功能性涂料生产与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:江苏科学技术出版社

作者:李东光

出品人:

页数:844

译者:

出版时间:2006-6

价格:50.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787534548239

丛书系列:

图书标签:

• 功能性涂料
• 涂料生产
• 涂料应用
• 材料科学
• 化学工程
• 表面处理
• 纳米材料
• 环保涂料
• 特种涂料
• 涂料技术

《现代工业材料科学前沿》 内容简介： 本书并非关于特定材料的生产工艺或应用指南，而是致力于展现现代工业领域中，那些能够赋予材料革新性性能、推动技术飞跃的科学理念和前沿研究。它将带领读者深入探索材料科学的核心驱动力，聚焦于那些能够改变物质本质、开创全新应用可能性的基础理论与颠覆性技术。 第一部分：功能性材料的微观设计与原子尺度调控 本部分将触及材料科学中最激动人心的前沿阵地——原子、分子层面的精准设计与操纵。我们将考察如何通过理解和控制材料在原子尺度上的结构、电子态以及相互作用，来赋予宏观材料前所未有的功能。 量子效应与新材料涌现： 深入解析量子力学原理如何成为设计新型功能性材料的基石。我们将探讨如量子点（Quantum Dots）在光电领域的独特发光特性，以及如何通过调控其尺寸和成分来精确控制其光谱响应，从而在显示技术、生物成像和太阳能电池等领域带来革命性的突破。还将介绍拓扑材料（Topological Materials）的概念，它们独特的表面导电性如何为构建更稳定、高效的电子器件提供可能。 自组装与有序结构的构建： 探索自然界中的自组装现象如何被借鉴和应用到材料科学中。我们将详细介绍超分子自组装（Supramolecular Self-Assembly）的原理，展示如何利用分子间的弱相互作用（如氢键、π-π堆积、范德华力）来精确构建复杂的纳米结构，例如有序的胶束、囊泡、液晶以及二维有序纳米材料。这些结构不仅具有高度的秩序性，还能实现对物质传输、催化反应等过程的精细调控，在药物递送、传感器和纳米反应器等方面展现出巨大潜力。 界面工程与异质结的协同效应： 强调材料界面在决定整体性能中的关键作用。本书将深入研究不同材料在接触界面处产生的独特物理化学现象，例如电荷转移、应力耦合、磁耦合等。我们将详细分析二维材料（如石墨烯、二硫化钼）与各类基底材料形成的异质结（Heterostructures）如何通过电子或激子的协同作用，实现性能的指数级提升，这对于开发高性能传感器、光电器件和逻辑器件至关重要。 第二部分：智能材料与环境响应性设计 本部分将聚焦于那些能够感知外部环境变化并做出相应响应的智能材料，以及如何设计这些材料以适应复杂多变的应用场景。 形状记忆合金与聚合物： 介绍形状记忆效应（Shape Memory Effect）的机理，以及在不同材料体系中的具体表现。我们将分析形状记忆合金（如镍钛合金）如何通过相变来记忆和恢复其原始形状，并在医学（如血管支架）、航空航天（如自修复结构）等领域中的创新应用。同时，也将探讨形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers）的设计原理，它们通过温敏性或光敏性等触发因素，实现可逆的形状变化，为可穿戴设备、机器人和可控释放系统带来新的可能性。 自修复材料的仿生设计： 借鉴生物体自我修复的机制，探讨如何设计具有自愈合能力的材料。我们将介绍微胶囊自修复（Microcapsule-based Self-healing）和本征自修复（Intrinsic Self-healing）两种主要策略，分析它们在聚合物基体中如何实现损伤的检测、修复介质的释放和功能的恢复。这类材料在延长产品使用寿命、降低维护成本方面具有革命性的意义，尤其是在航空航天、汽车和电子产品领域。 可调控传感材料的开发： 深入研究如何设计能够精确感知特定化学物质、物理信号（如温度、压力、光照）并将其转化为可读信号的传感材料。我们将探讨基于有机、无机以及杂化材料的化学传感器、生物传感器和物理传感器的工作原理，以及如何通过分子识别、荧光猝灭、电化学响应等机制实现高灵敏度、高选择性的检测。这些材料是构建物联网、环境监测、医疗诊断等智能系统的关键组成部分。 第三部分：先进制造技术与功能性材料的规模化制备 本部分将探讨支撑功能性材料发展的重要制造技术，以及如何将实验室中的概念转化为具有实际应用价值的产品。 增材制造（3D打印）与复杂结构功能集成： 深入介绍增材制造技术如何为功能性材料的创新应用打开新的大门。我们将重点关注利用3D打印技术来制备复杂几何形状、具有多尺度结构和集成功能的器件。例如，通过打印多组分材料实现功能梯度分布，或者在打印过程中嵌入传感、驱动或能量收集单元，从而制造出具有高度定制化和集成化的功能性部件，如生物支架、定制化医疗植入物、集成电路等。 纳米加工与高精度制备： 介绍实现材料在纳米尺度上精准加工的技术。我们将讨论光刻（Photolithography）、电子束光刻（Electron Beam Lithography）、聚焦离子束（Focused Ion Beam）等技术如何用于制造具有亚微米甚至纳米尺度的微纳结构，这对于开发高性能微电子器件、纳米光子器件和微流控芯片至关重要。同时，也会涵盖相关的高精度表面处理技术，如化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）等，它们能够实现薄膜的原子级厚度控制和优异的均匀性。 柔性与可拉伸电子材料的制备： 探讨如何设计和制备能够弯曲、折叠甚至拉伸的电子材料和器件。我们将介绍聚合物基底、导电油墨、应变隔离层等关键材料的开发，以及卷对卷（Roll-to-Roll）等连续化生产工艺在柔性电子领域的应用。这些技术为开发可穿戴电子设备、柔性显示器、电子皮肤和可折叠通信设备奠定了基础。 第四部分：材料性能表征与理论计算的支撑 本部分将强调对材料进行全面、深入的表征，以及利用先进的计算科学来指导材料的设计和理解其性能。 先进显微成像技术： 介绍用于观察材料微观结构和形态的高分辨率成像技术，如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等，以及它们在揭示纳米尺度形貌、晶体结构、界面特征等方面的能力。 光谱与衍射分析： 讲解各种光谱和衍射技术，如X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、红外光谱、X射线光电子能谱（XPS）等，如何用于分析材料的化学成分、晶体结构、电子态以及表面性质。 密度泛函理论（DFT）与分子动力学模拟： 深入探讨计算材料科学在预测材料性能、理解反应机理、指导实验设计方面的核心作用。我们将介绍DFT如何用于计算电子结构、化学键合和能量，以及分子动力学如何模拟原子和分子的运动，预测材料的热力学和动力学行为。这些计算工具能够极大地加速新材料的发现和优化过程。 总结： 《现代工业材料科学前沿》并非一本技术手册，而是一次对材料科学最前沿思想的探索之旅。它旨在激发读者对材料内在规律的深刻理解，以及对材料未来发展潜力的无限想象。通过对微观调控、智能响应、先进制造和理论计算等方面的深入剖析，本书将勾勒出一幅未来材料科学的宏伟蓝图，为那些致力于推动科技进步、解决人类挑战的科研人员、工程师和创新者提供宝贵的思想启迪。它强调的是材料科学的普遍原理和颠覆性潜力，而非某一具体生产应用的技术细节。

