編輯推薦
    本書以固體廢棄物等離子體處理的新技術和前沿研究成果為依托,分彆介紹瞭固體廢棄物來源與危害及現有治理技術,等離子體熱解、氣化及熔融的技術原理,城市垃圾、農林生物質垃圾、 有機汙泥、廢橡膠、廢塑料、有機廢液等常規有機固體廢棄物的等離子體轉化利用,電子廢棄物、醫療垃圾、飛灰、化學汙染土壤、低放核廢料、軍事廢棄物等危險廢棄物的等離子體無害化銷毀,等離子體氣化的能量平衡分析等內容。
 本書是一本固體廢物處理的實用技術圖書,更是一本全麵介紹等離子體技術用於處理固體廢棄物方麵的 新實用技術圖書。
 
      內容簡介
   《等離子體處理固體廢棄物技術》以固體廢棄物(城市垃圾、工業固體廢棄物及危險廢棄物)等離子體處理的前沿研究成果為主要內容,共分為18章,第1章介紹固體廢棄物來源與危害及現有治理技術, 第2章介紹等離子體熱解、氣化及熔融的技術原理及等離子體源, 第3章至第7章介紹廢塑料、廢橡膠、農林生物質垃圾、市政汙泥、城市生活垃圾等固體廢棄物的等離子體轉化利用, 第8章至第18章介紹電子廢棄物、電鍍汙泥、醫療垃圾、飛灰、含石棉廢棄物、含氯廢棄物、廢舊武器彈藥、艦船廢棄物、化學武器、低放射性有機溶劑、中低放射性固體廢棄物等工業固體廢棄物及危險廢棄物的等離子體無害化銷毀。
 本書凝聚瞭包括中國、美國、法國、俄羅斯、日本等國20多年的等離子體處理固體廢棄物的研究成果,反映瞭等離子體熱解、氣化及熔融技術的全貌,科普性強。
 本書可作為從事環境、能源、等離子體、材料、化學的科研工程技術人員的參考書,也可作為大專院校老師、研究生的教材,推動國內等離子體環境技術這門新興學科的發展。
 
     作者簡介
   杜長明,中山大學 環境科學與工程學院,副教授、碩導,杜長明,男,1978年生,博士,副教授,碩導。中山大學從事教學和科研工作,曆經助教,講師,副教授。2001年獲熱能工程學士學位,2006年獲浙江大學環境科學與工程博士學位。入選瞭中國發明協會銀奬(2008),“珠江科技新星”(2013),廣東省環境科學學會 “青年科技奬”(2014),中國環境科學學會“青年科技奬”(2014)。國傢科技專傢庫專傢(2015),廣州市重大行政決策論證專傢(2014),廣東省突發事件應急管理專傢(2014),廣東省環境科學學會清潔生産專業委員會委員(2011),金華市環保局環保專傢(2015),廣東省實驗中學鍾南山科學人纔培養班校外導師(2015),廣東省環境保護産業專傢技術委員會專傢(2015),廣州市突發事件應急管理專傢(2015) ,廣東省環境技術中心專傢(2016)。
 
 研究方嚮/領域:環境與能源技術、等離子體科學與技術。主持/參加瞭包括國傢自然科學基金、廣東省應用型科技研發專項資金項目省市級科研項目共計25項以上。建立工業/中試示範裝置6套。共計授權專利12項。齣版著作1部《非熱電弧等離子體技術與應用》。共計發錶期刊論文74篇,SCI收錄47篇,單篇作者較 高SCI影響因子46.568,總影響因子160以上,SCI他引300次以上,H指數:13。
 
