材料及其制品表面加工新技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中南大学出版社

作者:李国英编

出品人:

页数:572 页

译者:

出版时间:2003年01月

价格:45.0

装帧:精装

isbn号码:9787810615266

丛书系列:

图书标签:

• 材料表面处理
• 表面工程
• 表面技术
• 材料科学
• 制造技术
• 工艺技术
• 涂层技术
• 腐蚀防护
• 表面改性
• 精细加工

璀璨之始：探寻材质的无限可能——《材料及其制品表面加工新技术》内容概述 本书并非一本浅尝辄止的科普读物，而是一部深入探讨材料科学前沿，聚焦于如何赋予平凡材料崭新生命力的技术指南。我们旨在揭示“表面”这一概念在现代制造业中的核心地位，并通过详实的技术解析、前沿的应用案例，展现材料及其制品在表面加工领域所经历的革命性变革。本书内容充实，涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔图景，力求为读者勾勒出一幅材料表面科学与工程的宏伟画卷。 第一篇：根基深植——理解材料表面 在深入探讨加工技术之前，建立对材料表面基本性质的深刻理解至关重要。本篇将从微观层面出发，系统梳理构成材料表面的原子、分子结构，以及这些结构如何影响宏观性能。我们将探讨晶体结构、晶界、缺陷等对表面能、润湿性、吸附性等关键特性的影响。 原子尺度下的表面形态与能垒： 详细阐述不同材料（如金属、陶瓷、聚合物、半导体）表面原子排列的独特性，介绍表面自由能的概念及其计算方法，并探讨表面重构、弛豫等现象。 表面粗糙度与形貌： 深入分析表面粗糙度对摩擦、磨损、光学性能、生物相容性等的影响。介绍表征表面形貌的各种技术，如原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、光学显微镜等，并解析不同量化指标的意义。 表面化学与界面行为： 重点研究材料表面与外界环境（气体、液体、固体）的化学反应，如氧化、腐蚀、吸附、解吸等。探讨表面官能团、表面反应动力学，以及界面沾污、老化等问题，为后续的加工技术提供理论支撑。 电子结构与表面电学性质： 剖析材料表面电子分布的独特性，介绍功函数、表面态、费米能级等概念，并阐述这些性质如何影响表面催化活性、导电性、半导体器件的性能等。 第二篇：塑形之术——先进的表面改性技术 掌握了表面基础，我们便能进入“塑形之术”的殿堂。本篇将聚焦于一系列能够显著改变材料表面性质的先进加工技术，每一项技术都将进行原理、工艺流程、设备要求、优缺点及应用领域的详细阐述。 物理气相沉积（PVD）技术： 溅射镀膜： 深入讲解磁控溅射、射频溅射等原理，分析不同溅射靶材（金属、氧化物、氮化物）的选择与制备，以及工艺参数（功率、压力、基板温度）对薄膜结构、致密性、附着力、硬度等的影响。 蒸发镀膜： 阐述热蒸发、电子束蒸发等技术，分析不同蒸发源的应用，以及真空度、蒸发速率等对薄膜质量的影响。 离子镀： 介绍离子束辅助沉积（IBAD）等技术，分析其在提高薄膜致密性、结晶度方面的优势。 应用实例： 讲解PVD在光学器件（增透膜、反射膜）、电子元件（导电层、绝缘层）、硬质涂层（刀具、模具）等领域的广泛应用。 化学气相沉积（CVD）技术： 等离子体增强化学气相沉积（PECVD）： 重点解析等离子体在降低反应温度、提高反应速率方面的作用，以及等离子体种类、气体组分、反应压力等对薄膜特性的影响。 金属有机化学气相沉积（MOCVD）： 深入探讨其在半导体、LED、激光器等领域的重要性，分析前驱体选择、生长温度、载气流速等关键工艺参数。 原子层沉积（ALD）： 强调ALD的“原子层”精确控制能力，阐述其自限性反应机理，以及在超薄、高均匀性薄膜制备中的独特优势，尤其是在纳米电子学、催化剂制备等领域。 应用实例： 介绍CVD在半导体制造（栅极、互连）、太阳能电池、耐磨涂层、生物材料等领域的卓越表现。 