Transport in Laser Microfabrication pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Grigoropoulos, Constantine P.

出品人:

页数:412

译者:

出版时间:2009-8

价格:$ 145.77

装帧:

isbn号码:9780521821728

丛书系列:

图书标签:

• 激光微制造
• 材料加工
• 传输现象
• 热传导
• 质量传输
• 光物理
• 微纳技术
• 激光技术
• 表面处理
• 精密制造

聚焦精密工程的崭新视角：表面处理与材料改性技术大全 一部跨越传统边界，深入现代制造核心的权威指南 本书旨在为材料科学家、精密机械工程师、表面技术专家以及致力于提升产品性能和可靠性的研发人员提供一份全面、深入且极具实战价值的参考资料。它没有聚焦于激光在微结构制造中的特定应用，而是将视野拓宽至更广泛、更基础的材料表面相互作用、界面工程以及功能化策略层面，构建一个多维度的材料改性技术知识体系。 第一部分：界面科学的基石与表征 本卷首先奠定了理解表面行为的理论基础。表面，作为宏观物质与环境的交界面，其独特性质决定了整个系统的最终性能。 第一章：材料表面能与润湿动力学 深入探讨了固体表面能的理论模型（如Young-Dupré方程的局限性与修正），重点分析了由表面形貌和化学组分决散发的表面自由能的定量计算方法。章节细致阐述了静态接触角、动态接触角（前进角与后退角）的测量技术及其对材料界面行为的指导意义。我们将详细对比不同测量技术（如Sessile Drop法、Wilhelmy Plate法）的优缺点，并讨论如何利用这些数据预测涂层附着力、防污能力及生物相容性。 第二章：先进表面形貌学与微观结构分析 本章聚焦于对表面粗糙度、形貌特征（如波纹度、峰谷分布）的量化描述。内容涵盖原子力显微镜（AFM）的非接触、接触和峰值保持模式在表征纳米级起伏中的应用，以及光学轮廓仪在快速大面积三维形貌重建中的优势。特别之处在于，我们引入了基于傅里叶分析和功率谱密度的表面纹理参数，用以关联表面形貌与摩擦学、光学特性的内在联系，强调“形貌即功能”的设计理念。 第三章：原位与非原位表面化学分析技术 表征材料表面元素的化学状态是理解其反应性的关键。本书详细对比了X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）在确定表面元素组成和氧化态方面的互补性。此外，我们引入了更具深度的技术，如二次离子质谱（SIMS）对痕量元素和同位素分布的灵敏分析，以及傅里叶变换红外反射吸收光谱（FTIR-RAS）在分析界面吸附分子和聚合物薄膜结构变化中的应用，重点讲解如何通过这些光谱数据的积分和峰形分析，精确解析材料在复杂环境下的真实表面化学环境。 第二部分：功能性表面改性技术：沉积与生长 本部分详尽介绍了旨在构建特定功能界面的多种材料沉积和界面生长技术，它们是实现高性能涂层和异质结的关键手段。 第四章：物理气相沉积（PVD）的精细控制 深入剖析了磁控溅射（Magnetron Sputtering）和电子束蒸发（E-beam Evaporation）的物理机制及其对薄膜微结构的影响。重点讨论了如何通过控制基底偏压、工作气体压力、靶材材料与等离子体功率密度，实现对薄膜致密性、晶粒尺寸和内应力的调控。本章引入了反应性溅射的概念，以及如何利用这些技术沉积具有特定光学常数（如高折射率介质膜）或电学性能（如透明导电氧化物）的薄膜系统。 第五章：化学气相沉积（CVD）与原子层沉积（ALD） CVD章节侧重于气相反应动力学、前驱体选择和厚度均匀性的控制。我们详细分析了热CVD、等离子体增强CVD（PECVD）在半导体和光伏领域中的应用。而原子层沉积（ALD）则被视为终极的厚度控制技术。本章全面覆盖了ALD的自限制性表面反应机理，讲解了如何通过精确控制循环次数，实现亚纳米级的厚度和无与伦比的保形性（Conformal Coating），这对于复杂三维结构（如多孔材料、高深宽比结构）的功能化至关重要。 第六章：湿化学转化涂层与溶胶-凝胶技术 本章转向更具成本效益和环境友好性的湿化学方法。磷酸盐转化膜、铬酸盐钝化层（及替代品）的化学原理、成膜过程中的成核与生长动力学被详细解析。溶胶-凝胶（Sol-Gel）技术部分，详细阐述了金属醇盐的水解、缩合反应，探讨了有机物添加剂（如螯合剂、稳定剂）对凝胶网络结构、孔隙率和最终热处理行为的影响，尤其关注其在制备多孔催化剂载体和自清洁涂层中的应用。 第三部分：界面性能的优化与提升 本部分关注如何通过后处理和特定的物理/化学作用，激活或增强已形成界面的内在功能。 第七章：热处理与固态扩散界面反应工程 热处理是调控材料界面性能最普遍且影响深远的操作。本章系统梳理了从退火、固溶到快速热处理（RTP）过程中，固态扩散理论在界面重构中的作用。重点分析了在高温下，不同原子（如掺杂剂、金属原子）在基体中的迁移率、界面相分离（Phase Separation）现象，以及如何利用热处理来消除沉积过程引入的缺陷、优化晶界结构，从而提升薄膜的机械强度和电学性能。 第八章：表面机械改性与残余应力控制 本章讨论了通过机械手段（如喷丸强化、滚压）改善材料表面硬度、疲劳寿命和抗蠕变性能的机理。重点阐述了残余应力（拉应力和压应力）对界面稳定性和疲劳裂纹萌生的决定性影响。我们提供了计算薄膜/基底体系中热应力、本征应力的模型，并介绍了通过优化沉积条件或进行后续退火来平衡这些应力的实用方法。 第九章：等离子体与离子束表面激活技术 超越传统的加热过程，本章探讨了利用高能粒子流（离子束或等离子体）对材料表面进行“软”处理的技术。离子注入技术被深入分析，关注其如何精确地改变表面附近的化学组分和晶格缺陷。等离子体表面处理（如氧等离子体活化、氩离子刻蚀）部分，详细描述了等离子体与表面分子间的碰撞、激活、刻蚀和交联作用，这是生物医用材料表面亲水化或聚合物表面图案化的核心技术。 结语：跨学科整合与未来趋势 最后，本书总结了这些技术在应对现代制造挑战中的整合策略，强调从原子尺度设计功能界面、实现多层级结构控制的重要性，并展望了人工智能辅助材料设计（Materials Informatics）在加速新型表面工程解决方案发现中的潜力。本书致力于为读者提供一套完整的、可操作的表面与界面工程“工具箱”。

