结构陶瓷材料及其应用

结构陶瓷材料及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:张玉军
出品人:
页数:155
译者:
出版时间:2005-3
价格:23.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787502564209
丛书系列:
图书标签:
  • 结构陶瓷
  • 陶瓷材料
  • 材料科学
  • 工程陶瓷
  • 先进陶瓷
  • 陶瓷应用
  • 无机非金属材料
  • 粉末冶金
  • 高温材料
  • 功能陶瓷
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具体描述

本书系统阐述了结构陶瓷材料的制备工艺原理、特点和结构陶瓷材料的力学性能与热学性能,详细介绍了结构陶瓷材料的增韧补强方法和机理,重点介绍了结构陶瓷材料在陶瓷刀具、陶瓷发动机、陶瓷装甲和陶瓷轴承等领域的应用和最新研究进展。

  本书系统反映结构陶瓷材料强韧化机理和在高技术领域应用的最新研究进展、发展动态。

  本书可作为材料学专业本科生和硕士研究生的教材,也可供从事材料科学研究、生产、管理的科技人员使用和参考。

现代电子封装材料:从基础理论到前沿应用 本书旨在深入探讨现代电子封装领域所使用的关键材料,并结合其在集成电路、功率器件、微机电系统(MEMS)等前沿技术中的实际应用,为读者构建一个全面而系统的知识体系。全书从基础理论入手,循序渐进地阐述各类电子封装材料的特性、制备工艺及其性能表征方法,并重点聚焦于当前行业发展趋势和未来研究方向。 第一部分:电子封装材料基础理论 本部分将系统介绍构成现代电子封装体系的核心材料类别,并对其物理、化学、力学及热学等基本性质进行深入剖析。 金属材料:聚焦于铜、铝、金、银、焊料等在电子封装中扮演关键角色的金属材料。我们将详细探讨它们的导电导热性能、延展性、抗氧化性以及不同合金体系的特性。例如,在互连方面,我们将深入讲解铜作为主流布线材料的优势,以及不同铜合金在提升可靠性方面的应用;在焊接方面,我们将详细阐述无铅焊料的发展历程、成分分析以及对不同焊接工艺的影响。 聚合物材料:涵盖了环氧树脂、聚酰亚胺、有机硅、聚苯醚等广泛应用于封装基板、粘接剂、灌封材料的聚合物。我们将分析这些材料的介电常数、损耗因子、热膨胀系数、机械强度、耐湿热性以及耐化学腐蚀性。重点将放在先进聚合物的设计理念,例如如何通过改性提升热稳定性、降低吸湿性,以满足更高集成度和更严苛工作环境的需求。 陶瓷材料:虽然本书不直接聚焦于您提到的“结构陶瓷”,但我们将简要介绍在电子封装中起到支撑、绝缘或导热作用的功能性陶瓷。例如,氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等陶瓷材料,它们具有优异的绝缘性、高热导率、良好的机械强度和化学稳定性,常被用作基板、衬底、封装体等。我们将探讨它们的微观结构、晶粒尺寸对性能的影响,以及在异质集成中的应用价值。 复合材料:重点介绍将金属、聚合物、陶瓷等材料通过特定工艺复合而成的功能性材料。例如,金属基、陶瓷基复合材料在提升导热性能和机械强度方面的优势;聚合物基复合材料在轻量化和电磁屏蔽方面的应用。我们将讨论复合材料的界面特性、增强相与基体相的匹配性对整体性能的影响。 