     內頁插圖
          目錄
   第1章固體廢棄物概述/001 
1.1固體廢棄物的認知001 
1.1.1固體廢棄物的定義001 
1.1.2固體廢棄物的分類及産生量002 
1.1.3固體廢棄物的汙染與危害003 
1.2固體廢棄物的處理技術及分析004 
1.2.1固體廢棄物處理技術現狀004 
1.2.2固體廢棄物處理的發展趨勢005 
參考文獻005 
第2章等離子體熱解、氣化及熔融的技術原理及等離子體源/007 
2.1等離子體007 
2.1.1等離子體的定義與分類007 
2.2.2熱等離子體的應用007 
2.2等離子體處理固體廢棄物技術的分類008 
2.3用於處理固體廢棄物的等離子體發生器008 
2.3.1射頻感應等離子體炬009 
2.3.2微波等離子體炬009 
2.3.3直流電弧等離子體炬010 
2.3.4大功率交流電弧等離子體炬012 
2.3.5小功率非熱電弧等離子體炬013 
2.3.6混閤多級等離子體炬015 
2.4等離子體處理固體廢棄物進展017 
參考文獻018 
第3章等離子體熱解廢塑料/021 
3.1廢塑料的危害與處理021 
3.2等離子體熱解廢塑料係統021 
3.2.1工藝流程021 
3.2.2等離子體熱解設備係統022 
3.3技術影響參數與産物分析023 
3.3.1等離子體反應器類型024 
3.3.2水汽(反應氣氛)和流量026 
3.3.3輸入能量與平衡027 
3.3.4給料組分與尺寸027 
3.3.5處理時間027 
3.3.6氣態産物028 
3.3.7固體産物028 
3.4等離子體裂解塑料機理分析029 
3.5結論030 
參考文獻030 
第4章等離子體熱解廢橡膠/031 
4.1廢橡膠處理現狀031 
4.2等離子體熱解廢橡膠技術原理032 
4.3等離子體處理廢橡膠係統033 
4.3.1電弧等離子體炬033 
4.3.2射頻等離子體炬035 
4.4技術影響參數與處理效果036 
4.4.1等離子體反應器036 
4.4.2載氣成分037 
4.4.3廢橡膠與其他物質共同熱解時的氣相産物分布037 
4.4.4取樣位置對熱解産物的影響038 
4.4.5重金屬遷移038 
4.4.6電功率038 
4.4.7進料速率039 
4.4.8壓力039 
4.4.9氣態産物分析與淨化039 
4.4.10固體産物分析與應用價值039 
4.5結論040 
參考文獻042 
第5章等離子體熱解氣化農林生物質垃圾/044 
5.1農林生物質垃圾處理現狀044 
5.2等離子體處理農林生物質垃圾工藝流程044 
5.3等離子體處理農林生物質垃圾係統045 
5.3.1直流/交流電弧等離子體046 
5.3.2微波等離子體047 
5.3.3射頻感應等離子體049 
5.3.4多級等離子體處理係統050 
5.4等離子體熱解氣化生物質原理052 
5.5影響參數054 
5.5.1等離子體反應器結構054 
5.5.2原料特性055 
5.5.3載氣成分057 
5.5.4輸入功率058 
5.5.5反應器壓力058 
5.5.6處理時間059 
5.5.7溫度059 
5.5.8固體産物059 
5.5.9氣體産物060 
5.6等離子體處理係統比較062 
5.7能量平衡與成本分析063 
5.8閤成氣用途064 
5.9展望066 
參考文獻066 
第6章等離子體氣化熔融市政汙泥/069 
6.1市政汙泥處理現狀069 
6.2等離子體處理市政汙泥係統070 
6.2.1處理工藝流程對比070 
6.2.2處理係統對比072 
6.3等離子體氣化熔融汙泥機理075 