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这本《功能性涂料生产与应用》的封面设计着实引人注目，那深沉的钴蓝色调配上充满科技感的流线型图案，让人一眼就能感受到其专业性和前沿性。我期待这本书能像它的名字一样，深入剖析现代涂料技术的核心脉络。特别是关于“功能性”这三个字，它暗示着这本书不仅仅会停留在基础的化学配方层面，更会着重探讨涂料如何通过材料科学的创新，实现诸如自清洁、抗腐蚀、热反射乃至抗菌等高级性能。我尤其好奇书中对新型纳米材料在涂层中的应用是如何论述的，比如二氧化钛或石墨烯的引入如何彻底改变了传统涂料的物理和化学特性。如果它能详细阐述从实验室研发到工业化规模生产过程中的关键工艺控制点，比如流变学的精确调控、固化过程中的能耗优化，那这本书的实用价值将大大提升。坦白说，市面上很多同类书籍往往在理论探讨上过于晦涩，而在实际操作指导上又过于简略，我希望《功能性涂料生产与应用》能在两者之间找到一个完美的平衡点，让初入行者能快速建立认知框架，让资深工程师也能从中找到解决实际难题的灵感。这本书的结构组织是否清晰，章节间的逻辑衔接是否顺畅，决定了它能否成为案头必备的工具书，而不是仅仅束之高阁的理论教材。

