新型功能复合涂料与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业

作者:丁浩

出品人:

页数:284

译者:

出版时间:2007-9

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787118051148

丛书系列:

图书标签:

• 功能涂料
• 复合涂料
• 新型材料
• 涂料应用
• 表面工程
• 材料科学
• 纳米材料
• 防腐涂料
• 特种涂料
• 涂层技术

图书简介：先进电子材料的结构、性能与前沿应用 本书聚焦于现代电子产业的基石——先进电子材料的最新发展与深层机制，旨在为材料科学、电子工程、物理学及相关领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一份全面而深入的参考指南。全书结构严谨，内容涵盖从基础理论到尖端技术的广泛范围，侧重于材料的微观结构如何调控宏观电学、光学及热学性能，并探讨这些材料在下一代电子器件中的具体应用潜力。 --- 第一部分：电子材料的微观结构与本征特性 本部分是全书的理论基础，深入剖析构成现代电子器件的各类核心材料的原子、晶体结构及其电子能带理论。 第一章：半导体材料的晶体学基础与能带理论 详细阐述了硅、锗、砷化镓等传统与第三代半导体的晶格缺陷（如位错、间隙原子、空位）对载流子迁移率和寿命的影响。重点讨论了电子在周期性势场中的薛定谔方程求解，精确描绘了价带、导带的形成过程，以及本征掺杂与杂质掺杂对费米能级位置的调控机制。引入了第一性原理计算（如密度泛函理论，DFT）在预测新半导体材料结构稳定性和能带结构方面的应用。 第二章：介电材料的高频响应与损耗机制 本章聚焦于用于电容器、绝缘层和射频电路的先进介电材料。内容包括铁电体、顺电体和高介电常数（High-k）氧化物的微观极化机制，如域壁运动、空间电荷积累和界面极化。深入分析了介电损耗角正切（tan $delta$）随频率和温度的变化规律，特别是针对毫米波和太赫兹频段的信号完整性问题，讨论了如何通过精确控制材料的晶界和微孔隙结构来优化其高频性能。 第三章：导电与超导材料的传输物理 本章涵盖了金属、导电聚合物和高温超导体的电荷输运特性。对于金属，重点分析了电子的德鲁德模型及其局限性，引入了布洛赫电子波理论对晶格散射的解释。对于有机导电材料，探讨了电荷在分子间跳跃（hopping）的机制和电荷传输路径的构建。在超导部分，详细阐述了BCS理论、库珀对的形成、以及第二类超导体中的磁通钉扎效应，为设计高电流密度传输线和磁屏蔽提供了理论依据。 --- 第二部分：先进功能材料的制备技术与表征 先进电子材料的性能与其制备工艺息息相关。本部分详细介绍了当前主流的高精度薄膜沉积和块材合成技术，并阐述了用于解析其微结构的先进表征手段。 第四章：薄膜沉积技术：从原子层到纳米结构控制 全面对比了物理气相沉积（PVD，包括磁控溅射、电子束蒸发）和化学气相沉积（CVD，包括原子层沉积ALD）的优缺点。重点剖析了ALD技术在实现原子级厚度和形貌控制方面的独特优势，特别是对于复杂三维结构的保形覆盖能力。讨论了薄膜的应力、晶向取向性以及与衬底的界面反应对器件性能的决定性影响。 第五章：纳米结构材料的自组装与形貌控制 探讨了如何通过化学合成或物理刻蚀手段，精确制备量子点（Quantum Dots）、纳米线（Nanowires）和二维材料（如过渡金属硫化物TMDCs）。详细介绍了量子限域效应（Quantum Confinement Effect）如何改变材料的光吸收和发射光谱，以及如何通过表面钝化技术来提高纳米结构的稳定性和发光效率。 第六章：材料的结构与性能表征前沿 系统介绍了用于电子材料研究的关键表征工具。包括高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在原子尺度缺陷分析中的应用，X射线光电子能谱（XPS）对表面化学态和氧化还原态的鉴定，以及同步辐射光源辅助的X射线吸收精细结构（XAFS）对局部结构环境的精确描绘。强调了原位（in-situ）和非原位（operando）表征技术在理解材料工作状态下的动态变化中的重要性。 --- 第三部分：面向前沿器件的应用与集成挑战 本部分将前述材料科学的知识转化为实际的工程应用，聚焦于当前热门的下一代电子和光电器件的开发。 第七章：光电器件中的能量转换材料 聚焦于光伏和光探测领域。详细分析了晶体硅电池的效率瓶颈，并重点讨论了钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells）的载流子传输层设计、界面缺陷工程以及长期稳定性挑战。在光电探测方面，讨论了雪崩光电二极管（APD）和超导纳米线单光子探测器（SNSPD）中材料选择和结区设计的关键因素。 第八章：存储技术：非易失性与高密度挑战 本章深入探讨了磁性随机存取存储器（MRAM）和电阻式随机存取存储器（RRAM）中的核心材料科学。对于MRAM，解析了自旋转移矩（STT）和自旋轨道矩（SOT）的物理机制，以及铁磁/反铁磁异质结的界面控制。对于RRAM，侧重于氧化物薄膜中氧空位迁移和电导丝（Filament）形成的动力学过程，并讨论了多比特存储的可行性。 第九章：柔性电子与可穿戴器件的材料基础 本章关注于应对弯曲、拉伸和环境侵蚀的电子材料。探讨了高模量/低模量复合材料在构建柔性衬底中的应用，以及如何设计具有高导电性和优异机械韧性的金属纳米线/导电聚合物复合浆料。分析了有机半导体和高分子电解质在柔性晶体管和生物电子界面中的电荷传输特性。 第十章：面向量子计算的材料接口 展望了未来计算的材料需求。本章讨论了超导量子比特（Transmon Qubits）中约瑟夫森结的材料学优化，特别是Nb/AlOx/Al结构中的界面损耗控制。同时，探讨了半导体量子点和硅基电子自旋量子比特的实现，着重分析了同位素纯化硅晶格对电子自旋相干时间的影响。 --- 本书特色： 本书的显著特点在于其跨学科的视野，它不仅提供了扎实的凝聚态物理和化学基础，更紧密结合了当代微纳加工工艺和前沿器件工程的需求。书中穿插了大量从第一性原理计算到实际器件性能的案例分析，图表丰富，旨在帮助读者建立起“结构-工艺-性能-应用”的完整认知链条，是电子材料领域深入研究和工程开发的权威参考书。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那厚实的封皮和内页纸张质感，一看就知道是经过精心挑选的。那种沉甸甸的感觉，捧在手里就有一种踏实感，让人觉得这是一本值得深入研读的专业著作。扉页上的烫金字体在灯光下闪烁着低调而专业的光芒，排版上采用了大量的图表和高清的微观结构照片，即便是初次接触这个领域的读者，也能通过这些视觉辅助材料快速建立起对材料形貌和性能关系的初步认知。尤其是其中几页对新型纳米填料分散状态的剖面图，细节刻画得极其精细，光影的过渡处理得非常到位，仿佛能透过纸张看到材料内部的真实景象。装帧的用心程度，已经超越了一般教材的范畴，更像是一件值得收藏的工艺品，这无疑为阅读体验加分不少，让人在翻阅过程中，对即将接触到的知识内容也充满了期待和敬畏。

