新型功能材料製備技術與分析錶徵方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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強亮生 著

圖書標籤:

• 功能材料
• 材料科學
• 製備技術
• 分析錶徵
• 新型材料
• 材料工程
• 納米材料
• 材料化學
• 物理學
• 化學工程

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560361949

版次：1

商品編碼：12193015

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

編輯推薦

本書既可作為高等學校化學、化工、材料類專業本科生和研究生的教材或教學參考書，亦可作為廣大功能材料科研人員和技術工作者的重要參考書。

內容簡介

本書分上、下兩篇，共22章。上篇1~8章主要介紹瞭超細粉體、一維功能材料、功能薄膜、功能陶瓷、新型碳材料、功能微球、光子晶體及多孔材料等目前發展快、應用廣之新型功能材料的製備技術。下篇9~22章主要介紹瞭用掃描電鏡、透射電鏡、X射綫光電子能譜、拉曼光譜、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、X射綫衍射、紅外吸收光譜、紫外-可見分光光度、核磁共振、質譜、熱分析、等離子體發射光譜、電化學分析等對新型功能材料進行的分析錶徵方法。

目錄

上篇
第1章 超細粉體製備技術
第2章 一維功能材料製備技術
第3章 功能薄膜製備技術
第4章 功能陶瓷製備技術
第5章 新型碳材料製備技術
第6章 單分散功能微球製備技術
第7章 光子晶體製備技術
第8章 多孔材料製備技術
下篇
第9章 掃描電子顯微鏡分析特徵
第10章 透射電子顯微鏡分析錶徵
第11章 X射綫電子能譜分析
第12章 拉曼光譜分析
第13章 掃描隧道電子顯微鏡分析錶徵
第14章 原子力顯微鏡分析錶徵
第15章 X射綫衍射分析
第16章 紅外吸收光譜分析
第17章 紫外—可見分光光度法分析
第18章 核磁共振分析
第19章 質譜分析
第20章 熱分析技術與方法
第21章 等離子體發射光譜分析
第22章 電化學分析法
參考文獻
名詞索引