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这本《Transport in Laser Microfabrication》的封面设计简洁而专业，散发着一种严谨的学术气息，让我对即将翻开的书页充满期待。从书名来看，它似乎深入探讨了激光微加工过程中物质传输的奥秘，这无疑是理解和优化这类先进制造技术的核心环节。想象一下，书中可能会详细剖析激光与材料相互作用时，热量、动量以及粒子是如何在微观尺度上进行传递的。这不仅涉及到物理学的基本原理，比如热传导、对流、扩散，还可能涉及到等离子体物理、流体力学等更为复杂的领域。我尤其好奇书中会如何解释那些在超快激光加工中出现的非经典传输现象，比如热扩散的受限以及电子-声子耦合的动力学。此外，对于如何通过精确控制激光参数，如脉冲能量、重复频率、扫描速度等，来调控这些传输过程，进而实现对加工精度、表面质量甚至内部结构的精细塑造，书中想必会有详尽的论述。我希望能从中了解到如何利用理论模型来预测和指导实验，从而克服现有技术瓶颈，开发出更具创新性的微制造工艺。对于我这样对精密加工领域充满兴趣的读者而言，这本书听起来就像是一扇通往更深层次理解的大门，能够帮助我将理论知识与实际应用相结合，更好地解决工作中遇到的实际问题，甚至激发新的研究思路。