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我之所以被这本书吸引，很大程度上是因为它在理论深度上的扎实根基，这绝非那些浮于表面的科普读物可以比拟的。书中对高分子基体与功能粒子之间界面化学反应机理的探讨，简直是教科书级别的严谨。作者似乎投入了大量的精力来梳理和整合近十年来的前沿研究成果，特别是在针对特定环境因素（如极端温度、强腐蚀介质）下涂层失效机制的分析部分，逻辑推导链条完整且无可挑剔。它没有满足于简单地罗列配方，而是深入挖掘了分子动力学模拟如何指导宏观性能预测的路径，许多复杂的数学模型和热力学计算被清晰地分解和阐述，即便是晦涩难懂的公式，配上的详尽注释和实际应用案例也变得豁然开朗。对于需要进行高水平研发工作的工程师来说，这本书简直是提供了一套完整的、可溯源的理论武器库，让人感觉作者并非只是个知识的搬运工，更是一位深刻理解材料本质的探索者。

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读完前几章后，我立刻感受到了其极强的工程实践指导价值，这才是真正让我感到兴奋的地方。书中对不同应用场景下的涂层制备工艺进行了详尽的对比分析，例如，在高速喷涂与静电喷涂过程中，粘度控制、流变学特性的细微差异如何最终影响到成膜均匀性和附着力，书中都有极为具体的量化数据支撑。我尤其欣赏它对“工艺窗口”的界定，它没有给出“最佳”的万能答案，而是清晰地指出了在成本、效率和性能之间进行权衡时，关键的控制变量是什么。例如，在提到特定耐磨涂层时，它不仅给出了固化温度曲线，还附带了不同固化速率对交联密度影响的图谱，这对于现场调试生产线来说，是何等的宝贵信息！这本书的实用性，已经达到了可以作为一线技术人员的“故障排除手册”的级别。

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这本书的叙事风格非常独特，它不像传统技术书籍那样冷峻刻板，反而带有一种学者对未知领域的探索热情。作者在介绍某些突破性技术时，会穿插一些个人对于材料科学发展趋势的深刻洞察和前瞻性思考，这使得阅读过程充满了智力上的愉悦感。比如，在探讨智能响应性涂层的发展脉络时，作者不仅回顾了早期基于pH敏感的水凝胶，还巧妙地引入了仿生学视角，讨论自然界中变色龙皮肤的结构色原理如何启发了新型光学涂层的设计。这种跨学科的融会贯通，使得原本可能枯燥的材料学内容变得生动起来，让人在学习具体知识点的同时，也能拓宽视野，激发对未来材料创新的无限遐想。这种将技术细节与宏大愿景相结合的笔法，非常吸引那些不满足于现状、渴望引领变革的年轻研究人员。

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从检索和索引设计的角度来看，这本书的编排组织也体现了极高的专业素养。虽然内容广博，涵盖了从基础单体到最终应用的多个层面，但其目录结构却异常清晰，逻辑层次分明。最值得称赞的是其附录部分，那里汇集了大量重要的行业标准代码、常用溶剂的选择指南以及安全操作规范的速查表。对于需要经常撰写项目报告或技术规范文档的专业人士而言，这种集成化的信息平台大大节省了查找资料的时间，避免了在不同参考资料间频繁切换的麻烦。这种对读者“工作流”的深刻理解和体贴入微的设计，让这本书不仅仅是一本知识的载体，更是一个高效的工作工具。它仿佛在说：“我不仅告诉你‘是什么’，还为你准备好了‘如何用’和‘如何规范地用’。”

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