具体描述
本书分为9章，内容涵盖了清洗技术的基本概念，介绍了化学、物理和其他清洗技术，清洗系统与设备，清洗系统与设备，清洗技术在工业清洗、民用清洗等领域的实际应用等，其重点在于基础理论经知识的阐述和汇总。另外作为该书的重点内容之一，还结合ODS淘汰工作，介绍了与清洗技术有关的环境保护问题，以及清洗行业的ODS替代品和替代技术发展状况，这也是本教材的一大特色。
国家环境挂号信总局清洗行业淘汰ODS特别工作组将以此书为教材，为我国清洗行业的有关技术人员开展技术培训。该书可以作为清洗行业技术人员的工具书，也可以作为大专院校科研院所有的基础教材，供有关专业的师生及科研人员参考。
《现代材料表面工程：原理与应用》 内容简介 本书旨在全面、深入地探讨现代材料表面工程领域的核心概念、关键技术及其在工业界的应用。全书结构严谨，内容涵盖从基础的表面科学理论到前沿的表面改性技术，力求为读者提供一个系统而详实的知识框架。 第一部分：表面科学基础 本部分奠定了理解表面工程的理论基石。首先，深入剖析了固体表面的热力学和动力学特性，包括表面能的计算方法、表面弛豫与重构现象。随后，详细阐述了与表面物理化学密切相关的吸附理论，区分了物理吸附和化学吸附的机理，并引入了密度泛函理论（DFT）在表面反应建模中的应用。 接着，我们聚焦于表征技术。详细介绍了多种用于分析材料表面形貌、成分和结构的关键技术，包括：高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）在晶格缺陷分析中的作用；X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）在元素定量和化学态分析中的精确度；扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）在原子尺度形貌成像和力学性能测量中的应用。特别地，本部分强调了不同表征手段的互补性，指导读者如何根据实际工程问题选择最合适的分析工具。 第二部分：表面形貌与润湿性控制 本部分重点探讨如何调控材料的宏观性能，特别是润湿性，这对于涂层附着力、抗污染能力和生物相容性至关重要。首先，系统介绍了接触角测量的标准方法（如吊滴法和静态坐滴法），并详细分析了影响接触角测量的环境因素（温度、湿度、环境气体）。 随后，深入讲解了经典的Wenzel模型和Cassie-Baxter模型，阐释了表面粗糙度对润湿行为的放大效应。在此基础上，引入了仿生学原理，研究了荷叶效应（超疏水表面）和壁虎脚效应（粘附性表面）的微纳结构设计策略。内容包括利用微纳光刻、模板法和自组装技术构筑具有特定铺展或自清洁功能的表面结构。此外，还详细讨论了表面自由能的化学修饰方法，如表面接枝、等离子体处理和分子自组装单层膜（SAMs）的构建及其稳定性分析。 第三部分：先进表面涂层技术 表面涂层是现代工程中应用最广泛的表面改性手段之一。本部分系统梳理了制备高性能涂层的各种主流工艺。 物理气相沉积（PVD）技术： 详细介绍了磁控溅射、电子束蒸发和电弧蒸发的工作原理、薄膜生长模式（岛状生长、层状生长）以及薄膜残余应力的控制技术。重点分析了高硬度、耐磨损的类金刚石（DLC）涂层和氮化物涂层的结构-性能关系。 化学气相沉积（CVD）技术： 涵盖了常压CVD、低压CVD和等离子体增强CVD（PECVD）。特别是对PECVD中等离子体参数（如射频功率、偏压）如何影响薄膜的化学计量比和致密性进行了深入探讨。 溶胶-凝胶（Sol-Gel）技术： 阐述了从溶液到固态薄膜的转化过程，包括水解、缩合反应动力学，以及如何通过调节pH值和醇的种类来控制纳米颗粒的粒径和膜层均匀性，适用于制备陶瓷和玻璃功能膜层。 先进功能涂层： 探讨了应用于特定场合的涂层，如热障涂层（TBCs）中的孔隙结构设计、抗反射涂层（AR）的多层膜光学设计以及生物医用涂层的抗凝血与骨整合性能的优化。 第四部分：表面改性与界面反应工程 本部分聚焦于通过材料内部的原子迁移或化学反应来优化表面性能的技术。 热处理与扩散： 详细分析了固态扩散机制，包括晶格扩散和晶界扩散。重点介绍了渗碳、渗氮等热化学处理工艺，以及如何利用快速热处理（RTP）技术来控制扩散层厚度和界面形貌。 离子注入技术： 阐述了离子束与材料相互作用的物理过程，包括能量沉积、晶格损伤和注入层组分变化。重点讨论了离子注入在提高材料表面硬度、耐腐蚀性以及制备亚表面非晶态层的应用。 等离子体表面处理： 不仅包括沉积过程，还包括刻蚀和表面活化。详细对比了干法刻蚀（如反应离子刻蚀 RIE）和湿法刻蚀的机理差异，以及低能惰性气体等离子体对材料表面能的清洁和活化作用。 界面粘接与复合： 探讨了多层结构中不同材料界面处的应力分布、界面反应和失效模式，为优化层间结合强度提供了理论指导。 第五部分：工程应用与案例分析 本部分将理论和技术应用于实际工程问题。涵盖了航空航天、微电子制造、能源转化和生物医学等多个关键领域。通过详细的案例分析，展示如何结合表面科学、材料制备和性能测试，解决实际工程中的关键瓶颈，例如： 1. 极端环境下（高温、高腐蚀）的材料保护策略。 2. 半导体器件中介电层和金属栅极的界面控制。 3. 光催化材料的高效光吸收和电荷分离界面的设计。 4. 植入物与生物体界面相容性的长期稳定性研究。 全书配有大量示意图、实验数据和工业流程图，旨在帮助读者建立从微观机制到宏观工程性能的完整认知链条。本书适合高等院校材料科学、化学工程、机械工程及相关专业的本科高年级学生、研究生以及从事表面工程研究与开发的工程师和技术人员参考使用。
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