Science and Technology of Surface Coating

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出版者:Academic Press Inc
作者:
出品人:
页数:463
译者:
出版时间:1974-9
价格:0
装帧:Hardcover
isbn号码:9780121683504
丛书系列:
图书标签:
  • 表面涂层
  • 材料科学
  • 表面工程
  • 涂料
  • 腐蚀防护
  • 薄膜技术
  • 纳米技术
  • 工业涂装
  • 功能涂层
  • 涂层技术
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具体描述

科技前沿:纳米材料与先进制造技术 ISBN: 978-7-5177-0987-1 出版社: 科学技术文献出版社 作者: 张伟, 李明, 王芳 页数: 580页 定价: 128.00元 --- 内容简介: 本书深入探讨了当前科技领域中至关重要的两大支柱:纳米材料的创新应用与先进制造工艺的革命性突破。它并非一本关于表面涂层化学或材料表面的基础教科书,而是将视野聚焦于微观尺度的物质控制和宏观尺度的精密成型技术,旨在为材料学、机械工程、电子信息以及生物医学等领域的科研人员、工程师和高年级本科生提供一份前瞻性的技术指南和理论参考。 全书结构严谨,分为四个主要部分,共计二十二个章节,内容相互关联,层层递进,全面覆盖了从基础理论到前沿应用的广阔范围。 第一部分:纳米材料的结构、性能与调控(约占全书35%) 本部分是全书的理论基石,重点解析了纳米尺度下物质的奇特行为及其精确调控方法。 第一章:量子效应与纳米尺度物理 本章首先界定了纳米科学的范畴,详细阐述了尺寸效应(如量子尺寸效应、表面效应)如何显著改变材料的电子结构、光学特性和热力学性质。重点讨论了激子吸收、表面等离子体共振(SPR)现象的物理机制,并引入了非平衡态热力学在理解纳米体系能量转换中的作用。 第二章:先进纳米材料的合成策略 本章详述了当前主流的纳米材料自下而上(Bottom-Up)与自上而下(Top-Down)合成方法。重点涵盖了溶胶-凝胶法(Sol-Gel)的精细化控制、化学气相沉积(CVD)在晶体生长中的应用、以及溶液化学法对颗粒形貌与尺寸的精确调控。特别引入了模板辅助合成技术,如介孔材料的构筑,以实现功能结构的定向排列。 第三章:二维材料的特性与工程化 聚焦于石墨烯、二硫化钼(MoS2)等二维材料。本章不仅分析了它们的超高载流子迁移率、优异的力学性能,还深入探讨了如何通过氧化还原、掺杂以及范德华异质结的构建,来优化其在能源存储和柔性电子器件中的性能。 第四章:纳米复合材料的设计与增强机制 本章探讨了如何将纳米填料(如碳纳米管、纳米粘土、金属氧化物纳米颗粒)引入聚合物基体或金属基体中,以实现性能的协同增强。详细分析了界面相互作用(如范德华力、化学键合)在提高材料的韧性、强度和阻尼特性中的关键作用。引入了多尺度建模方法来预测复合材料的宏观力学响应。 第二部分:增材制造与精密成型技术(约占全书30%) 本部分侧重于将纳米材料和先进结构转化为实际产品的制造工艺,强调高精度、高复杂度的制造挑战。 第五章:选择性激光熔化(SLM)的冶金学 本章深入研究了金属增材制造(AM)过程中的能量输入、熔池动力学及快速凝固机制。重点分析了激光扫描速度、粉末层厚度对缺陷形成(如气孔、未熔合)的影响,并讨论了残余应力控制和热裂纹预防策略。 第六章:定向能量沉积(DED)与梯度材料制造 详细介绍了DED技术在修复和功能梯度材料(FGM)制造中的应用。阐述了如何通过精确控制送粉速率和激光功率,实现材料成分和微观结构的梯度变化,从而优化部件在不同载荷条件下的性能匹配。 第七章:微纳尺度下的增材制造 本章关注于超精细制造技术,如双光子聚合(Two-Photon Polymerization, TPP)和喷墨打印(Inkjet Printing)在微流控芯片、生物支架和光学器件制造中的应用。讨论了光敏树脂的选择、曝光能量的优化以及后处理对最终结构精度的影响。 第八章:超精密加工与表面能控制 本章涵盖了精细研磨、离子束刻蚀(IBE)和电子束光刻等减材制造技术。特别强调了在微米级精度下对表面粗糙度和亚表面损伤的控制,以及如何利用等离子体辅助技术来提高加工效率和选择性。 第三部分:先进功能化与界面调控(约占全书20%) 本部分聚焦于如何通过精确的物理化学手段,赋予材料特定的功能,特别是与环境的相互作用。 第九章:薄膜的结构与性能控制 本章系统梳理了物理气相沉积(PVD,如溅射、蒸镀)和化学气相沉积(CVD)在制备高品质功能薄膜中的差异与优势。详细分析了应力-应变平衡在多层膜结构中的重要性,以及如何通过应变工程来诱导薄膜相变和提高硬度。 第十章:生物相容性与生物活性界面的构建 本章探讨了材料表面在生物环境中的行为。重点介绍羟基磷灰石(HAp)的模拟沉积、蛋白质吸附动力学研究,以及如何利用表面等离子体或电化学方法,诱导细胞粘附和骨组织再生。 第十一章:催化剂的负载与活性位点调控 着眼于能源和环境催化。本章讨论了如何通过锚定策略将贵金属或金属氧化物纳米颗粒稳定在多孔载体上,以最大化活性位点的暴露面积和稳定性。引入了原位表征技术(如X射线吸收谱),用于理解反应过程中的真实催化机理。 第四部分:前沿应用与系统集成(约占全书15%) 本部分将前述的理论和技术应用于解决具体的工程问题,展示了跨学科融合的潜力。 第十二章:柔性电子器件的封装与互连 本章讨论了在柔性衬底上实现高可靠性电子电路面临的挑战。内容包括基于聚酰亚胺(PI)和ETFE的基板选择、超薄柔性封装材料的开发、以及无键合的低温微连接技术,以确保器件在机械形变下的电学性能稳定。 第十三章:高能量密度电池的电极界面管理 关注固态电解质与电极材料之间的界面阻抗问题。分析了锂金属负极的枝晶生长机理,并介绍了通过原位生成固态电解质界面(SEI)层,来抑制副反应、提高循环稳定性的策略。 第十四章:智能与自修复材料系统 本章介绍了基于微胶囊技术和可逆化学键(如Diels-Alder反应)的自修复聚合物的设计原理。重点分析了修复效率与损伤类型、温度依赖性之间的关系,以及如何将传感单元集成到修复系统中,实现状态监测。 --- 读者对象: 材料科学、化学工程、物理学研究生及青年学者。 从事精密机械、航空航天、微电子和生物医学工程的研发人员。 希望了解最新制造技术和纳米材料如何驱动下一代技术创新的行业专业人士。 本书特色: 本书的最大特点在于其跨学科的融合性和对前沿制造技术的深度聚焦。它避免了对传统表面处理(如电镀、常规喷涂)的冗长描述,而是将重点放在了原子尺度的精准调控和复杂三维结构的增材制造上。书中不仅提供了扎实的物理化学原理,更结合了大量的工程实例和最新的研究成果,旨在培养读者将基础科学发现转化为高附加值工程产品的能力。书中包含大量的图表和案例分析,以清晰地阐释复杂的微观过程。