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封面设计虽然简约，但《Transport in Laser Microfabrication》的标题却让人感受到一种强大的吸引力，仿佛在邀请读者深入探究激光微加工这一迷人领域的核心动力。我猜测这本书将聚焦于激光与物质相互作用时，能量和物质的传输过程，这无疑是理解为何激光能够如此精确地塑造微观世界的关键。我想象着书中会详细阐述热传导、质量扩散、动量传递等基本物理现象，它们如何在激光照射下被极端化，并可能衍生出一些更为复杂的机制，比如由等离子体产生的冲击波、飞溅物以及蒸发产物的运动。更让我好奇的是，书中是否会深入探讨不同类型激光（如飞秒激光、皮秒激光、纳秒激光）在传输机制上的差异，以及这些差异如何影响最终的微制造效果。它可能还会提供一套系统的理论框架，帮助读者理解和预测材料在激光作用下的行为，从而更有效地设计和控制加工过程，以达到所需的精度、分辨率和表面质量。对于那些在微电子、生物医学工程、精密光学器件等领域从事研发和生产的专业人士来说，这本书听起来像是一本不可多得的指导手册，能够帮助他们揭示隐藏在精湛微制造背后的科学原理，并启发新的工艺创新。

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《Transport in Laser Microfabrication》这本书的名字本身就带着一种探索未知领域的魅力。它似乎描绘了一个充满挑战和机遇的世界——如何在高能激光束的引导下，实现物质在纳米乃至微米尺度的精确转移。我脑海中浮现出的是一个充满活力的微观战场，激光能量如同精准的指挥官，调动着原子、分子甚至是更复杂的结构单元。书中大概率会详细介绍各种传输机制，从最基本的布朗运动到更复杂的激光诱导等离子体膨胀，再到可能涉及的声波、激子等传播。我猜测，作者会通过大量的实验数据和理论推导来支撑这些论述，可能会使用诸如有限元分析、分子动力学模拟等先进的计算工具来可视化这些过程。特别吸引我的是“微制造”这个词，它暗示着这本书不仅仅关注基础的物理传输，更侧重于如何将这些理解转化为实际的制造能力，比如在半导体芯片制造、微流控器件制作、生物传感器研发等领域。书中是否会涉及如何通过优化激光参数和工艺流程，来提高材料去除率、减小热影响区、甚至实现三维结构的精确构建，是我非常期待的。这本书听起来像是一本能够系统梳理复杂现象、提供解决问题思路的宝贵参考，对于希望在这一前沿领域有所建树的研究者和工程师来说，无疑是一笔财富。

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《Transport in Laser Microfabrication》这个书名，瞬间勾起了我对激光微加工过程中那些看不见的“幕后英雄”的好奇心。它似乎在揭示，那些我们肉眼可见的精细雕刻，背后是能量和物质在微小尺度上的复杂舞蹈。我猜想，书中会系统地梳理激光能量如何被材料吸收，以及由此产生的热量、电荷载流子以及原子/分子如何进行传输。这不仅仅是简单的热传导，可能还会涉及到激光诱导等离子体动力学、声学效应，甚至在超快激光加工中出现的非平衡态传输现象。我非常希望这本书能够提供一个清晰的框架，将这些复杂的物理过程与实际的微加工应用联系起来。例如，它可能会解释为何在某些加工条件下会出现热损伤，或者为何某些材料更容易实现高精度加工。书中是否会提供实用的模型或计算方法，来指导读者如何根据材料特性和激光参数，来优化加工路径、减小工艺误差，从而获得最佳的加工效果？对于我这样一个对精密制造充满热情的人来说，这本书听起来像是打开了一扇窗户，让我能够窥探到微观世界的奥秘，并从中获得解决实际问题的灵感和方法。

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从《Transport in Laser Microfabrication》这个书名来看，它似乎是一本专注于揭示激光微加工背后核心物理过程的深度著作。我对其内容的想象是，它会详细剖析激光能量与材料相互作用时，能量和物质的传递方式，这无疑是理解和实现精确微制造的关键。书中可能会涵盖热量在材料内部的传导、物质的扩散和迁移，以及激光诱导的等离子体羽的演化和其对周围环境的影响。我尤其想知道，作者是如何将这些基础的物理原理与实际的微加工应用场景相结合的。例如，书中是否会探讨如何通过控制激光的脉冲宽度、能量密度、焦点位置等参数，来精确调控物质的传输过程，从而实现对加工精度、表面粗糙度、甚至材料内部微结构的精细控制。对于我们这些致力于在纳米技术、微电子、精密光学等领域进行研发的工程师和科学家来说，这本书听起来像是一本能够提供理论指导和工程启发的宝贵资源，帮助我们更深入地理解激光微加工的本质，并可能催生出更先进、更高效的制造技术。

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