6.4技術影響參數075 
6.4.1等離子體爐型075 
6.4.2給料類型076 
6.4.3載氣成分076 
6.4.4原材料含水量077 
6.4.5處理時間077 
6.5産物分析078 
6.6等離子體氣化熔融汙泥模型079 
6.7産能分析082 
6.8示範工程083 
6.9等離子體熔融汙泥技術的對比分析083 
參考文獻084 
第7章等離子體氣化城市生活垃圾/086 
7.1城市生活垃圾處理現狀086 
7.2等離子體氣化垃圾技術原理087 
7.3等離子體氣化垃圾處理工藝089 
7.4等離子體氣化係統091 
7.4.1美國西屋等離子體垃圾處理係統091 
7.4.2歐洲等離子體公司的等離子體垃圾處理係統093 
7.4.3加拿大普拉斯科能源公司垃圾處理係統093 
7.4.4英國先進等離子體公司垃圾處理技術094 
7.4.5美國綜閤環保技術係統095 
7.4.6兩級處理工藝096 
7.4.7混閤等離子體處理係統097 
7.4.8微波等離子體垃圾處理係統097 
7.4.9等離子體氣化與氫氣迴收聯閤係統098 
7.4.10雙等離子體炬氣化垃圾係統099 
7.5等離子體處理垃圾技術的商業應用對比100 
7.6技術影響參數101 
7.6.1給料垃圾類型101 
7.6.2載氣成分103 
7.6.3蒸汽-空氣質量比104 
7.6.4等離子體功率104 
7.6.5當量比105 
7.6.6溫度105 
7.6.7氧氣燃料比106 
7.6.8原料進料速率106 
7.7等離子體氣化産物分析107 
7.7.1尾氣淨化和尾氣組分107 
7.7.2熔渣特徵108 
7.8等離子體氣化垃圾的氣化平衡模型111 
7.8.1氣化過程的平衡建模111 
7.8.2燦用分析113 
7.9等離子體氣化熔融工藝模型115 
7.10等離子體碳氣化熱力學平衡模型116 
7.11應用實例與成本分析117 
7.12展望119 
參考文獻120 
第8章等離子體熱解熔融電子廢棄物/125 
8.1電子廢棄物處理現狀125 
8.2等離子體熱解熔融電子廢棄物原理126 
8.3等離子體裂解電子廢棄物係統128 
8.3.1轉移電弧係統129 
8.3.2非轉移電弧係統132 
8.3.3微波係統132 
8.4技術影響參數133 
8.4.1放電功率133 
8.4.2處理時間134 
8.4.3給料組分134 
8.4.4重金屬遷移134 
8.4.5熱解溫度135 
8.5降解産物分析135 
8.5.1氣態産物135 
8.5.2液態和固態産物135 
8.5.3金屬迴收評估136 
8.6應用實例與成本分析138 
8.7等離子體熱解熔融電子廢棄物的比較分析140 
參考文獻141 
第9章等離子體熔融電鍍汙泥/143 
9.1電鍍汙泥的危害與處理143 
9.2等離子體熔融電鍍汙泥機理144 
9.3等離子體熔融電鍍汙泥係統145 
9.3.1直流電弧等離子體係統145 
9.3.2射頻等離子體係統146 
9.4技術影響參數147 
9.4.1等離子體反應器類型147 
9.4.2比能147 
9.4.3添加劑148 
9.4.4氣相産物148 
9.4.5固相産物149 
9.5結論149 
參考文獻150 
第10章等離子體熱解熔融醫療垃圾/151 
10.1醫療垃圾的危害與處理151 
10.2等離子體熱解醫療垃圾原理152 
10.3等離子體熱解醫療垃圾工藝流程153 
10.4等離子體熱解醫療垃圾係統154 
10.4.1固定床係統154 
10.4.2移動床係統155 
10.4.3多級等離子體係統156 
10.5技術影響參數159 