第二部分:先进电子封装材料的制备与表征 本部分将详细阐述各类电子封装材料的先进制备技术,以及评估和表征其性能的关键方法。 制备技术: 金属加工:包括电镀、溅射、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等在形成金属互连层、焊盘等方面的应用。 聚合物成型:介绍注塑、模压、涂布、印刷等技术在制造封装体、粘接层等方面的应用。 陶瓷制备:简要提及粉末冶金、烧结、热压烧结等工艺在制备陶瓷基板等方面的基础原理。 复合材料制备:讨论混合、压制、固化等工艺在制备高性能复合材料中的应用。 性能表征: 电学性能:通过电阻率、介电常数、介电损耗、漏电流等测试,评估材料的导电性和绝缘性。 热学性能:介绍热导率、热膨胀系数、玻璃化转变温度(Tg)、分解温度(Td)等参数的测量方法,以及对热管理和可靠性的影响。 力学性能:包括拉伸强度、弯曲强度、断裂韧性、硬度、疲劳寿命等测试,评估材料在机械应力下的表现。 可靠性评估:重点介绍加速寿命试验,如湿热试验、温度循环试验、高低温储存试验、功率循环试验等,以预测材料在实际应用中的长期可靠性。 第三部分:电子封装材料在关键应用中的前沿实践 本部分将把前述的材料理论和制备技术应用到具体的电子封装场景中,展现材料科学在推动电子产业发展中的关键作用。 集成电路封装: 高密度互连:介绍用于细间距、多层布线的铜互连技术、有机聚合物介质材料(如低k材料)的应用,以及硅通孔(TSV)技术中所需的材料挑战。 扇出型晶圆级封装(FOWLP):探讨其所需的重构层、再布线层、封装基板等材料选择与性能要求。 3D/2.5D封装:分析硅中介层(Silicon Interposer)、有机中介层(Organic Interposer)以及倒装芯片(Flip-Chip)封装中的焊料、粘结材料、散热材料等关键材料。 功率电子封装: 高导热基板:重点介绍氮化铝、氧化铝、碳化硅等陶瓷基板以及金属基复合材料在导热和绝缘方面的优势,以及与芯片、散热器之间的界面材料(如导热膏、导热垫)的应用。 高温焊料与粘结剂:讨论在高温工作环境下,对焊料、粘结剂耐高温性能、可靠性提出的特殊要求。 宽禁带半导体封装:聚焦于SiC、GaN器件封装对材料的特殊需求,例如耐高温、高频下的介电性能等。 微机电系统(MEMS)封装: 密封性与可靠性:分析MEMS器件对封装材料的密封性、生物相容性(如医疗MEMS)、抗腐蚀性等方面的特殊要求,以及玻璃、金属、聚合物等密封材料的应用。 异质集成:探讨MEMS与CMOS电路等不同材料器件的集成过程中,对键合材料、填充材料的兼容性与性能挑战。 先进封装技术趋势: 异质集成材料:展望不同材料体系(如硅、化合物半导体、MEMS传感器)之间如何通过先进的键合、封装技术实现高性能集成,对材料界面、兼容性提出新要求。 高性能散热材料:分析未来电子器件发热量不断增加的趋势下,对新型高导热、低热阻材料(如石墨烯、碳纳米管等)的需求。 可制造性设计(DFM)与可持续材料:探讨在材料选择和工艺设计中,如何兼顾成本、效率以及环保可持续性。 本书的编写力求内容严谨、逻辑清晰,紧密结合行业最新发展动态,旨在为材料科学家、电子工程师、研发人员以及相关领域的学生提供一个深入学习和研究电子封装材料的宝贵参考。通过本书的学习,读者将能够更好地理解不同材料在电子封装中的作用,掌握评估和选择合适材料的方法,并能针对性地解决实际工程问题,推动电子封装技术和相关应用领域的发展。