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阅读一本技术手册，清晰的索引和详尽的附录是衡量其专业深度的重要指标。我关注书中对标准和规范的引用情况。例如，ASTM、ISO或国家标准中关于特定功能涂料（如海洋防腐涂料、防火涂料）的性能测试方法和验收标准，是否被准确而全面地纳入？仅仅罗列这些标准是不够的，更重要的是，作者能否对这些标准背后的科学原理进行解释，让读者理解“为什么”要进行特定的测试，而不是机械地套用流程。我特别希望看到一个关于成本效益分析的章节，尤其是在讨论引入昂贵的新型功能助剂时。如何权衡初期投入与长期维护成本的节约，是项目决策者必须面对的问题。如果书中能提供一些供应链的分析视角，讨论关键原材料的替代性选择和潜在的供应风险管理，那将为企业运营提供宝贵的参考。总而言之，我希望这本书能提供一个从基础化学理论到工程实践，再到市场战略决策的完整闭环，成为行业内人士不可或缺的智力资源。

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拿到这本书的初稿时，我首先注意到的是其在市场前瞻性分析上的深度。对于任何一本面向应用的专业书籍来说，紧跟市场需求是生存之道。我非常希望能看到作者对当前全球环保法规日益严格的大背景下，水性涂料和高固体分涂料的最新发展趋势进行详尽的解读。这不仅仅是简单地描述它们的好处，更重要的是，要分析在不同应用领域——比如汽车OEM、高端建筑外墙或者航空航天——这些环保型配方在性能上如何追赶甚至超越传统溶剂型体系，并且详细剖析其中遇到的技术瓶颈，例如附着力、耐候性或者流平性的挑战，以及最新的解决方案。书中对“应用”这一环节的侧重，是否能够体现出对不同基材（金属、塑料、复合材料）特性的深入理解？例如，针对塑料基材的附着力问题，是否有介绍专门的表面预处理技术或界面改性剂的使用案例？如果书中能提供详实的图表和数据对比，例如不同配方在加速老化试验箱中的性能衰减曲线，那么这本书的论据就会显得更有说服力，远非空泛的理论堆砌可比。我希望它能帮助我理解，在快速迭代的涂料市场中，如何做出最符合经济效益和技术要求的决策。

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我对书中关于“涂料的智能化”这一概念的阐述抱有极大的兴趣。在工业4.0的浪潮下，涂层本身是否能成为信息载体或智能响应单元，是未来材料科学的重要方向。我希望《功能性涂料生产与应用》能超越现有的传统功能性范畴，去探讨那些更具前瞻性的主题。例如，嵌入式传感器的应用，涂层能否实时监测其下方的结构健康状态，并在发生微小裂纹时通过颜色变化或电信号发出警报？或者，有没有讨论自修复涂层技术的最新进展，特别是那些能够通过热能、光照或仅仅是环境湿度的变化来“自我愈合”的微胶囊技术？如果书中能够引入计算化学或高通量筛选的理念，展示如何利用大数据和模拟来加速新功能涂料的研发周期，那就非常契合当前科技发展的趋势了。这种对未来技术的探索，决定了一本书在数年后是否依然具有参考价值。我期待看到作者敢于挑战现有认知，提出一些大胆但有数据支撑的设想。

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从阅读体验的角度来看，这本书的行文风格似乎走的是一种严谨、内敛的学院派路线，这对于深度技术文献而言是恰当的。我非常关注书中对涂层失效模式的分析部分。涂料的价值不仅在于其初始性能，更在于其在长期服役条件下抵抗各种应力（物理磨损、化学侵蚀、紫外线照射）的能力。这本书是否提供了系统化的失效分析方法论？比如，如何通过SEM、AFM等微观分析手段来诊断涂层开裂、起泡或粉化的根本原因？如果能结合实际工程案例，展示从故障现象到根本原因的推理过程，那将极大地提升本书的诊断价值。此外，在生产工艺这一块，我期待看到对批次稳定性控制的讨论。涂料生产的难点之一在于如何确保每一批次的色差、粘度、耐磨性都能保持一致，这涉及到精确的投料顺序、温度控制和分散剪切力的管理。如果书中能深入探讨如何利用过程分析技术（PAT）来实时监控关键质量参数，并建立预测性维护模型，那么这本书就真正实现了“生产”与“应用”的无缝对接。

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