《物質世界的無限可能：前沿功能材料的奧秘與掌控》 我們身處一個由物質構築的時代，而功能的賦予，則是打開物質無限潛能的關鍵。從極緻輕盈的結構材料，到能夠記憶形狀的智能器件；從高效捕捉太陽能的轉換薄膜，到精準靶嚮病竈的藥物載體；從能夠自愈閤的塗層，到能夠淨化空氣的催化劑——所有這些令人驚嘆的科技突破，都離不開功能材料的創新與發展。本書，正是緻力於揭示這些前沿功能材料的精妙之處，探索其背後的製備智慧，並深入解析其獨特的性能錶現，為所有對物質世界充滿好奇，並渴望掌控其未來發展方嚮的讀者，提供一份詳盡而深刻的導覽。 第一篇：功能材料的智慧起源——從原子到宏觀的精雕細琢 功能材料的誕生，並非偶然，而是源於對物質微觀結構與宏觀性能之間深刻聯係的精準理解。本篇將帶領讀者走進材料科學的核心，探究如何通過精妙的設計與控製，賦予材料超越其基本屬性的“智能”與“功能”。 原子層麵的操控與構築： 我們將從最基本的原子和分子層麵齣發，介紹如原子層沉積（ALD）、分子束外延（MBE）等高精度製備技術。這些技術如同用最精密的鑷子，逐層地堆疊原子，從而構建齣具有特定結構和成分的超薄薄膜或納米材料。例如，在半導體産業中，ALD技術能夠精確控製薄膜的厚度，直接影響芯片的性能；而在光學領域，通過ALD可以製備齣具有特定摺射率和光學響應的塗層，為眼鏡、顯示屏等帶來革命性的提升。我們會深入探討這些技術背後的物理化學原理，例如化學反應的動力學、熱力學以及氣相物質的輸運過程，並結閤具體的材料體係，例如氧化物、氮化物、金屬有機框架（MOF）等，解析它們如何通過原子層麵的精確調控，展現齣獨一無二的功能。 納米尺度的魔力：量子囚禁與錶麵效應： 當物質的尺寸進入納米尺度，其宏觀性質會發生顯著變化，這就是所謂的“納米效應”。本篇將重點闡述量子囚禁效應和巨大的比錶麵積效應如何賦予納米材料強大的功能。我們將探討量子點（Quantum Dots）的尺寸依賴性發光特性，解釋它們如何在不同尺寸下發齣不同顔色的光，以及這在顯示技術、生物成像和太陽能電池中的應用。同時，我們也關注納米材料巨大的比錶麵積，例如納米顆粒、納米綫、納米管等，它們能夠提供更多的活性位點，從而在催化、吸附和傳感等領域展現齣超乎尋常的性能。例如，在化學催化領域，納米顆粒的催化活性遠高於其塊體材料，這是因為其錶麵原子占總原子數的比例大大增加，提供瞭更多的反應界麵。本書將結閤大量實例，展示如何利用納米技術，實現對材料功能的精細化設計，並深入剖析其背後的科學機理。 微米與宏觀尺度的結構設計： 除瞭微觀尺度的精確控製，宏觀尺度的結構設計同樣至關重要。本篇將介紹如模闆法、溶膠-凝膠法、自組裝等技術，如何構建具有復雜三維結構的材料，如多孔材料、泡沫材料、縴維材料和復閤材料。我們會詳細介紹多孔材料的孔徑、孔隙率和連通性對氣體吸附、分離和催化性能的影響，以及如何通過控製閤成條件，獲得特定尺寸和分布的孔道。對於縴維材料，如碳縴維、玻璃縴維的增強機製，以及它們在航空航天、汽車工業中的重要作用也將得到深入探討。復閤材料的設計理念，即通過不同材料的結閤，獲得單一材料無法比擬的優異性能，也將是本篇的重點。例如，金屬基復閤材料通過引入陶瓷縴維或顆粒，可以顯著提高其強度和耐高溫性能，在航空發動機等關鍵部件中發揮著不可替代的作用。 第二篇：功能材料的精準操控——先進製備技術的深度解析 材料的性能是其結構和成分的函數，而製備技術則是實現特定結構和成分的根本途徑。本篇將聚焦於一係列先進的製備技術，深入剖析其原理、工藝流程、優缺點及其在不同功能材料製備中的應用。 薄膜製備的精湛技藝： 功能薄膜在電子、光學、能源等領域有著廣泛的應用。我們將詳細介紹物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）及其衍生技術，如磁控濺射、離子束濺射、等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）等。我們會分析不同PVD和CVD技術在薄膜厚度、形貌、結晶度、成分控製以及錶麵粗糙度等方麵的差異，並結閤具體的材料體係，例如氧化物半導體薄膜（如IGZO）、氮化物薄膜（如TiN）、金屬薄膜（如Au, Pt）等，解析它們如何通過優化工藝參數，實現高性能的功能。例如，在柔性電子領域， PECVD技術能夠以較低的溫度在聚閤物基底上沉積高質量的薄膜，為可穿戴設備和柔性顯示器提供瞭可能。 納米材料的批量閤成與形貌調控： 隨著納米材料應用的不斷拓展，如何實現納米材料的低成本、大規模製備以及對其形貌（如納米綫、納米棒、納米片、納米花等）的精確調控，成為瞭研究的熱點。本篇將係統介紹液相閤成法，如水熱/溶劑熱法、沉澱法、膠體閤成法等，以及氣相閤成法，如燃燒閤成法、等離子體法等。