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这本书的出版,为我这样对工程材料充满兴趣的读者,提供了一个全面而深入的学习平台。我一直从事的是产品设计领域的工作,常常需要面对材料选择上的挑战,尤其是在需要轻质高强、耐磨损、耐腐蚀的特殊工况下。这本书的出现,就像是为我量身定制的指南。我特别关注书中关于结构陶瓷在汽车轻量化和高性能部件中的应用案例,这些都是我工作中经常会遇到的问题。书中详细分析了不同陶瓷材料在这些部件中扮演的角色,例如碳化硅陶瓷的高强度和低密度,使其成为制造高性能发动机零部件的理想选择;氧化铝陶瓷的优异的耐磨性和成本效益,使其在刹车盘和衬里等部件上表现出色。我特别喜欢书中关于材料的微观结构与宏观性能之间关系的深入探讨,作者通过大量的显微照片和理论模型,清晰地展示了例如晶界、孔隙、第二相颗粒等微观特征如何影响陶瓷的力学性能、热学性能和电学性能。这让我明白,材料的性能并非凭空而来,而是由其内部精密的结构决定的。而且,书中还对不同陶瓷材料的加工工艺和性能表征方法进行了详细的介绍,这为我进行材料选型和产品开发提供了坚实的依据。

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从一个完全不了解结构陶瓷的普通读者角度来看,这本书的叙述方式给我留下了深刻的印象。我原本以为陶瓷只是易碎品,但这本书让我了解到,某些陶瓷材料竟然比钢还坚硬,而且在极高的温度下也不会变形。书中对高温结构陶瓷的应用,例如在航空发动机涡轮叶片和喷嘴中的应用,简直让我惊叹。它详细解释了这些陶瓷材料是如何抵抗极高的温度和应力的,以及它们如何帮助提高发动机的效率和寿命。我特别喜欢书中关于热障涂层的讲解,它就像给金属部件穿上了一层“铠甲”,在高温环境下保护它们。作者用了很多生动的比喻,将复杂的材料科学原理讲解得通俗易懂,例如将晶格结构比作砖块的堆砌,将断裂韧性比作给材料增加“弹性”。而且,书中还介绍了陶瓷材料在国防领域的应用,例如在装甲防护方面的应用,这让我对这些材料有了更深层次的认识,了解到它们不仅仅是工业材料,更是国家安全的重要保障。阅读过程中,我感觉自己像是在参与一场材料科学的探险,不断发现新的惊喜。

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阅读《结构陶瓷材料及其应用》的过程,是一次充满启发性的知识探索。我之前对材料的了解仅限于基本的力学性能,而这本书则将我带入了材料科学的微观世界。我被书中关于陶瓷晶体结构、缺陷以及强化机制的深入剖析所吸引,例如对位错滑移、裂纹偏转等概念的讲解,让我对材料的强度和韧性有了更深刻的理解。我尤其关注书中关于陶瓷复合材料在航空航天领域的应用,例如碳纤维增强陶瓷基复合材料在耐高温、高强度方面的优势,以及它们在火箭发动机、飞行器结构中的重要作用。书中还探讨了这些材料的制备工艺和性能表征方法,为我提供了宝贵的实践指导。我感觉这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的引导,它教会我如何从微观结构去理解宏观性能,如何从材料特性去预测应用前景。而且,书中对材料的长期服役性能和可靠性进行了详细的分析,这对于我进行工程设计和风险评估具有重要的参考价值。

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从一个对科学充满好奇的普通读者的角度来看,这本书就像是一扇通往未知世界的窗户。我一直觉得陶瓷就是易碎的碗碟,但这本书让我了解到,某些陶瓷材料竟然在极高的温度下依旧坚不可摧,甚至比钢铁还要坚硬。书中关于高温结构陶瓷在航空发动机中的应用,简直让我惊叹不已。它详细解释了这些陶瓷材料如何能够承受住发动机内部的极高温度和巨大的压力,以及它们如何帮助提升发动机的效率和使用寿命。我特别喜欢书中关于热障涂层的讲解,它就像给金属部件穿上了一层“防火衣”,在高温环境下保护着它们。作者用了很多生动形象的比喻,将复杂的材料科学原理讲得通俗易懂,比如将晶体结构比作精巧的积木,将材料的强度比作承受压力的能力。而且,书中还介绍了陶瓷材料在国防领域的应用,比如在装甲防护方面的应用,这让我对这些材料有了更深层次的认识,了解到它们不仅仅是工业材料,更是国家安全的重要保障。