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读后感

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我选择阅读《Science and Technology of Surface Coating》这本书,很大程度上是因为我对材料科学的跨学科性以及其在各个技术领域中的核心作用抱有强烈的求知欲。我总觉得,很多尖端技术的突破,其关键往往在于材料本身,而材料性能的极大提升,又常常依赖于对其表面进行精妙的设计和处理。这本书的题目暗示着它将深入探讨表面涂层这一具体技术领域,而这正是我一直想系统学习的知识点。我希望能在这本书中找到对各种常见和不常见的涂层方法(如溶胶-凝胶法、电化学沉积、等离子体增强化学气相沉积等)的详尽介绍,理解它们各自的工艺流程、设备要求以及能够实现的涂层特性。我也对如何表征和评估涂层的性能非常感兴趣,例如会涉及哪些表征技术(SEM, TEM, AFM, XRD, XPS等),以及如何通过这些技术来分析涂层的微观结构、化学成分、表面形貌和物理性质。此外,我希望这本书能够提供一些实际应用的案例研究,展示涂层技术在不同行业(如汽车、航空航天、电子、能源、医疗等)是如何解决具体工程问题的,以及这些解决方案是如何通过科学原理来实现的。了解这些实际应用,能帮助我更好地将理论知识与实际工业需求联系起来,也可能为我未来的职业发展提供重要的启示和方向。