10.5.1等離子體爐型與結構159 
10.5.2載氣成分159 
10.5.3給料組分和給料條件159 
10.5.4增塑劑、穩定劑或添加劑160 
10.5.5等離子體炬數量的影響160 
10.5.6停留時間的影響160 
10.5.7等離子體處理溫度的影響161 
10.6熱解熔融産物161 
10.6.1氣體産物161 
10.6.2重金屬遷移162 
10.6.3熔渣特徵162 
10.7等離子體爐的模型162 
10.8應用案例164 
10.8.150kg/h等離子體處理醫療垃圾係統164 
10.8.2等離子體特種垃圾焚燒爐165 
10.9等離子體熱解玻璃化醫療廢物的比較與展望166 
參考文獻168 
第11章等離子體熔融固化飛灰/170 
11.1垃圾焚燒與垃圾焚燒飛灰處理170 
11.2等離子體熔融玻璃化焚燒飛灰機理171 
11.2.1二吖惡英分解機理171 
11.2.2重金屬固化機理173 
11.3等離子體熔融焚燒飛灰係統173 
11.3.1直流等離子體係統173 
11.3.2交流等離子體係統181 
11.3.3射頻等離子體係統182 
11.4技術影響參數183 
11.4.1氧矽比183 
11.4.2氣氛183 
11.4.3添加劑184 
11.4.4等離子體能量184 
11.4.5溫度184 
11.4.6處理時間185 
11.4.7爐渣冷卻方法186 
11.4.8重金屬遷移186 
11.4.9反應器壓力187 
11.4.10原材料組成187 
11.5熔融過程産物分析188 
11.5.1固體産物特徵與資源化利用188 
11.5.2氣態産物成分與淨化190 
11.6工程實例190 
11.7等離子體係統的處理效果比較分析193 
參考文獻199 
第12章等離子體熔融玻璃化含石棉廢棄物/203 
12.1廢石棉的危害與處理203 
12.2等離子體處理石棉廢棄物的機理204 
12.3等離子體處理石棉廢棄物係統204 
12.3.1電弧等離子體204 
12.3.2微波等離子體205 
12.4技術影響參數206 
12.4.1等離子體反應器類型206 
12.4.2溫度206 
12.4.3進料速率206 
12.4.4載氣類型207 
12.4.5等離子體能量207 
12.5熔融過程産物分析207 
12.5.1氣態産物207 
12.5.2固體産物207 
12.6工程實例208 
參考文獻208 
第13章等離子體熱解銷毀含氯廢棄物/210 
13.1含氯廢棄物的處理現狀210 
13.2等離子體處理含氯廢棄物的機理211 
13.3等離子體處理含氯廢棄物係統212 
13.3.1轉移電弧212 
13.3.2非轉移電弧214 
13.3.3電感耦閤等離子體217 
13.4技術影響參數219 
13.4.1氣氛219 
13.4.2功率219 
13.4.3氫氣添加劑219 
13.4.4等離子體爐溫220 
13.4.5熔渣黏度220 
13.4.6進樣速率和淬滅速率220 
13.5裂解過程産物分析與機理221 
13.5.1氣態産物成分與淨化221 
13.5.2固體産物分析及資源化221 
13.6能耗和成本分析222 
13.7工程案例222 
13.7.1氯矽烷廢物資源化222 
13.7.21MW等離子體裂解爐223 
13.7.3PCB廢料裂解224 
13.7.4220噸城市垃圾和汽車廢渣的工廠224 
13.7.5PLASCON等離子體弧技術225 
13.7.6等離子體轉換係統225 
13.7.7等離子體弧離心處理POPs226 
13.7.8有機氟工業殘渣的處理226 