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我一直对尖端科技在日常生活中扮演的角色充满好奇,而《结构陶瓷材料及其应用》这本书,恰恰将那些“看不见”却又至关重要的材料,以一种非常宏观且引人入胜的方式呈现在我面前。我尤其惊叹于陶瓷材料在极端环境下的卓越表现,例如在航空航天领域,书中对陶瓷基复合材料在高温燃气流中的应用进行了深入的探讨,从其热障涂层设计理念到失效模式分析,都给予了我极大的启发。我一直以为隔热瓦只是一种简单的材料堆叠,但这本书让我了解到,其背后蕴含着极其复杂的材料科学原理和精密的工程设计。它不仅仅是讲解了材料本身的性质,更着重于材料如何与整个系统协同工作,达到最优的性能。我对于书中关于陶瓷烧结过程的描述也印象深刻,从粉末制备、成型到高温烧结,每一个环节都对最终材料的性能有着至关重要的影响。作者详细介绍了不同烧结工艺对陶瓷微观结构和致密化的影响,这让我明白,看似简单的“烧制”过程,实则是一个精细而复杂的过程。而且,书中还强调了材料的成本效益和环境友好性,在介绍各种高性能陶瓷的同时,也考虑了其工业化生产的可行性和对环境的影响,这一点非常难得。让我对可持续发展和绿色材料的未来有了更深的思考。

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这本书的出版,无疑为广大工程师和科研人员提供了一部极具价值的参考手册。我一直从事的是精密机械制造领域的工作,常常需要面对材料选择上的挑战,尤其是在需要耐磨损、耐高温、耐腐蚀的特殊工况下。这本书的出现,就像是为我指明了方向。我特别关注书中关于结构陶瓷在机械密封、轴承、阀门等部件中的应用案例,这些都是我工作中经常会遇到的问题。书中详细分析了不同陶瓷材料在这些部件中扮演的角色,例如氮化硅陶瓷的高强度和低摩擦系数,使其成为高性能轴承的理想选择;氧化锆陶瓷的优异的断裂韧性和耐磨性,使其在阀门密封件上表现出色。我特别喜欢书中关于失效分析的章节,它通过大量的图例和实际案例,剖析了结构陶瓷在不同应用场景下的失效机制,例如热冲击开裂、磨粒磨损、腐蚀侵蚀等,这对于我进行故障诊断和优化设计提供了宝贵的经验。而且,书中对于材料的测试方法和性能评估标准也进行了详细的介绍,这为我进行材料选型和供应商评估提供了坚实的依据。我感觉这本书不仅仅是停留在理论层面,更是深入到实际应用中,解决实际问题,这对于我这样的工程实践者来说,非常有指导意义。

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这本书的阅读体验,远超出了我的预期,它将我带入了一个我从未设想过的材料世界。我一直对尖端科技的发展充满了兴趣,而书中对结构陶瓷在新能源领域的应用,尤其是固态电池和高性能催化剂中的应用,让我看到了未来的无限可能。书中对陶瓷电解质的离子导电性、界面稳定性以及高温性能进行了详尽的论述,这都是实现高效能量储存的关键。我对于书中关于陶瓷在环境治理领域的应用,例如在空气净化、水处理中的应用,也进行了深入的学习。书中对陶瓷吸附材料的孔隙结构、表面化学性质以及催化性能进行了详细的介绍,这让我明白,陶瓷不仅仅是工程材料,更是解决环境问题的有力武器。我特别欣赏书中对材料性能与成本效益之间的权衡分析,作者在介绍各种高性能陶瓷时,都会详细分析其制备成本和生产工艺,并结合具体的应用场景,解释为什么这种材料能够实现经济上的可行性。这种“理论与实践相结合”的讲解方式,让我能够更全面地理解材料的价值和意义。