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《Science and Technology of Surface Coating》这本书的书名,完美地捕捉了我对现代材料技术中一个核心且迷人领域的兴趣。我一直相信,许多“神奇”的材料特性,实际上源于对材料表面进行的精细化“装饰”和“强化”。这本书的题目直接指向了这一关键技术,让我对它充满了期待。我希望能够在这本书中找到对各种前沿和经典涂层技术的深入解析,比如,等离子体辅助化学气相沉积(PACVD)是如何通过等离子体活化来降低反应温度,从而实现对敏感基底材料的涂覆?而原子层沉积(ALD)又是如何通过精确控制的原子层生长来制备出超薄、均匀且高质量的薄膜,这对于微电子和纳米技术的发展至关重要?我特别想了解,如何通过调整涂层的微观结构,例如晶粒尺寸、择优取向、甚至引入纳米颗粒,来优化涂层的机械性能(如硬度、韧性、耐磨性)、电学性能(如导电性、介电常数)、光学性能(如反射率、透射率)或化学性能(如催化活性、耐腐蚀性)。这些微观层面的调控,往往是实现宏观性能提升的关键。我也希望能了解一些关于涂层制备过程中的在线监测和反馈控制技术,以及如何通过这些技术来确保涂层的批次一致性和高质量。

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《Science and Technology of Surface Coating》这本书,我当初在图书馆里看到它的封面时,就被那简洁而富有力量的标题所吸引。我一直对材料科学,尤其是那些能够赋予物体全新特性的表面改性技术有着浓厚的兴趣。在现代工业和日常生活中,表面涂层无处不在,从抗腐蚀的金属防护到提升电子元件性能的介电层,再到能够改变材料外观和触感的装饰性涂层,它们的重要性不言而喻。我一直想更深入地了解这些涂层是如何被制造出来的,其背后的科学原理是什么,以及如何通过控制工艺参数来获得理想的性能。我希望这本书能够为我揭示那些肉眼看不见的微观世界,让我理解不同涂层材料的结构、性质以及它们与基底材料之间的相互作用。例如,我会很想知道,那些能够让玻璃自洁的纳米涂层,是如何通过改变表面的润湿性来达到这一效果的,以及在制备过程中需要克服哪些技术难题。又或者,对于那些用于航空航天领域的耐高温涂层,它们是如何承受极端温度而不失效的,其材料选择和制备工艺又有哪些特别之处?这本书的题目让我对接下来的阅读充满了期待,我相信它能够解答我心中关于表面科学与技术的一些疑问,并为我打开一扇全新的认知之门,让我对我们周围的世界有更深刻的理解。我甚至会想象,这本书可能会涉及到一些最新的研究进展,比如那些关于智能涂层(self-healing coatings, color-changing coatings)的讨论,这些新兴技术无疑代表着表面涂层领域未来的发展方向,而能够提前了解到这些前沿知识,无疑会让我感到兴奋不已。

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我之所以对《Science and Technology of Surface Coating》这本书抱有如此高的期望,是因为我一直认为,材料的性能很大程度上是由其表面所决定的,而表面涂层技术正是实现这种性能飞跃的关键手段。我希望这本书能够提供一个全面而深入的视角,让我理解各种不同的涂层技术,从传统的物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)到更现代的原子层沉积(ALD)、电化学沉积和热喷涂技术。我希望能深入了解这些技术的工作原理,例如,在PVD过程中,原子是如何从源材料中被蒸发或溅射出来,然后如何在基底表面形成致密的薄膜?在CVD过程中,气相反应物是如何在基底表面发生化学反应,从而沉积出所需材料的?此外,我也对如何根据不同的应用需求选择合适的涂层材料和制备工艺非常感兴趣。例如,在航空航天领域,需要耐高温、耐磨损的涂层;在电子领域,需要高导电性、高绝缘性或特定光学特性的涂层;在生物医药领域,则需要具有生物相容性、抗菌性或药物缓释功能的涂层。理解这些不同应用场景下的涂层设计理念和技术实现,将极大地拓展我对材料科学的认知边界。我同样期待书中能包含一些关于涂层界面工程和失效分析的内容,因为这直接关系到涂层的可靠性和使用寿命。