电化学沉积与阳极氧化： 电镀： 深入分析不同电镀液（酸性、碱性、络合）的组成与作用，讲解电流密度、温度、搅拌等对镀层厚度、光泽度、均匀性、结合力等的影响。 电化学抛光： 阐述其去除表面微观缺陷、提高光洁度的原理，并分析电解液成分、电流密度、时间等参数的优化。 阳极氧化： 详细介绍铝、钛、镁等金属的阳极氧化过程，分析氧化膜的结构、孔隙率、孔径大小，以及氧化参数（电压、电流密度、电解液成分、温度）对氧化膜性能（硬度、耐腐蚀性、吸附性）的影响。 应用实例： 讲解电化学沉积在装饰性镀层、防腐蚀镀层、功能性镀层（如导电、绝缘）等方面的应用，以及阳极氧化在航空航天、汽车、建筑等领域的广泛应用。 激光与等离子体处理技术： 激光表面处理： 深入解析激光熔覆、激光淬火、激光冲击强化等技术，分析激光参数（功率、扫描速度、光斑尺寸）对材料表面显微组织、硬度、残余应力等的影响。 等离子体处理： 探讨常压等离子体、低压等离子体在材料表面活化、改性、清洗、刻蚀等方面的应用，介绍不同等离子体源（介质阻挡放电、辉光放电）的特点。 应用实例： 介绍激光处理在模具修复、航空发动机叶片强化、生物医学植入物表面处理等领域的关键作用，以及等离子体处理在聚合物活化、印刷电路板制备、医疗器械消毒等方面的创新应用。 其他先进表面加工技术： 超硬涂层制备（如DLC，TiAlN）： 详细介绍这些涂层的成分、结构、制备方法及其优异的耐磨、低摩擦性能。 纳米化表面处理： 探讨通过纳米晶粒化、纳米图案化等技术赋予材料表面特殊功能。 超疏水/超亲水表面制备： 分析其制备机理（如微纳结构与表面化学协同作用），以及在自清洁、防雾、防结冰等领域的应用潜力。 生物活性表面构建： 介绍如何通过表面修饰实现与生物体的良好兼容，如抗血栓、促骨长入等。 第三篇：精雕细琢——表面性能的优化与评估 再先进的技术也需要精密的评估来衡量其效果。本篇将聚焦于如何系统地评价和优化材料表面的性能，确保加工技术的有效性和可靠性。 表面形貌与粗糙度精密测量： 详细介绍AFM、SEM、共聚焦显微镜、轮廓仪等先进表征技术，并解析其测量原理、精度和适用范围。 表面成分与化学状态分析： 深入讲解X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、二次离子质谱（SIMS）等技术，分析其在确定表面元素组成、化学价态、分子结构等方面的能力。 表面力学性能测试： 介绍纳米压痕、摩擦磨损试验、拉伸粘附试验等，量化评估表面硬度、耐磨性、附着力等关键力学指标。 表面润湿性与浸润行为评估： 阐述接触角测量、液滴生长动力学等方法，分析表面疏水性、亲水性与实际应用的关系。 表面光学性能表征： 介绍反射率、透射率、光谱分析等，评价表面涂层的光学性能。 表面电化学性能测试： 讲解电化学阻抗谱（EIS）、极化曲线等，评估材料的耐腐蚀性能。 可靠性与耐久性评估： 探讨加速老化试验、环境模拟试验等，预测材料表面在实际使用环境中的长期稳定性。 第四篇：智慧之翼——表面加工技术的未来展望 随着科技的不断发展，材料表面加工技术正朝着智能化、绿色化、集成化的方向迈进。本篇将对未来的发展趋势进行深入探讨。 智能化与自动化： 介绍机器学习、人工智能在工艺参数优化、缺陷预测、质量控制等方面的应用，以及机器人技术在自动化表面处理生产线中的部署。 绿色制造与可持续性： 探讨开发环保型前驱体、低能耗加工工艺、可降解表面材料等，实现可持续的表面工程。 多功能集成化表面： 展望将多种表面功能（如自修复、传感、能量收集）集成到同一表面，实现材料的“智慧化”。 跨学科交叉融合： 强调材料科学、化学、物理、电子工程、生物医学等学科在推动表面加工技术发展中的重要作用。 新兴材料与前沿应用： 探讨在新型二维材料（如石墨烯）、金属有机框架（MOFs）、生物材料等领域的表面加工挑战与机遇。 本书的编写，力求严谨而不失生动，理论与实践相结合。我们不仅关注技术的“是什么”，更深入探讨“为什么”和“如何做”。通过对本书内容的系统学习，读者将能够深刻理解材料表面加工技术的最新进展，掌握其精髓，并能将其应用于解决实际工程问题，从而发掘材料的无限潜能，创造出更加璀璨的未来。