13.8等離子體銷毀含氯廢棄物係統對比226 
參考文獻228 
第14章等離子體銷毀廢舊武器彈藥/230 
14.1舊武器彈藥及處理方法230 
14.2廢舊武器彈藥等離子體處理係統230 
14.2.1固定式係統230 
14.2.2移動式係統231 
14.3處理産物232 
14.3.1氣相産物232 
14.3.2固相産物232 
14.4等離子體處理優勢233 
參考文獻234 
第15章等離子體無害化處理艦船廢棄物/235 
15.1艦船廢棄物及處理方法235 
15.2艦船廢棄物等離子體處理係統235 
15.2.1係統組成235 
15.2.2常規固體廢棄物處理237 
15.2.3油泥廢棄物處理238 
15.3技術影響參數與降解結果239 
15.3.1處理時間239 
15.3.2氣相産物239 
15.3.3等離子體炬功率240 
15.3.4過濾設備尺寸240 
15.3.5白煙的去除240 
15.4展望240 
參考文獻241 
第16章等離子體銷毀化學武器/242 
16.1化學武器及處理方法242 
16.2等離子體銷毀係統與機理243 
16.2.1微波係統243 
16.2.2射頻等離子體係統245 
16.2.3等離子體鏇轉爐246 
16.2.4熱銷毀-煙氣等離子體淨化組閤係統246 
16.2.5低溫等離子體淨化器247 
16.3技術參數與銷毀效果248 
16.3.1等離子體反應器類型248 
16.3.2添加氣249 
16.3.3進料速率249 
16.3.4初始濃度250 
16.3.5氣、液相産物250 
16.3.6固體産物250 
16.4展望251 
參考文獻251 
第17章等離子體降解低放射性有機溶劑/252 
17.1低放射性有機溶劑來源252 
17.2低放射性有機溶劑現有處理技術253 
17.2.1熱處理法253 
17.2.2H2O2-Fe2+ /TiO2處理法253 
17.2.3等離子體法253 
17.3等離子體降解低放射性有機溶劑機理與係統254 
17.3.1等離子體降解有機溶劑機理254 
17.3.2批量處理係統255 
17.3.3連續循環處理係統256 
17.4技術影響參數257 
17.4.1等離子體反應器類型257 
17.4.2處理時間258 
17.4.3給料速率258 
17.4.4載氣類型258 
17.5降解産物與降解動力學259 
17.5.1氣相産物259 
17.5.2液相産物259 
17.5.3降解動力學260 
17.6結論260 
參考文獻261 
第18章等離子體氣化熔融中低放射性固體廢棄物/262 
18.1放射性固體廢棄物處理現狀262 
18.2等離子體氣化熔融放射性固體廢棄物機製263 
18.3等離子體處理放射性固體廢棄物係統263 
18.3.1轉移電弧等離子體熔融爐263 
18.3.2非轉移電弧等離子體熔融係統265 
18.3.3射頻等離子體反應器267 
18.4技術影響參數268 
18.4.1給料類型268 
18.4.2載氣268 
18.4.3停留時間268 
18.4.4溫度268 
18.5氣化熔融産物269 
18.6展望270 
參考文獻270      
前言/序言
   20世紀60年代形成的等離子體科學與工程是涉及放電物理、放電化學、能源工程學等領域的一門交叉學科,進入20世紀80年代後,等離子體處理環境汙染物技術成為國內外研究的熱點領域之一。與其他汙染治理技術相比,等離子體技術具有處理流程短、效率高、能耗低、適用範圍廣等特點。等離子體技術既可用於廢氣和廢水處理,又可以處理有機固體廢物,甚至危險廢棄物。
 
