Advances in Aerosol Filtration pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Spurny, Kvestoslav R. 编

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:1998-3

价格:$ 166.05

装帧:

isbn号码:9780873718301

丛书系列:

图书标签:

• 气溶胶过滤
• 空气净化
• 过滤技术
• 颗粒物
• PM2
• 5
• HEPA
• 滤材
• 环境科学
• 工程技术
• 污染控制

聚焦前沿：现代材料科学与工程中的界面行为与宏观性能调控 本书主题： 本书深入探讨了在现代材料科学与工程领域中，材料界面行为的复杂性及其如何精确调控宏观材料性能的关键科学问题与工程应用。它避开了传统上对微粒捕获机制的直接讨论，而是将焦点完全集中于先进功能材料的设计、结构与性能的内在联系，以及如何通过先进的制备技术实现对材料微观结构和界面特性的精细控制。 --- 第一章：先进功能材料的设计原理与结构-性能关联 本章构建了理解现代材料系统行为的基础框架。我们将探究如何基于量子力学计算、密度泛函理论（DFT）以及分子动力学模拟（MD），从原子尺度预测和设计具有特定电子结构、晶格缺陷和表面活性的新型功能材料。重点在于理解晶界、相界面以及表面重建如何影响材料的电学、光学和机械性能。 1.1 基于第一性原理的材料设计范式 详细阐述了如何利用高通量计算筛选和优化具有特定能带结构、催化活性位点和热力学稳定性的候选材料。探讨了缺陷工程在调控材料本征性能（如导电性、离子迁移率）中的核心作用。 1.2 复杂晶体结构与多相复合材料的界面能学 分析了由不同晶相或组分构成的多相材料中，界面能、应力场和相变动力学的相互作用。这包括对异质结、核壳结构以及层状复合材料中应变梯度效应的深入剖析。 1.3 表面形貌与表面能的调控：从纳米尺度到宏观响应 讨论了通过控制生长条件（如温度、压力、气氛）来精确调控材料表面晶面选择性和缺陷密度的方法。分析了表面能作为驱动材料自组装和宏观形态演化的关键热力学参数的作用。 --- 第二章：先进制造技术对材料微结构和界面的精细控制 本章聚焦于一系列尖端的制造技术，这些技术使得研究人员能够以前所未有的精度控制材料的合成过程，从而实现对材料微观结构和界面特性的精确调控。 2.1 增材制造（AM）中的凝固动力学与界面演变 深入研究了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等增材制造过程中快速凝固产生的非平衡态微观结构。重点分析了快速冷却速率下柱状晶的形成、再结晶过程、微偏析的分布以及由此形成的复杂内部界面网络对疲劳强度和蠕变性能的影响。 2.2 原子层沉积（ALD）与分子层外延（MBE）：界面层的构建 详细介绍了ALD和MBE在构建亚纳米级厚度和超高均匀性薄膜方面的优势。强调如何通过精确控制反应物脉冲序列和自限制性反应，实现对界面化学状态、界面能和界面反应性的原子级修饰，特别是在构建高介电常数材料和半导体异质结中的应用。 2.3 固态反应与烧结过程中的界面扩散与晶粒生长 探讨了在高温固态反应和粉末烧结过程中，原子在晶界和相界面上的扩散机制。分析了晶界迁移率、晶粒尺寸分布控制以及第二相粒子在抑制晶粒过度生长中的作用，这些是决定陶瓷和金属材料最终力学性能的关键因素。 --- 第三章：界面调控在能量转换与存储材料中的应用 本章将理论与工程实践相结合，展示了如何通过对材料界面的精细设计，显著提升其在关键能源技术中的性能表现。 3.1 固态电解质界面（SEI）的构建与稳定性：面向下一代电池 详细分析了锂离子电池中，电极材料与固态电解质之间形成的固态电解质界面（SEI）的化学构成、形态结构和离子传输特性。探讨了通过表面包覆、添加剂或电解液工程来稳定高能量密度电极/电解质界面的策略，以提高循环稳定性和安全性。 3.2 催化剂载体界面：促进反应活性与选择性 研究了活性金属纳米颗粒（如贵金属或过渡金属氧化物）与高表面积载体（如碳材料、氧化物）之间的界面相互作用。阐述了“强金属-载体相互作用”（SMSI）等现象如何影响催化剂的电子结构和氧气/氢气活化能垒，从而优化催化转化效率。 3.3 光伏器件中的异质结界面：电荷分离与传输效率 聚焦于有机光伏（OPV）和钙钛矿太阳能电池中的给体-受体界面。分析了界面态密度、能级匹配和激子分离效率之间的关系。讨论了通过界面修饰层（如自组装单分子层，SAMs）来优化界面电荷提取，减少复合损失的工程方法。 --- 第四章：先进表征技术在界面研究中的前沿应用 本章系统梳理了用于解析材料微观结构和界面化学的尖端表征技术，这些技术是验证和指导材料设计的关键工具。 4.1 空间分辨的谱学技术：化学态与电子结构的局部探测 重点介绍同步辐射X射线吸收谱（XAS）、X射线光电子能谱（XPS）以及高空间分辨率的拉曼光谱（Nano-Raman）在界面化学态分析中的应用。阐述如何利用这些技术区分界面层和体相材料的化学差异。 4.2 电子显微镜技术：亚纳米分辨率的结构成像 深入探讨球差校正透射电子显微镜（STEM）的原子分辨成像能力，特别是高角度环形暗场（HAADF）和环形明场（ABF）模式在识别晶格位移、晶界结构和原子错位方面的优势。同时，讨论如何结合能量色散X射线谱（EDS）和EELS（电子能量损失谱）实现原子尺度的元素和化学键信息获取。 4.3 原位与动态表征：实时监测界面演化 强调了原位（In-situ）拉伸、加热或电化学反应环境下的TEM/SEM研究。这些技术使得研究人员能够实时捕获材料在应力、温度或电化学势变化下，界面缺陷的萌生、迁移和演化过程，为理解材料的失效机制提供了动态视角。 --- 第五章：界面工程在智能材料与生物材料中的跨界影响 本章将视角拓展到涉及复杂环境响应和生物相容性的先进材料系统，展示界面控制如何实现多功能集成。 5.1 智能响应材料中的界面转换动力学 研究了形状记忆合金、压电陶瓷和相变热电材料中，应力诱发相变和热梯度诱发电荷分离的界面机制。重点分析了“应力耦合”效应如何通过界面能耗散来调控宏观响应速度和迟滞现象。 5.2 生物相容性与药物递送系统中的表面功能化 探讨了如何通过化学接枝、等离子体处理或超薄涂层技术，在植入式医疗设备或纳米载体表面精确构建具有特定亲疏水性、电荷密度或生物识别位点的界面。分析了这些表面化学修饰如何影响蛋白质吸附、细胞黏附和药物的控释动力学。 5.3 摩擦与润滑界面：从磨损到自修复 分析了在高负荷接触界面处，润滑剂、涂层材料与基底之间的边界润滑层形成与破坏过程。探讨了新型自修复聚合物涂层中，动态共价键或超分子键网络如何通过界面处的可逆断裂与重组，实现对材料损伤的快速响应和修复。 --- 本书内容旨在为材料科学家、化学工程师和应用物理学家提供一个全面的、聚焦于界面科学和先进制造控制的学术参考，强调通过对微观结构和界面能的深度理解与精确调控，实现材料宏观性能的根本性突破。

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