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我之前对新材料的认知,很大程度上停留在金属和高分子材料的范畴,《结构陶瓷材料及其应用》的阅读经历,彻底颠覆了我的固有认知。我被书中对结构陶瓷在能量储存和转换领域的应用深深吸引,比如在燃料电池、固体氧化物电解池中的应用。书中对陶瓷隔膜的孔隙率控制、离子导电性以及高温稳定性进行了详细的论述,这些都是实现高效能量转换的关键。我对于书中关于陶瓷传感器在高温环境下的应用也进行了深入的了解,例如在汽车发动机、工业炉等场景下,陶瓷传感器能够承受极高的温度,并提供准确的测量数据,这对于过程控制和安全监测至关重要。我特别欣赏书中对材料微观结构与宏观性能之间关系的深入探讨,作者通过大量的显微照片和理论模型,清晰地展示了例如晶界、孔隙、第二相颗粒等微观特征如何影响陶瓷的力学性能、热学性能和电学性能。这让我明白,材料的性能并非凭空而来,而是由其内部精密的结构决定的。而且,书中还对不同陶瓷材料的制备成本和生产工艺进行了比较分析,这对于评估材料的经济可行性和推广应用具有重要的参考价值。

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这本书真是让我大开眼界,我一直对材料科学领域充满好奇,尤其是在工程应用中那些不起眼却至关重要的材料。这次读到《结构陶瓷材料及其应用》,简直像是打开了一个全新的世界。我之前对陶瓷的印象还停留在餐具、装饰品,没想到它在极端环境下竟然能发挥如此关键的作用。书中详细阐述了各种结构陶瓷的微观结构、晶体学特性以及它们如何影响宏观力学性能,这一点让我印象深刻。比如,它深入剖析了氧化铝、碳化硅、氮化硅等材料的原子排列、晶界强化机制,以及它们在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的稳定性。我特别喜欢书中关于断裂韧性提升策略的论述,比如引入第二相颗粒、纤维增韧等技术,这些理论知识的讲解非常扎实,并且配以大量的图表和实验数据,让抽象的概念变得直观易懂。作者在解释这些复杂科学原理时,并没有使用过于晦涩的专业术语,而是尽量用通俗易懂的语言来阐述,这对于像我这样的非专业读者来说,是非常友好的。更重要的是,这本书并没有止步于理论,而是花了大量的篇幅去介绍这些结构陶瓷在实际工程中的应用案例,从航空航天领域的发动机部件、隔热瓦,到汽车工业的高性能刹车盘、发动机气门,再到生物医学领域的植入体、人工关节,这些具体的应用场景的描述,让我真切地感受到了结构陶瓷的价值和潜力。读完后,我感觉自己对高性能材料有了更深刻的理解,也更加佩服那些致力于材料科学研究的科学家们。

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这本书的内容给我带来了全新的视角,让我重新认识了材料科学的博大精深。我一直对3D打印技术很感兴趣,而书中关于陶瓷3D打印的章节,更是让我看到了未来制造的可能性。它详细介绍了各种陶瓷材料如何通过3D打印技术,被加工成复杂形状的部件,这为个性化定制和快速原型制造提供了巨大的潜力。我对于书中关于生物陶瓷在医疗领域的应用,例如在骨组织工程、牙科修复中的应用,也进行了深入的学习。书中对生物陶瓷的生物相容性、生物活性以及降解性能进行了详细的介绍,这让我明白,陶瓷不仅仅是用于工程领域,更是与人类健康息息相关的。我特别欣赏书中对材料性能与应用需求之间关系的分析,作者在介绍每一种结构陶瓷时,都会详细分析其独特的性能,并结合具体的应用场景,解释为什么这种材料适合在该场景下使用。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,让我能够真正理解材料的价值和意义。

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