Amorphous and Crystalline Silicon Carbide and Related Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer-Verlag

作者:G. L. Harris

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1989-03

价格:USD 60.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387507064

丛书系列:

图书标签:

• Silicon Carbide
• Materials Science
• Semiconductors
• Crystalline Materials
• Amorphous Materials
• Thin Films
• High-Temperature Materials
• Electronic Materials
• Wide Bandgap Semiconductors
• SiC

《高性能陶瓷材料的制备与应用》 本书深入探讨了高性能陶瓷材料的研发前沿，重点关注其精细制备工艺、结构调控及其在各尖端领域的创新应用。本书内容涵盖了先进陶瓷材料从原子尺度到宏观性能的完整链条，为材料科学家、工程师以及相关领域的研究者提供了一份详实且具有指导意义的参考。 第一部分：高性能陶瓷的微观结构与性能调控 本部分聚焦于理解陶瓷材料的微观结构特征，包括晶粒尺寸、晶界特性、第二相分布以及缺陷类型等，并探讨这些微观结构如何直接影响材料的宏观性能。 晶粒尺寸工程： 详细介绍了通过不同制备技术（如湿法化学合成、机械合金化、放电等离子烧结）实现纳米晶、微晶甚至亚微晶陶瓷的制备。分析了晶粒尺寸减小对陶瓷材料强度、硬度、韧性以及光学、电学性能的影响，并讨论了纳米陶瓷的晶界滑移机制和尺寸效应。 晶界工程： 深入剖析晶界在陶瓷材料中的作用，包括其结构、化学组成以及能量状态。阐述了如何通过优化烧结助剂、控制气氛以及后续热处理等手段来调控晶界形态和成分，从而改善陶瓷的致密化过程、抗蠕变性、介电性能和电子传输特性。 第二相设计与分布： 探讨了如何通过引入第二相来增强陶瓷材料的韧性（如增韧机理：裂纹偏转、桥联、微裂纹等）、改善耐磨性或赋予特殊功能（如导电、压电）。详细介绍了纳米颗粒增强、纤维增韧等技术，并分析了第二相的尺寸、形状、体积分数以及界面结合状态对复合陶瓷性能的影响。 缺陷控制与本征性能： 讨论了陶瓷材料中的固有缺陷（如氧空位、金属空位、填隙原子等）对电学、光学和催化性能的关键作用。介绍了通过化学计量比调控、掺杂改性以及气氛退火等方法来精确控制缺陷浓度和类型，以优化材料的导电率、发光性能、氧传输能力等。 第二部分：先进陶瓷材料的精细制备技术 本部分系统性地介绍了当前主流的以及新兴的高性能陶瓷制备技术，强调了工艺参数对产品质量和性能的决定性影响。 粉体制备与表征： 详细介绍了溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热/溶剂热法、机械合金化等多种粉体制备技术，并重点阐述了前驱体选择、反应条件控制、后处理（如煅烧、洗涤、干燥）对粉体粒径、形貌、比表面积和化学纯度的影响。同时，介绍了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、比表面积分析仪等表征手段。 成型技术： 涵盖了陶瓷粉体的各种成型方法，包括干压成型、等静压成型、注浆成型、挤出成型、流延成型以及注射成型等。分析了不同成型方法在制备复杂形状、高精度陶瓷部件方面的优势与局限性，并讨论了成型过程中粉体堆积密度、均匀性以及脱模等关键问题。 烧结工艺与优化： 深入探讨了传统固相烧结、液相烧结、扩散烧结以及气相烧结等多种烧结技术。重点阐述了烧结温度、升温速率、保温时间、烧结气氛以及压力（如热压、放电等离子烧结（SPS））对陶瓷致密化、晶粒生长、孔隙行为以及最终性能的影响。详细介绍了采用高真空、还原气氛或氧化气氛等特殊烧结环境对特定陶瓷材料性能优化的案例。 非传统制备技术： 介绍了喷雾干燥、喷雾热解、3D打印（如立体光刻（SLA）、熔融沉积（FDM）、选择性激光烧结（SLS）等）等新兴制备技术在制备多孔陶瓷、梯度功能陶瓷以及复杂结构陶瓷中的应用。 第三部分：高性能陶瓷材料的典型应用与发展趋势 本部分将重点介绍几种具有代表性的高性能陶瓷材料，并探讨其在能源、环境、电子、生物及航空航天等领域的创新应用。 结构陶瓷： 讨论了氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等材料在高温结构件、耐磨损部件、刀具、轴承等方面的应用，以及如何通过结构设计和复合化来进一步提升其断裂韧性、抗热震性和抗疲劳性。 功能陶瓷： 电子陶瓷： 详述了介电陶瓷（用于电容器）、压电陶瓷（用于传感器、执行器）、铁电陶瓷（用于存储器）、半导体陶瓷（如金属氧化物半导体用于气体传感器）的原理、制备与应用。 离子导体制陶瓷： 重点介绍了固体氧化物燃料电池（SOFC）中的电解质材料（如YSZ、GDC等）以及固态电解质（如LLZO、LAGP等）在下一代锂电池中的应用，分析了影响离子电导率的关键因素。 催化陶瓷： 讨论了多孔陶瓷作为催化剂载体以及具有催化活性的陶瓷材料（如TiO2、CeO2等）在环境治理（如废气净化）和化学反应中的应用。 光学陶瓷： 介绍了透明陶瓷（如YAG:Ce、Al2O3等）在激光器、LED封装和高功率光学器件中的应用，分析了其透明性的来源和制备挑战。 生物陶瓷： 探讨了生物惰性陶瓷（如氧化铝、氧化锆）和生物活性陶瓷（如羟基磷灰石、生物玻璃）在骨科植入物、牙科修复体和药物缓释载体中的应用，以及其生物相容性、降解性和生物诱导性。 发展趋势： 展望了高性能陶瓷材料在智能化、集成化、绿色化方向的发展趋势，包括多功能集成陶瓷、仿生结构陶瓷、可持续制备工艺以及在人工智能辅助材料设计中的应用前景。 本书力求以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，系统性地呈现高性能陶瓷材料的制备、表征、性能与应用，旨在激发读者对该领域的兴趣，并为推动高性能陶瓷材料的理论研究与工程实践贡献力量。

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