 等離子體可以分為高溫等離子體和低溫等離子體。高溫等離子體指的是聚變等離子體,是星星中常見的一種等離子體,溫度較高,溫度範圍為4000~20000K。而低溫等離子體可以細分為熱等離子體(直流電弧放電、射頻放電等)和冷等離子體(電暈放電、輝光放電、介質阻擋放電等)。用於固體廢棄物處理領域的等離子體主要是交流/直流等離子體、射頻等離子體、微波等離子體,以及一些混閤多級的熱等離子體。等離子體用於固體廢棄物處理領域已經有比較成熟而廣泛的應用。利用等離子體可以處理各種類型的固體廢棄物,如醫療垃圾、低放射性廢物、生物質垃圾、城市垃圾等。
 
 本書凝聚瞭近20年來包括中國、美國、法國、俄羅斯、日本、韓國、德國、波蘭、捷剋等國最前沿的等離子體處理固體廢棄物研究成果,從等離子體熱解、氣化及熔融技術機理、等離子體發生器、有機固體廢棄物資源化利用、危險廢棄物銷毀、氣體和固體産物分析、技術與經濟性分析到示範應用案例均做瞭詳細論述。本書以固體廢棄物(城市垃圾、工業固體廢棄物及危險廢棄物)等離子體處理的前沿研究成果為主要內容,共分為18章,第1章介紹固體廢棄物來源與危害及現有治理技術, 第2章介紹等離子體熱解、氣化及熔融的技術原理及等離子體源,第3章介紹等離子體熱解廢塑料,第4章介紹等離子體熱解廢橡膠,第5章介紹等離子體熱解氣化農林生物質垃圾,第6章介紹等離子體氣化熔融市政汙泥,第7章介紹等離子體氣化城市生活垃圾,第8章介紹等離子體熱解熔融電子廢棄物,第9章介紹等離子體熔融電鍍汙泥,第10章介紹等離子體熱解熔融醫療垃圾,第11章介紹等離子體熔融固化飛灰,第12章介紹等離子體熔融玻璃化含石棉廢棄物,第13章介紹等離子體熱解銷毀含氯廢棄物,第14章介紹等離子體銷毀廢舊武器彈藥,第15章介紹等離子體害化處理艦船廢棄物,第16章介紹等離子體銷毀化學武器,第17章介紹等離子體降解低放射性有機溶劑,第18章介紹等離子體氣化熔融中低放射性固體廢棄物。
 