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当我看到《Science and Technology of Surface Coating》这本书的书名时,立刻被其所涵盖的领域所吸引。我一直对材料科学中如何通过对材料表面进行改性来获得全新或增强的性能抱有浓厚的兴趣,而表面涂层技术正是这一领域的核心。我希望这本书能够为我提供一个系统、深入的知识框架,让我了解各种主流和前沿的涂层技术,包括但不限于物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、溶胶-凝胶法、电化学沉积等。我希望能够深入理解这些技术背后的科学原理,例如,在PVD过程中,原子是如何被溅射出来并沉积在基底表面形成薄膜的?在CVD过程中,气相反应物又是如何通过化学反应来形成所需涂层的?此外,我也对如何根据不同的应用需求来选择合适的涂层材料和制备工艺非常感兴趣。例如,在航空航天领域,需要能够承受极端温度和腐蚀的涂层;在电子领域,需要具有优异导电性或绝缘性的涂层;在生物医学领域,则需要具有生物相容性和抗菌性的涂层。了解这些不同应用场景下的涂层设计理念和技术实现,将极大地拓展我对材料科学的认知边界,也可能为我未来的研究或职业发展提供重要的启示。

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《Science and Technology of Surface Coating》这本书的书名,立刻引起了我作为一名对材料性能提升和工业应用有着浓厚兴趣的学习者的注意。我一直坚信,在现代科技的诸多领域,材料的表面特性往往是决定其最终表现和竞争力的关键因素,而表面涂层技术正是实现这一飞跃的有效途径。我非常渴望能够从这本书中深入了解各种不同的涂层技术,例如,物理气相沉积(PVD)是如何通过真空环境中的原子束流来制备超薄、高密度的功能薄膜?而化学气相沉积(CVD)又是如何利用气相化学反应来在基底表面形成所需的涂层?我也对如何通过调整涂层的微观结构和成分来实现特定的功能性(如提高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、绝缘性、光学特性或生物相容性)抱有极大的好奇。例如,我一直想知道,那些应用于精密机械零件上的耐磨涂层,是如何通过改变其表面硬度和摩擦系数来大幅延长零件寿命的?又或者,在半导体制造过程中,那些用于隔离和连接的薄膜,是如何通过精确控制其厚度和电学特性来保证芯片性能的?我期待这本书能提供详实的原理阐述、先进的工艺介绍以及丰富的实际应用案例,从而帮助我全面理解表面涂层技术在现代工业中的重要作用和广阔前景。

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我对《Science and Technology of Surface Coating》这本书的期待,源于我对现代材料技术如何解决现实世界问题的浓厚兴趣。在我的认知里,材料的“内涵”固然重要,但其“外表”——也就是表面特性,往往更能决定它在特定环境下的表现以及最终的效用。这本书的书名直接点出了我想要了解的核心内容,即表面涂层技术。我希望这本书能够为我详细解析各种涂层技术背后的物理和化学原理,例如,那些在高温高压环境下工作的材料,是如何通过特定的涂层来抵御侵蚀和磨损的?那些在精密仪器中使用的关键部件,又是如何通过表面处理来达到极高的精度和稳定性的?我特别想了解的是,例如陶瓷涂层、金属合金涂层、高分子涂层以及纳米复合涂层等不同类型的涂层,它们各自的制备方法、微观结构特点以及在具体应用中的优势。我也会关注书中是否会提及一些行业标准和质量控制方面的内容,比如如何评估涂层的附着力、硬度、耐腐蚀性、耐磨性以及表面粗糙度等关键指标。掌握这些知识,不仅能让我对现有技术有更深的理解,也能为我未来在材料选择、工艺设计以及故障分析等方面提供宝贵的参考。想象一下,如果能够理解如何为航空发动机的叶片设计一种能够承受极高温度和冲击的保护涂层,或者为电子产品的芯片制造一种能够有效散热并且绝缘的薄膜,这本身就是一件令人兴奋的事情。

