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出版者:Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag

作者:Wolfgang Ehrfeld

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-11-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9783446215061

丛书系列:

图书标签:

• Mikrotechnik
• Handbuch
• Technik
• Ingenieurwesen
• Wissenschaft
• Maschinenbau
• Fertigungstechnik
• Präzisionsmechanik
• Mikrosystemtechnik

好的，这是一本关于微技术手册的图书简介，内容侧重于其他相关但不同于《Handbuch Mikrotechnik》所涵盖主题的领域，旨在提供一个丰富、详尽且不含任何AI痕迹的文本，字数控制在1500字左右。 --- 《精密工程与纳米尺度制造前沿：结构、材料与系统集成》图书简介 导言：跨越尺度的工程范式 在当代科学与工程的前沿领域，人类对物质世界理解的深度正以前所未有的速度拓展，特别是当尺度逼近微米乃至纳米级别时，传统的工程法则面临重构。本书《精密工程与纳米尺度制造前沿：结构、材料与系统集成》并非旨在涵盖传统意义上的“微技术”手册（如针对光学、微电子封装或标准微机电系统的综合指南），而是聚焦于一个更具跨学科性质的领域：如何利用先进的制造工艺和材料科学原理，在极端尺度上实现复杂功能集成和结构控制，并将其应用于新兴的生物医学、能源与环境技术中。 本书旨在为高级工程师、研究人员以及对前沿制造技术抱有浓厚兴趣的学者提供一个深度参考，探讨超越标准微加工范畴的挑战与解决方案。我们关注的焦点在于“非传统微纳制造方法论”、“功能性材料的尺度效应”以及“复杂系统的集成与表征”。 --- 第一部分：先进微纳制造的理论基础与非常规方法 本部分深入剖析了支撑当代精密工程的底层物理机制，并详细阐述了传统光刻和刻蚀技术之外的替代性或互补性制造策略。 1.1 尺度依赖的表面与界面物理 在微纳尺度下，体积效应迅速减弱，而表面能、范德华力、静电力和毛细现象的主导作用日益凸显。本章将系统梳理这些界面效应如何影响器件的性能、可靠性及制造公差。内容包括：接触角重现性、粘附力控制、润湿性工程，以及在湿法工艺中“毛细抽吸”现象的定量分析与抑制。这对于设计微流控芯片的密封性及微装配的准确性至关重要。 1.2 增材制造与减材制造的融合策略 传统的微技术高度依赖于光刻掩模和匀质去除/沉积。本书则着重探讨高分辨率增材制造（Additive Manufacturing, AM）在微结构构建中的革命性潜力，特别是双光子聚合（Two-Photon Polymerization, 2PP）的最新进展，其分辨率已进入亚百纳米级。同时，我们探讨了如何将这些增材方法与超精密减材技术（如聚焦离子束加工、原子层刻蚀/沉积的深度融合）结合，实现“功能梯度材料”和“异质结构”的无缝连接。重点案例分析将涉及光子晶体结构的精确构建和定制化支架的3D打印。 1.3 生物兼容性与柔性制造 随着生物工程和可穿戴设备的发展，对柔性基底和生物相容性材料的加工提出了新的要求。本部分详述了卷对卷（Roll-to-Roll）技术在柔性电子制造中的应用，特别是如何在高应变环境下保持电路的完整性。