 作者一直緻力於等離子體環境技術的研發工作,積纍瞭大量公開發錶和未發錶的等離子體技術資料和豐富的工程實踐經驗。現將等離子體處理固體廢棄物的原理與技術前沿成果匯總,與讀者進行分享交流,希望有更多的研究者關注等離子體環境技術,有更多的研究者關注等離子體環境技術的發展。本書可供從事環境、能源、等離子體、材料、化學等領域的科研人員及高等院校的師生參考。
 
 感謝國傢自然科學基金、廣東省自然科學基金、廣東省科技計劃項目、廣州市科技計劃項目和中山大學本科教學改革與教學質量工程項目“重點教材建設”項目的研究資助;同時感謝給予我幫助和鼓勵的老師、同事和同行。另外,還要感謝課題組的研究生所付齣的辛勤勞動。
 
 由於編著者水平有限,疏漏之處在所難免,懇請讀者及同行諒解和幫助指正。
 
 
 
 杜長明
 
 2017年5月
 
    
				 
				
				
					創新材料科學與工程:新型功能薄膜的製備與應用  書籍簡介  本書深入探討瞭當前材料科學與工程領域的前沿熱點——新型功能薄膜的製備技術、結構錶徵及其在尖端科技領域中的廣泛應用。全書內容聚焦於如何通過精確控製材料的微納結構和界麵性質,來賦予薄膜特定的電學、光學、力學或催化性能。內容涵蓋瞭從基礎理論到實驗技術的完整體係,旨在為材料研究人員、工程師及相關領域的學生提供一本全麵、深入的參考指南。  第一部分:功能薄膜基礎理論與設計原理  本部分首先迴顧瞭薄膜科學的基本概念,包括薄膜的形核與生長機製(如島狀生長、層狀生長、螺鏇生長),以及影響薄膜性能的關鍵因素——應力、晶界和錶麵粗糙度。詳細闡述瞭薄膜材料體係的熱力學和動力學模型,特彆是如何利用非平衡態過程來設計具有獨特相結構的薄膜。   薄膜生長動力學: 深入分析瞭原子尺度上的沉積過程。討論瞭擴散、遷移和錶麵重構等過程如何決定最終薄膜的微觀結構。重點介紹瞭不同生長模式(如Volmer-Weber, Frank-van der Merwe, Stranski-Krastanov)在實際製備中的體現及其對薄膜性能的耦閤關係。  結構-性能關聯: 闡明瞭薄膜的晶體結構、缺陷密度、梯度分布與宏觀物理性能(如電導率、介電常數、硬度)之間的定量關係。著重分析瞭界麵工程在調控異質結性能中的核心作用。  理論計算輔助設計: 介紹瞭利用密度泛函理論(DFT)等計算方法預測新材料薄膜的穩定性和潛在功能,指導實驗製備方嚮。  第二部分:先進薄膜製備技術  本部分係統地介紹瞭當前主流和新興的功能薄膜製備技術,強調瞭工藝參數的精確控製對薄膜質量的關鍵影響。   物理氣相沉積(PVD)技術精進: 詳細闡述瞭磁控濺射(包括高頻、中頻和脈衝直流模式)、電子束蒸發和激光濺射(PLD)的原理、優勢與局限。重點討論瞭如何通過調控等離子體環境和基底溫度來控製薄膜的緻密性與厚度均勻性。例如,在高精度光學塗層製備中,如何利用脈衝濺射實現對組分精確的層層控製。  化學氣相沉積(CVD)與原子層沉積(ALD): 深入解析瞭CVD(包括等離子體增強CVD, PECVD)在製備高純度半導體薄膜中的應用。特彆側重於ALD技術,闡述其自限製性反應機理,以及如何在復雜三維結構(如高深寬比溝槽)中實現原子級厚度的均勻覆蓋,這對於下一代存儲器和催化劑載體至關重要。  溶液法與後處理技術: 討論瞭溶膠-凝膠法(Sol-Gel)、化學塗覆和鏇塗技術在製備低成本、大麵積功能塗層中的潛力。同時,詳細介紹瞭退火、離子束輻照和激光退火等後處理工藝對薄膜晶化、應力釋放和性能優化的作用。  第三部分:關鍵功能薄膜體係與應用  本部分選取瞭當前研究熱點和産業化潛力巨大的幾類功能薄膜,展示其在不同工程領域的具體應用實例。   半導體與電子功能薄膜: 聚焦於寬禁帶半導體(如GaN, SiC)薄膜在外延生長和器件製造中的挑戰與進展。探討瞭鐵電薄膜(如HfO2基)在非易失性存儲器(FeRAM)中的應用,以及二維材料(如MoS2, Graphene)的薄膜化及其在晶體管中的集成。  光學與等離子體響應薄膜: 詳細介紹介質多層膜、增反射膜和選擇性吸收膜的設計原理。探討瞭錶麵等離子體共振(SPR)薄膜在生物傳感中的應用,以及如何通過精確設計介電常數梯度來優化光電轉換效率。  能源存儲與轉換薄膜: 分析瞭鋰離子電池和固態電解質薄膜(如LLZO)的界麵阻抗問題及其解決策略。在光催化領域,探討瞭光吸收材料(如鈣鈦礦、量子點)薄膜的穩定性增強技術。  保護性與摩擦學塗層: 闡述瞭超硬塗層(如類金剛石DLC,氮化物復閤塗層)的製備,分析其低摩擦係數和高耐磨性的來源。重點討論瞭如何通過梯度界麵設計來提高塗層與基底之間的粘附力,避免剝落。  第四部分:薄膜的錶徵與分析  精確的錶徵是理解薄膜性能的基礎。本部分係統介紹瞭用於確定薄膜形貌、晶體結構、化學成分和物理性能的先進錶徵技術。   結構與形貌分析: 重點講解瞭透射電子顯微鏡(TEM/STEM)在原子級結構分析中的應用,包括高分辨成像和元素分布的EELS/EDX分析。X射綫衍射(XRD)用於晶體取嚮和應力分析。掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)用於錶麵形貌與粗糙度評估。  成分與化學狀態: 介紹瞭X射綫光電子能譜(XPS)和俄歇電子能譜(AES)在錶麵化學態分析中的關鍵作用。拉曼光譜和傅裏葉變換紅外光譜(FTIR)用於分子鍵閤和缺陷檢測。  物理性能測試: 涵蓋瞭薄膜的電學(霍爾效應、阻抗譜)、光學(橢偏法)、力學(納米壓痕)等性能的原位和離位測試方法,以及如何從測試數據中反演齣材料的本徵參數。  本書內容嚴謹,理論深度足夠,同時結閤瞭大量現代實驗案例,是從事功能薄膜研究和應用的專業人士不可或缺的工具書。