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我必须承认，我是一个对工具书要求极高的人，任何需要我花费大量时间去“破解”的资料，在我这里都会被打上低效的标签。这本书最让我欣赏的一点，在于其极高的信息检索效率。目录设计得非常细致，几乎每一个关键技术点都能迅速定位。更厉害的是，书中的附录部分简直是宝藏，各种常用的材料性能参数表、关键公式的推导过程、以及不同加工参数组合的推荐范围，都被整理得井井有条，甚至比我电脑里存储的专业数据库还要方便快捷。我试着用它来解决了一个困扰我们团队很久的特定合金的应力集中问题，通过书中提供的某个特定热处理曲线的详细解读，我们找到了问题的症结所在。这种“即翻即用”的特性，使得它迅速从一本专业参考书，升级为了我工作台面上不可或缺的“实战手册”。

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作为一名资深的行业技术人员，我阅读了市面上几乎所有关于材料处理的经典著作，但坦白说，大部分书籍在更新速度和前瞻性上都稍显滞后。这本书则完全不同，它仿佛是紧跟在最新的国际研讨会之后出版的，其中对“绿色制造”和“智能化表面处理”的探讨，显示出了作者对未来行业发展趋势的精准把握。书中引入了许多最新的研究成果和专利技术，这些信息往往是零散分布在各种学术期刊中的，而作者将其系统化、整合化地呈现在这里，极大地节省了我们收集和筛选资料的时间成本。特别是关于表面缺陷的诊断和溯源部分，提供了许多实用性极强的诊断工具和流程图，这些都是在实际生产线上积累下来的宝贵经验的结晶。阅读下来，感觉自己像是得到了一位顶级专家多年心血的倾囊相授，这种知识的密度和实用价值，是单纯的理论堆砌所无法比拟的。

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初拿到这本书时，我本以为它会是一本枯燥乏味的教科书，毕竟“表面加工”这个主题听起来就与日常的阅读体验相去甚远。然而，令我惊喜的是，这本书的叙事方式非常具有代入感。作者似乎非常懂得如何与读者进行“对话”，他没有采用那种高高在上的理论灌输，而是巧妙地将许多复杂的工艺流程，通过生动的比喻和贴近实际的场景模拟来展开。我记得其中关于新型镀膜技术的一章，作者描述了材料在极端环境下的微观变化，那画面感强到仿佛我正戴着防护眼镜，亲眼见证着那层薄膜的形成。这种“沉浸式”的阅读体验，极大地降低了技术壁垒，使得即便是初涉此领域的新手，也能迅速抓住核心要点。更难能可贵的是，书中对不同加工方法之间的优劣对比分析得极为客观和透彻，没有偏袒任何一种技术，而是基于大量的实验数据和实际工程反馈，为读者提供了最全面的决策参考依据。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了当下非常流行的极简风格，搭配着略带磨砂质感的纸张，初次上手时就能感受到一种低调而又不失专业的气息。内页的排版也极为考究，字体的选择既保证了阅读的舒适度，又能在关键的图表和公式旁做到重点突出，这对于我们这些需要经常查阅技术资料的读者来说，简直是福音。我尤其欣赏作者在结构布局上的用心，章节之间的逻辑衔接非常自然流畅，从宏观的理论基础到具体的应用案例，层层递进，让人在阅读过程中始终保持着清晰的思路，不会感到丝毫的跳跃或突兀。当然，除了形式上的美感，内容本身的深度和广度也完全超出了我的预期，尤其是在一些前沿概念的阐述上，作者似乎倾注了大量心血，很多我们平时难以理解的复杂现象，在这里都能找到深入浅出的解释。整体而言，这是一本从内到外都散发着匠人精神的专业书籍，光是放在书架上，就已经觉得是一种品味的体现了。

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这本书的学术严谨性毋庸置疑，但它的价值远不止于此。我注意到，作者在阐述每一个技术原理时，都会穿插一些关于其历史演变和应用局限性的讨论。比如在讨论某种传统的化学抛光工艺时，他并没有止步于描述其原理，而是深入探讨了早期工业应用中遇到的环境污染问题，以及后来是如何通过引入新型催化剂来克服这些挑战的。这种兼具历史维度和批判性思维的叙述方式，培养了读者一种更全面的技术观——即任何技术都不是孤立存在的，它们是社会、环境和工程需求共同作用的结果。这使得阅读过程不仅是知识的汲取，更是一种思维方式的重塑，它鼓励我们跳出既有的技术框架，去思考如何进行更可持续、更具创新性的材料表面处理方案。这本书无疑为该领域树立了一个新的标杆。

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