我們會深入探討這些方法的反應機理、催化劑的作用、溶劑的影響，以及如何通過改變反應溫度、壓力、時間、前驅體濃度等參數，實現對納米材料的晶體結構、粒徑、形貌和錶麵化學性質的精確控製。例如，通過調控水熱閤成的反應條件，可以得到不同形貌的二氧化鈦納米材料，從而優化其在光催化和染料敏化太陽能電池中的性能。 復雜結構的構築與性能的協同增效： 本篇還將探討如何通過復閤化、摻雜、固溶、相分離等手段，構建具有復雜微觀結構或多組分協同效應的功能材料。例如，在電池領域，固態電解質的開發離不開復雜的陶瓷或聚閤物復閤材料的製備；在催化領域，負載型催化劑的性能很大程度上取決於載體與活性組分之間的界麵相互作用。我們會分析不同復閤方式對材料整體性能的影響，以及如何通過閤理的組分設計和製備工藝，實現材料性能的“1+1>2”效應。例如，金屬-有機框架（MOF）的孔道內引入納米金屬顆粒，可以顯著提高其催化活性和穩定性，用於氣體分離和催化轉化。 第三篇：功能材料的“望聞問切”——先進分析錶徵方法的深度解析 理解材料的性能，離不開對其結構、成分、形貌、電子態以及動力學過程的深入錶徵。本篇將詳細介紹一係列先進的分析錶徵技術，揭示它們如何成為我們“望聞問切”材料世界的強大工具，從而指導材料的設計與優化。 結構與形貌的“透視鏡”： 本篇將聚焦於能夠直接“看見”材料微觀世界的先進技術。高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）和掃描透射電子顯微鏡（STEM）能夠提供原子級彆的分辨率，揭示晶格結構、晶界、位錯等缺陷，以及納米材料的形貌和尺寸。掃描電子顯微鏡（SEM）則能提供樣品錶麵的形貌信息，觀察微觀結構的分布和連接方式。X射綫衍射（XRD）是確定晶體結構、相組成和晶粒度的常用方法，而小角X射綫散射（SAXS）則能提供納米尺度的結構信息，例如孔隙結構和聚集體尺寸。我們會深入剖析這些技術的成像原理，以及如何通過不同的樣品製備和探測模式，獲得豐富而準確的結構信息。 成分與化學態的“指紋識彆”： 瞭解材料的化學成分和各元素的化學態，對於理解其功能至關重要。X射綫光電子能譜（XPS）能夠提供錶麵元素的組成和化學態信息，是研究材料錶麵化學性質的有力工具。能量色散X射綫光譜（EDS）和波長色散X射綫光譜（WDS）常與SEM/TEM聯用，可以進行局部成分的定性或定量分析。俄歇電子能譜（AES）則具有更高的空間分辨率，能夠進行微區成分分析。傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）和拉曼光譜（Raman Spectroscopy）則能夠識彆材料中的化學鍵和官能團，是研究有機材料和無機材料的重要手段。本書將詳細介紹這些技術的探測機理、信號來源以及如何通過分析譜圖，解讀材料的化學信息。 電子態與光譜學的“脈搏診斷”： 材料的功能往往與其電子結構密切相關。紫外-可見吸收光譜（UV-Vis Spectroscopy）可以研究材料的電子躍遷和光學帶隙。熒光光譜（Fluorescence Spectroscopy）則能提供材料的發光機理和性能信息。X射綫吸收光譜（XAS）和X射綫光電子能譜（XPS）等技術，能夠提供關於元素價態、配位環境和電子結構的信息，對於理解催化、光電轉換等過程至關重要。核磁共振波譜（NMR）則能夠提供關於分子結構和動力學的信息，在聚閤物和有機功能材料的研究中有著廣泛的應用。 熱力學與動力學過程的“生理監測”： 功能材料的性能往往需要在特定的溫度、壓力或氣氛下纔能充分體現，對其熱穩定性、相變行為以及反應動力學進行研究，是理解其應用潛力不可或缺的一環。差示掃描量熱法（DSC）和熱重分析（TGA）是研究材料的熱轉變、分解溫度和熱穩定性的常用技術。阿特拉-特拉卡-科爾什（ATS-Korch）熱膨脹儀則可以測量材料的熱膨脹係數。電化學測試技術，如循環伏安法（CV）、恒電位/恒電流法等，是研究電池、電容器、燃料電池等電化學器件性能的重要手段。我們會深入解析這些技術如何幫助我們理解材料在各種環境下的行為，並指導我們進行性能優化。 結語： 《物質世界的無限可能：前沿功能材料的奧秘與掌控》不僅僅是一本介紹技術的書籍，更是一扇通往物質科學前沿的窗口。它將引領讀者深入理解那些塑造我們生活、驅動科技進步的先進材料，從宏觀世界的宏偉藍圖到微觀世界的精巧構築，從尖端製備技術的嚴謹工藝到精密分析錶徵的深刻洞察。本書旨在培養讀者對功能材料的深刻認知，激發他們在材料科學領域的探索熱情，並為未來的科學研究和技術創新奠定堅實的基礎。無論是科研工作者、工程師，還是對未來科技充滿好奇的學生和愛好者，都能從中獲得寶貴的知識和啓發，共同探索物質世界更多的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

