具体描述
This is the second, revised edition of a book that has already proved invaluable to a wide range of readers. Written by a scientist for scientists and technical people, it goes beyond the subject matter indicated by the title, filling the gap which previously existed in the available technical literature. It includes a wealth of information for physicists, chemists and engineers who need to know more about thin films for research purposes, or who want to use this special form of solid material to achieve a variety of application-oriented goals.
玻璃表面涂层技术前沿与应用：一场深入的材料科学探索 图书简介 本书旨在为材料科学家、化学工程师、光学专家以及对精密表面处理技术感兴趣的专业人士，提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考书。我们聚焦于非玻璃基底上的先进功能性涂层技术，系统地阐述了从基础理论到前沿应用的完整知识体系，内容涵盖了当前涂层科学领域最具活力和挑战性的方向。 第一部分：基础理论与沉积原理 本书首先构建了理解功能性涂层体系的理论基石。我们不涉及玻璃基底上的传统涂层，而是将重点放在高分子聚合物、金属合金、陶瓷以及复合材料等非传统基材上的薄膜形成机制。 第一章：薄膜的形核与生长动力学 本章深入探讨了不同沉积方法下，原子或分子如何在基材表面进行形核、迁移和生长。详细分析了岛屿生长（Island Growth）、层层生长（Layer-by-Layer Growth）的相图，以及如何通过精确控制温度、压力和气体流量来调控薄膜的晶体结构和应力状态。特别关注了非晶态或纳米晶态薄膜在非平面基底上的沉积均匀性问题。 第二章：表面能与界面化学 界面行为是决定涂层性能的关键。本章侧重于研究涂层材料与非玻璃基材（如高导电聚合物或高韧性金属）之间的界面粘附力（Adhesion）机制。我们将介绍先进的表面预处理技术，包括等离子体刻蚀、化学气相沉积（CVD）预处理，以及用于增强界面结合的偶联剂（Coupling Agents）的分子设计原理。内容涉及接触角、表面自由能计算在预测涂层铺展性中的应用。 第二部分：先进功能涂层的制备技术 本书的重点在于介绍那些对基材形貌、热敏性有严格要求的非玻璃材料的涂层技术。 第三章：原子层沉积（ALD）在复杂结构上的应用 原子层沉积因其出色的厚度精确控制和高保形性（Conformal Coating）而成为关键技术。本章详细阐述了ALD在微电子器件中的三维结构（如深孔、高深宽比结构）上的应用。我们提供了多种ALD前驱体对（如金属卤化物、有机金属化合物）在敏感聚合物基材上反应机理的对比分析，以及在线监测技术（In-situ Monitoring）如何确保每个周期的饱和度。 第四章：磁控溅射与脉冲激光沉积（PLD）的优化 本章侧重于高能物理气相沉积（PVD）方法。针对柔性电子设备中使用的柔性塑料或金属箔基底，我们讨论了如何通过靶材设计、偏压控制和磁场配置来降低沉积温度，减少对基材的热损伤。尤其关注了在高损伤环境中实现梯度功能涂层（Functionally Graded Coatings）的工艺窗口。 第五章：溶液法涂层的高级控制 对于大面积、低成本涂层（如柔性太阳能电池或传感器元件），溶液法至关重要。本章涵盖了旋涂（Spin Coating）、狭缝涂布（Slot-Die Coating）和喷墨打印（Inkjet Printing）技术。重点在于“墨水”的设计，包括溶剂的选择、固含量、粘度控制，以及在干燥过程中如何管理溶剂挥发速率以避免产生裂纹和缺陷。 第三部分：功能性涂层的性能与表征 本部分聚焦于如何赋予涂层特定功能，并使用最先进的工具对其进行准确评估。 第六章：电化学与能源存储涂层 本书详细介绍了应用于超级电容器电极和锂离子电池隔膜上的电荷传输、离子导电层。内容包括导电聚合物（如PEDOT:PSS）的掺杂技术，以及如何利用ALD技术在多孔电极材料上构筑稳定性的界面隔离层，以抑制副反应。 第七章：光学薄膜与智能响应材料 重点关注折射率可调谐、温度响应性或pH响应性的智能涂层。我们探讨了用于防反射/高反射镜的介电多层膜设计，但这些膜是沉积在光学玻璃纤维或透明聚合物片材上的。还包括光致变色（Photochromic）和电致变色（Electrochromic）材料在透明导电基底上的集成方法。 第八章：先进的涂层表征技术 为确保涂层质量，需要跨学科的表征手段。本章深入介绍了高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）在界面分析中的应用，X射线光电子能谱（XPS）对化学态的确定，以及如何使用原子力显微镜（AFM）来量化涂层表面的粗糙度和摩擦学性能（摩擦系数、磨损率）。特别强调了原位（In-situ）表征技术在理解涂层服役性能中的重要性。 结论：面向未来的涂层集成 本书的最终目标是引导读者思考如何将这些独立的技术模块集成到复杂的系统工程中，例如柔性显示器、生物传感器和先进催化剂载体。我们展望了自修复涂层（Self-Healing Coatings）和人工智能辅助工艺优化在非玻璃基底涂层领域的发展趋势。 目标读者： 本书适合研究生、科研人员、涂层工艺工程师，以及任何希望从传统领域拓展到高新技术功能性薄膜设计与制造的专业人士。它摒弃了对传统玻璃工艺的重复阐述，而是提供了一扇通往前沿材料科学的窗口。
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