Microengineering of Metals and Ceramics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Lohe, Detlef (EDT)/ Hausselt, Jurgen (EDT)

出品人:

页数:698

译者:

出版时间:

价格:3393.00元

装帧:

isbn号码:9783527323784

丛书系列:

图书标签:

• Microengineering
• Metals
• Ceramics
• Materials Science
• Manufacturing
• Microfabrication
• Surface Engineering
• Thin Films
• MEMS
• Nanotechnology

创新材料的宏观与微观：聚焦先进复合材料、功能性薄膜与表面工程 图书简介 书名： 创新材料的宏观与微观：聚焦先进复合材料、功能性薄膜与表面工程 作者： [此处可插入虚构的权威学者姓名，例如：张伟教授，李明博士] 出版社： [此处可插入虚构的专业出版社名称，例如：先进工程科学出版社] 预计页数： 约850页 目标读者： 材料科学、机械工程、航空航天、电子信息、生物医学工程等领域的研究人员、工程师、高校高年级本科生及研究生。 --- 概述：迈向下一代工程挑战的材料基石 随着现代工业对性能、可靠性和功能集成度要求的不断攀升，传统材料已难以满足前沿科技发展的需求。本书《创新材料的宏观与微观：聚焦先进复合材料、功能性薄膜与表面工程》正是在这一时代背景下应运而生的一部深度专业著作。它摒弃了对基础晶体结构或经典热力学的冗长论述，而是直接聚焦于当代工程实践中最为关键和前沿的三个领域：先进复合材料的设计与制造、高性能功能性薄膜的制备与表征，以及复杂界面的表面工程技术。 本书旨在提供一个高屋建瓴且细节丰富的技术蓝图，阐述如何通过对材料微观结构的精细调控，实现宏观力学、电学、热学及化学性能的突破性提升。全书内容严谨、案例翔实，紧密结合当前工业界面临的实际工程问题，如极端环境下的材料耐久性、微纳尺度下的器件集成，以及高效率能量转换的需求。 --- 核心内容模块深度解析 本书结构清晰，共分为五大部分，涵盖了从基础原理到先进应用的完整技术链条。 第一部分：先进结构复合材料的界面控制与性能优化 (约 200 页) 本部分深入探讨了如何通过设计纤维、基体以及至关重要的界面区，来创造出超越传统单相材料的性能。我们不着眼于传统的金属合金，而是侧重于非均质体系。 1. 纳米增强复合材料的微观机理： 重点分析了碳纳米管（CNTs）、石墨烯片层（Graphene Flakes）以及纳米颗粒在聚合物、金属和陶瓷基体中的分散性、取向对宏观力学性能（如断裂韧性、疲劳寿命）的影响。书中详细介绍了先进的混合技术（如超声辅助分散、原位聚合生长）如何解决纳米填料的团聚问题。 2. 多尺度建模与预测： 阐述了如何利用有限元分析（FEA）结合分子动力学模拟（MD），预测纤维/基体界面的应力传递效率，特别是针对层状结构（如层压板）在冲击载荷下的能量耗散路径。 3. 智能与自修复复合材料： 探讨了将传感元件（如压电材料或形状记忆合金）嵌入到复合材料结构中，以实现实时健康监测（SHM）的技术。同时，详细介绍了微胶囊技术在实现材料的自主修复（Self-healing）方面的最新进展。 第二部分：高精度功能性薄膜的沉积技术与应用 (约 250 页) 功能性薄膜是现代电子、光学和能源器件的核心。本部分集中于高纯度、高致密性薄膜的制备工艺和性能表征方法。 1. 物理气相沉积（PVD）的精细控制： 详述了磁控溅射（Magnetron Sputtering）和脉冲激光沉积（PLD）在控制薄膜厚度、晶粒尺寸和应力状态方面的技术细节。重点剖析了反应性溅射（Reactive Sputtering）用于制备特定氧化物和氮化物薄膜的工艺窗口。 2. 化学气相沉积（CVD）与原子层沉积（ALD）： ALD作为本部分的高潮，被赋予了极大的篇幅。书中详细对比了不同前驱体在低温下实现亚纳米级厚度控制的能力，并提供了利用ALD制备高K介电材料（如HfO2, Al2O3）在下一代存储器中的应用案例。 3. 薄膜的电学与光学特性： 涵盖了透明导电氧化物（TCOs，如ITO、AZO）的载流子浓度调控，以及超材料（Metamaterials）薄膜在太赫兹波段的应用潜力。 第三部分：金属与陶瓷的表面改性与防护工程 (约 200 页) 本部分关注如何通过改变材料的表面状态，显著提升其在严苛环境下的使用寿命和特定功能。 1. 高能离子束与等离子体处理： 深入分析了离子注入（Ion Implantation）对金属表层晶格缺陷和化学态的影响，特别是在提高抗磨损和抗腐蚀性能方面的机制。等离子体浸没离子注入（PIII）技术被详细介绍。 2. 热物理表面涂层技术： 重点介绍等离子喷涂（Plasma Spraying）和热障涂层（TBCs）在航空发动机叶片防护中的应用。书中包含了陶瓷层与金属粘结层之间界面结合强度的量化评估方法。 3. 化学转化膜与功能化涂层： 探讨了阳极氧化、微弧氧化等电化学方法在制备具有高硬度和耐磨性的陶瓷化表面的工艺参数控制，以及如何通过后处理（如溶胶-凝胶法）在这些表面上引入催化活性位点。 第四部分：先进表征技术在材料界面分析中的应用 (约 100 页) 精确的材料工程离不开先进的表征手段。本部分侧重于那些能够提供微观结构与宏观性能之间桥梁信息的分析技术。 1. 高分辨电子显微学（HRTEM/STEM）： 聚焦于如何利用球差校正仪，解析薄膜/基体异质结处的原子错排和应变场。 2. X射线衍射与能谱分析（XRD/EDS/EELS）： 讲解如何通过浅层X射线散射（GIXRD）分析薄膜的残余应力，以及利用电子能量损失谱（EELS）对界面化学键合的局部电子态进行辨识。 第五部分：跨学科应用案例与未来展望 (约 100 页) 本部分将前述技术整合，展示在特定高科技领域的集成应用。 1. 能源存储与转换： 以固态电池电解质薄膜的界面稳定性、燃料电池催化剂涂层的寿命提升为例，展示界面工程的重要性。 2. 微机电系统（MEMS/NEMS）： 讨论了如何利用ALD技术在微纳结构上实现高保真度的功能集成，解决微尺度下的摩擦学问题。 --- 本书的独特价值与学术贡献 《创新材料的宏观与微观》的价值在于其高度的实用性和前沿性。本书并非对现有知识的简单汇编，而是通过对材料结构——工艺——性能三者之间复杂关系的深入剖析，为工程师和科学家提供了解决“如何制造出具有特定、非传统功能”的材料的系统性方法论。它强调了在微米到纳米尺度上对材料进行“定制化设计”的必要性，是材料科学从经验驱动向理性设计转型的有力工具书。对于任何致力于突破现有材料性能极限的研究工作者而言，本书提供了必要的理论深度和技术广度。

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