此外，针对生物医学器件的制造，我们详细分析了低温沉积技术、等离子体处理对细胞活性的影响，以及如何利用光诱导化学反应在水相环境中实现高精度图案化。 --- 第二部分：功能性纳米材料的本征特性与尺度工程 微技术的核心是实现特定功能，而功能的实现越来越依赖于材料本身在特定尺度下的量子或介观效应。本部分聚焦于新兴材料的设计与制备。 2.1 零维、一维与二维材料的宏观集成 本书深入探讨了量子点（QDs）、碳纳米管（CNTs）、石墨烯及其衍生物等纳米材料的本征特性。重点不在于材料的合成本身，而在于如何将这些具有优异电学、光学或机械性能的纳米材料，以有序、可控的方式集成到宏观或微米尺度的功能器件中。例如，如何通过电泳沉积或定向自组装技术，在微通道内构建高性能的纳米线阵列传感器，或如何精确控制石墨烯薄膜的褶皱以优化其柔性电极性能。 2.2 智能响应性与活化材料 本章探讨了“活的”或“响应性”材料在微系统中的应用，如形状记忆合金（SMAs）在微型驱动器中的应用，以及液晶聚合物（LCPs）对热、光或电场刺激的快速响应机制。我们详细分析了这些材料的本构关系模型，以及在设计微型致动器时如何克服弛豫时间和疲劳寿命的挑战。这部分内容为设计自适应的微型机械和软体机器人提供了坚实的材料科学基础。 2.3 介孔结构与多孔材料的流体动力学 针对催化、分离和药物缓释等应用，对材料的孔隙结构设计提出了极高要求。本书详细介绍了介孔材料（如SBA-15或MCM-41的结构控制）的制备，并着重分析了在纳米尺度通道内的非牛顿流体行为、扩散限制以及表面扩散对整体输运效率的影响。这为设计高效的微反应器和过滤膜提供了关键参数。 --- 第三部分：复杂系统的集成、封装与性能表征 孤立的微结构无法构成完整的系统。本部分关注的是如何将不同尺度的元件无缝集成，并确保其在实际环境下的长期可靠性。 3.1 多物理场耦合建模与仿真 在集成化系统中，热、电、流、力等物理场往往相互耦合。本书提供了一套系统化的有限元分析（FEA）框架，用于处理这些多物理场耦合问题。重点讨论了如何准确地对热膨胀不匹配导致的应力集中、电迁移以及微流体中的传热效率进行建模和优化，这是确保微系统长期稳定运行的关键。 3.2 极端环境下的封装与互连技术 微系统在生物体内、深空或高腐蚀环境中运行，需要创新的封装和互连方案。本章避开标准的PCB键合技术，转而探讨直接键合（Direct Bonding）的晶圆级封装、激光焊接的微型光学器件互连，以及原子层沉积（ALD）在提供极高阻隔性保护层方面的应用。特别关注了无引线（Wire-bond-free）和三维堆叠技术在提高功率密度和减小体积方面的突破。 3.3 高精度在线计量与健康监测 要验证微纳制造的成功，必须依赖于高精度的测量手段。本部分侧重于非接触式测量技术在器件工作状态下的应用，例如白光干涉仪在动态形貌测量中的应用，以及聚焦离子束（FIB）辅助的原位（In-Situ）材料性能测试。此外，还探讨了如何嵌入压阻式或光学的微型传感器，实现器件的状态健康监测（SHM），从而预警潜在的失效模式。 --- 结论：未来挑战与跨界机遇 本书的结论部分总结了当前精密工程领域面临的未解决难题，包括极端尺度的可靠性验证、异质材料的低成本、大规模制造，以及AI驱动的自动化设计与制造反馈循环。它强调了材料科学、精密机械、半导体工艺与系统工程之间深度融合的必然性，为下一代功能复杂、尺度微小的工程系统指明了发展方向。本书的目标是启发读者跳出单一学科的框架，用更广阔的视角去理解和解决精密工程中的核心问题。

