损性能。我们将讨论不同合金体系（如镍基合金、钨基合金）在严苛环境下的性能表现。 催化材料的制备： 离子液体能够稳定分散金属纳米颗粒，并为电催化反应提供优良的介质。本章将介绍如何利用离子液体电沉积制备高效的金属纳米颗粒催化剂，用于氢气析出反应（HER）、氧还原反应（ORR）、CO2还原等领域，并分析其催化机理。 电子与光学材料的沉积： 离子液体可用于沉积导电聚合物、半导体材料以及具有特殊光学性质的金属薄膜。本章将探讨其在制备透明导电氧化物（TCOs）、太阳能电池、LEDs等领域的潜在应用。 生物医学材料的表面改性： 介绍利用离子液体电沉积技术在生物材料表面制备具有生物相容性、抗菌性或促进骨结合的金属涂层，为开发新型医疗器械和植入物提供可能。 第五章：离子液体电沉积的挑战与未来展望 本章将对离子液体电沉积技术面临的挑战进行梳理，并对未来的发展方向进行展望。 挑战分析： 包括离子液体的成本、回收与再生、大规模生产的挑战、电解液的纯化以及对特定金属离子溶解度的限制等。 绿色化与可持续性： 讨论如何进一步提高离子液体电沉积工艺的绿色化水平，例如开发生物可降解或低毒性的离子液体，以及优化工艺以减少能源消耗和废弃物产生。 理论模型与计算模拟： 强调发展更精确的理论模型和计算模拟工具，以更深入地理解离子液体电沉积过程中的微观机制，并指导工艺的优化设计。 新兴应用领域： 展望离子液体电沉积在能源存储（如电池电极材料）、航空航天、微电子制造等新兴领域的潜在应用。 结论 《金属表面处理新纪元：离子液体电沉积技术》旨在为从事材料科学、电化学、表面工程、化学工程以及相关领域的科研人员、工程师和学生提供一本全面、深入且实用的参考书籍。本书不仅系统地介绍了离子液体电沉积的基本原理、工艺技术和应用，更着眼于该技术的未来发展趋势，期望能激发更多的创新研究，推动金属表面处理技术迈向一个更绿色、更高效、更智能的新纪元。

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**评价五：系统性的知识构建，为未来研究指明方向的灯塔** 读完此书后，我感觉自己对这个研究领域的整体图景有了前所未有的清晰认知。作者不仅梳理了已有的成熟技术和理论，更重要的是，他为我们勾勒出了未来十年可能的研究热点和亟待解决的关键科学问题。特别是在总结部分，作者对现有方法论的局限性进行了深刻的剖析，并大胆预测了AI辅助材料设计和原位表征技术将如何颠覆传统的研究范式。这本书不仅仅是一份知识的汇编，更像是一个高屋建瓴的战略规划蓝图。它激发了我对一些尚未被充分探索的领域产生浓厚的兴趣，例如极端条件下的电化学行为，以及与生物材料的兼容性问题。对于那些正在规划博士论文课题或设立新研究方向的学者而言，这本书提供的洞察力是无价的——它能帮助我们把精力投入到真正具有高回报潜力的方向上，避免在已经被充分研究的领域重复劳动。它无疑是一座灯塔，照亮了通往未知前沿的道路。

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**评价四：跨学科融合的典范，洞察力超越了单一学科的界限** 这本书最令人印象深刻的一点，在于它展现出的令人惊叹的跨学科整合能力。作者成功地将材料科学、表面化学、计算物理以及先进的分析技术熔于一炉。在讨论某一特定金属沉积形貌控制时，书中引入了流体力学中关于边界层混合的模型，这种融合极大地丰富了我们对沉积过程的理解。它没有将电化学视为孤立的学科，而是将其置于更广阔的物理化学背景之下进行审视。例如，在讨论界面能垒时，引入了量子力学中关于电子态密度的概念，使得整个理论框架更加坚固和自洽。这种博采众长的叙事方式，使得读者能够跳出传统的学科壁垒进行思考。对于那些致力于开发集成化、多功能化新材料的研究人员来说，这本书提供了一个极佳的范例，展示了如何通过整合不同领域的知识来实现技术突破。它鼓励读者以更宏大、更全面的视角去审视和解决工程难题。

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**评价二：阅读体验如同一场精妙的思维漫步，语言风格独树一帜** 我很少能在一本技术专著中体验到如此流畅且引人入胜的阅读感受。这本书的叙事风格非常独特，它不像传统教材那样刻板说教，反而更像是一位经验丰富的导师在与你进行一场高水平的学术对话。作者擅长使用生动的类比来解释那些原本晦涩难懂的电化学过程，比如描述离子在界面的迁移时，那种“如同在拥挤的城市中寻找最佳路径”的比喻，瞬间就让抽象的概念变得具象化了。章节间的过渡自然得令人惊叹，仿佛每翻一页，思维的边界就在不经意间被拓宽。它在平衡学术严谨性和可读性方面做得极其出色。虽然内容涉及复杂的物理化学模型和计算模拟结果，但作者总能找到一种方式，让读者保持高度的兴趣和专注力。对于那些渴望提升自己对电化学前沿理解，又害怕陷入纯粹数学推导的工程师和研究生来说，这本书简直是久旱逢甘霖。它不仅传授知识，更是在培养一种批判性思维，鼓励读者去质疑和探索已有的假设。

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**评价三：侧重实验操作与实际应用的宝典，细节决定成败的最好诠释** 如果说有些书籍侧重于“为什么”，那么这本书则有力地回答了“怎么做”和“结果如何”。它对于实验细节的关注程度，简直到了令人敬佩的地步。书中详尽地列举了在不同溶剂体系下，如何精确控制水分、氧气含量对沉积质量的决定性影响，这些都是在标准教科书中往往被一笔带过但实际操作中至关重要的环节。作者没有回避实验中常见的陷阱和失败案例，反而通过案例分析的方式，指导我们如何识别和规避这些问题。我特别欣赏其在设备选择和电化学测试方法选择上的指导性意见，尤其是针对高阻抗体系的测量技巧，提供了非常实用的操作指南。这本书的价值在于，它将理论的浪漫化为可重复的、可验证的实验步骤。对于希望将实验室成果快速转化为中试规模应用的研究团队而言，这本书无疑是一份不可或缺的“现场操作手册”。它带来的信心，源于对每一个变量都被充分理解和控制的保证。

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**评价一：深度与广度的完美结合，革新性视角令人耳目一新** 这本书无疑是该领域的一部里程碑式的著作。初读之下，我便被其严谨的学术态度和对复杂科学问题的清晰阐述所折服。作者不仅仅停留在对基础原理的复述，更是深入挖掘了其背后的热力学和动力学机制，尤其是对界面现象的探讨，简直是教科书级别的演示。书中对不同电解质体系的选择、温度和压力对沉积行为的影响，都有着详尽且富有洞察力的分析。我尤其欣赏作者在讨论新材料合成时所展现出的前瞻性思维，那些关于超细晶粒、纳米结构控制的章节，对我目前正在进行的项目提供了极大的启发。这本书的结构设计也非常巧妙，从宏观的系统选择到微观的原子尺度的沉积过程，层层递进，逻辑性极强。它不是一本可以囫囵吞枣的读物，需要沉下心来仔细研读，但每一次深入，都会有新的收获。对于从事材料科学、电化学工程，特别是对下一代能源存储和功能涂层技术感兴趣的研究人员来说，这本书的价值简直无法估量，它真正做到了将前沿研究成果系统化、理论化，提供了一个坚实的研究基石。

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