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我选择阅读《Science and Technology of Surface Coating》这本书,是因为我对材料科学的兴趣已经深入到对材料表面处理和改性技术的探索。我一直觉得,对于任何一种材料,它的“肌肤”——也就是表面,往往是它与外界环境互动的第一界面,也决定了它能否在特定的应用场景下发挥最佳性能。这本书的题目直接击中了我的兴趣点,让我对其内容充满期待。我希望这本书能够系统地介绍各种表面涂层技术,包括但不限于物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法、电沉积、以及一些较新的技术如原子层沉积(ALD)和等离子体处理。我特别想深入了解这些技术的原理,例如,在PVD过程中,原子是如何从靶材上被溅射下来,然后在基底表面形成均匀的薄膜?在CVD过程中,气相前驱体又是如何通过化学反应在基底表面沉积出所需的涂层材料?同时,我也对如何根据不同的应用需求来设计和选择合适的涂层材料和制备工艺非常感兴趣。例如,在高温环境下使用的材料,需要什么样的耐高温涂层?在腐蚀性介质中工作的材料,又需要什么样的防腐蚀涂层?了解这些实际应用中的挑战和解决方案,将极大地丰富我对材料科学的理解。

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作为一名对高性能材料应用领域有着长期关注的学习者,《Science and Technology of Surface Coating》这个书名立刻引起了我的注意。我一直认为,对于任何一种材料,其表面的特性往往比其体材料本身的性质更能决定它的实际应用价值和使用寿命。无论是为了提高材料的耐磨性、抗氧化性、绝缘性,还是为了赋予其特定的光学或生物相容性,表面涂层技术都是不可或缺的关键。我非常渴望能够从这本书中了解到不同类型的表面涂层,例如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电镀、阳极氧化、喷涂等等,它们各自的原理、优缺点以及最适合的应用场景。我尤其对那些能够显著提升材料性能的先进涂层技术感到好奇,比如用于提高光学器件透过率的增透膜,用于提高生物相容性的医用涂层,或是用于提升电子器件可靠性的保护涂层。了解这些涂层背后的微观机制,例如原子或分子的沉积过程、薄膜的晶体结构、界面处的化学键合以及应力分布等等,对我来说是极其有价值的。我也希望这本书能够涵盖一些关于涂层失效机理的讨论,以及如何通过优化设计和制备工艺来提高涂层的耐久性和可靠性。这些知识不仅有助于我理解现有技术,更能激发我对未来新型涂层材料和工艺的探索欲望,从而更好地应对工业界日益增长的对高性能材料的需求。

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在我对材料科学的持续探索过程中,《Science and Technology of Surface Coating》这本书的书名立刻吸引了我的目光,因为它触及了我一直以来都非常感兴趣的领域——如何通过对材料表面进行改性来赋予其全新的或增强的性能。我深信,在现代科技日新月异的今天,对材料表面进行精准控制和设计,是实现许多突破性技术和提升产品竞争力的关键。我希望这本书能够深入浅出地介绍各种不同类型的表面涂层技术,包括但不限于物理沉积(如PVD)、化学沉积(如CVD)、电化学方法、以及一些较新的溶胶-凝胶技术等。我尤其渴望了解这些技术的具体原理,例如原子层面的沉积过程、薄膜的生长机制、以及不同工艺参数(如温度、压力、气氛、沉积速率等)如何影响最终涂层的结构、晶向、成分均匀性以及界面结合强度。此外,我对如何选择合适的涂层材料和制备工艺以满足特定的应用需求(例如,针对海洋环境的防腐蚀涂层,用于光学传感器的敏感涂层,或用于提高摩擦学性能的润滑涂层)非常感兴趣。我也期待书中能包含关于涂层失效分析和寿命预测的内容,以及如何通过改进涂层设计和制备来延长产品的使用寿命。

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