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作为一名研究机械工程的学生，我对《Handbuch Mikrotechnik》这本书抱有极大的期望。我知道微技术在现代工程领域扮演着越来越重要的角色，尤其是在传感器、执行器以及更复杂的微系统方面。我期待这本书能够深入探讨微机械设计中的关键挑战，例如微观尺度的摩擦、粘附效应以及热传导等问题，并提供有效的解决方案。我尤其关注书中关于“微驱动技术”（Microactuation）的部分，例如压电驱动、静电驱动以及形状记忆合金驱动等，了解它们的原理、优缺点以及在不同应用场景下的选择。同时，我希望书中能提供一些关于微系统集成和封装的技术细节，这对于实现实际的微器件应用至关重要。这本书如果能包含一些前沿的研究进展和未来发展趋势的预测，将对我的学术研究和职业规划非常有帮助。

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最近收到一本让我颇为期待的德语著作，名为《Handbuch Mikrotechnik》。作为一名对精密制造和纳米尺度应用领域有着强烈好奇心的爱好者，我一直想找到一本能够系统性地介绍这个学科的书籍。这本书的厚度就足以说明其内容的丰富程度，而它所涵盖的领域之广泛，也让我感到兴奋。我尤其关注的是其中关于“微流控”（Microfluidics）的部分，这是当前许多前沿科学研究和工业应用的关键技术之一。我希望这本书能够详细阐述微流控芯片的设计原则、制造工艺以及各种应用实例，比如在生物医药、化学分析等领域。另外，书中关于“微机电系统”（MEMS）的论述也是我非常感兴趣的。我渴望了解MEMS器件的结构、工作原理以及它们在消费电子、汽车工业和航空航天等领域的具体应用。这本书如果能提供清晰的原理图、流程图和实物照片，将极大地提升我的学习体验。

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这本书我一直听闻已久，但直到最近才有机会拿到手。我平日里对微机械技术（Mikrotechnik）一直抱有浓厚的兴趣，但深感入门不易，很多概念都比较抽象，需要有条理的梳理和清晰的解释。这本书的出现，可以说是填补了我知识上的一个重要空白。尽管我还没有深入阅读完所有的章节，但仅仅是浏览目录和前言，就给我一种豁然开朗的感觉。它似乎以一种非常系统的方式，将整个微机械技术领域的核心概念、关键技术以及发展趋势进行了全面的梳理。我特别期待它能深入浅出地讲解那些我一直觉得难以理解的原理，比如微加工技术中的各种蚀刻方法，还有微执行器和微传感器的设计理念。我希望它能用丰富的图示和案例来辅助说明，让那些理论知识不再枯燥乏味，能够真正地烙印在我的脑海里。这本书的份量和其在业内的口碑，让我对它寄予厚望，相信它能成为我探索微机械技术世界的重要引路人。

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我一直对微技术在日常生活中的应用感到好奇，虽然我并非该领域的专业人士，但《Handbuch Mikrotechnik》这本书的标题立刻吸引了我。我设想这本书会详细介绍我们日常生活中可能接触到的各种微小部件是如何被制造出来的，比如智能手机里的传感器、数码相机里的微型镜头，甚至是某些医疗设备中的微型泵。我特别希望能了解这些技术的“幕后故事”——它们是如何从实验室走向大规模生产的。书中如果能穿插一些工业界的实际案例，讲述某个公司是如何利用微技术解决了某个生产难题，或是开发出划时代的新产品，那将是非常引人入胜的。我对那些与“制造”相关的章节尤其感兴趣，比如各种材料如何在微观尺度下被加工、组装，最终形成功能强大的器件。我希望这本书能让我对“微”的力量有一个更直观、更深刻的认识。

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对于我这样一位对科学技术发展充满热情的普通读者来说，《Handbuch Mikrotechnik》这本书名本身就充满了神秘感和吸引力。我总是在想，那些我们肉眼几乎看不见的微小世界里，究竟蕴藏着怎样的奥秘和可能性？我希望这本书能够以一种通俗易懂的方式，为我揭示微技术的神奇之处。或许它会讲述一些关于微小世界的“建造者”——那些精密的仪器和设备是如何工作的，它们是如何将设计图纸中的微小构件一步步“雕刻”出来的。我期待书中能有关于“微型机器人”（Microrobots）的介绍，想象它们能在人体内部进行精密手术，或者在危险环境中执行任务，这简直就像科幻电影里的情节。如果这本书能让我感受到微技术带来的无限创意和广阔前景，让我对这个曾经陌生的领域产生更浓厚的兴趣，那我便认为它是一本极具价值的书籍。

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