我是一位長期關注材料科學發展動嚮的科研管理者。在我看來，一本好的科研著作，不僅要介紹最新的技術和方法，更要能夠引領未來的研究方嚮，並為團隊的研發投入提供決策依據。這本書的書名“新型功能材料製備技術與分析錶徵方法”，簡潔而有力地概括瞭其核心內容，足以引起我的關注。 我尤其看重其中“新型”二字所蘊含的創新性。在當前科研競爭日益激烈的環境下，持續的技術創新是保持領先地位的關鍵。我希望這本書能夠係統地梳理和介紹當前國際上在新型功能材料製備領域湧現齣的新思路、新工藝和新設備。例如，是否會涉及一些顛覆性的製備技術，如3D打印在功能材料領域的應用？是否會介紹一些能夠實現原子級精度控製的製備方法？此外，對於“分析錶徵方法”的強調，也錶明瞭作者對實驗嚴謹性和結果可信度的重視。我期待書中能夠對各種錶徵技術的原理、適用範圍、數據解讀以及潛在的局限性進行深入的探討，為科研人員提供一個全麵而可靠的錶徵指南。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛畢業，正在摸索研究方嚮的博士生，手握幾篇SCI論文，卻總覺得對材料的“本質”理解不夠透徹，對那些“高大上”的功能材料更是雲裏霧裏。這次偶然翻到這本書，雖然我還沒有來得及深入閱讀，但單看目錄和一些章節的標題，就已經讓我眼前一亮，甚至隱隱感覺到瞭一絲撥雲見日般的希望。 書名中“新型功能材料製備技術”這幾個字，就點齣瞭核心。我一直對各種各樣的“功能”感到好奇，比如為何某些材料能導電，為何某些材料能發光，為何某些材料又能吸附特定的分子。這本書似乎就打算從最根本的“製備”入手，去揭示這些功能産生的奧秘。我特彆關注瞭其中關於“溶膠-凝膠法”、“水熱/溶劑熱法”以及“納米材料自組裝”等章節的介紹。這些名詞對我來說既熟悉又陌生，它們究竟是如何精確控製材料的微觀結構，從而賦予其獨特性能的？這本書是否會詳細闡述其中的關鍵步驟、反應機理，以及如何通過調整工藝參數來優化材料的性能？我期待它能提供一些具體的、可操作的實驗思路，甚至是一些“避坑指南”，讓我少走彎路，更有效率地進行實驗設計。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對前沿科技充滿熱情的普通讀者，我經常在網上看到關於各種“神奇”材料的新聞，比如能夠自修復的塗料、可以改變顔色的織物、甚至是模擬生物功能的仿生材料。這些都讓我覺得非常不可思議，同時也充滿瞭好奇。 這本書的名字——《新型功能材料製備技術與分析錶徵方法》，聽起來就很有深度，但同時也讓我看到瞭解決這些“好奇心”的鑰匙。我最感興趣的部分是“製備技術”。我總是在想，那些聽起來像是科幻電影裏的材料，到底是怎麼被“製造”齣來的？是不是有什麼特殊的“配方”或者“工藝”？這本書是否會介紹一些有趣或者有創意的製備方法，比如如何通過簡單的化學反應就能得到具有特殊結構的材料？書中是否會提供一些案例，展示如何從基礎的原料一步步變成具有驚人功能的材料？我希望它能夠像一本“材料製造的秘籍”一樣，讓我窺見那些隱藏在日常背後的科技魔法，理解那些“不可能”是如何變成“可能”的。

評分☆☆☆☆☆

作為一名有著數年研發經驗的工程師，我深知“製備”的挑戰，但同樣也明白“分析錶徵”的重要性，有時候，比閤成更難的是如何準確地“認識”你所得到的材料。這本書的後半部分，也就是“分析錶徵方法”這部分，對我來說更是具有極大的吸引力。我一直覺得，數據是材料科學的語言，而各種錶徵手段就是解讀這種語言的工具。 書名中提到的“分析錶徵方法”讓我對它寄予厚望。我非常想知道，書中是否會係統地介紹各種常用的光譜（如XPS, Raman, FT-IR）、衍射（如XRD）、顯微（如SEM, TEM, AFM）以及熱分析（如TGA, DSC）等技術？更重要的是，它是否會深入講解這些技術背後的原理，以及如何根據材料的特性來選擇最閤適的錶徵手段？例如，當我想研究材料的錶麵化學成分時，XPS是首選，但如何精確解析譜圖，區分不同價態的元素，如何排除乾擾信號？當我想觀察納米結構的形貌和尺寸分布時，SEM和TEM是基礎，但如何通過圖像處理來定量分析形貌特徵，如何利用高分辨率TEM來探究晶格結構？此外，我更期待書中能提供一些實際案例，展示如何利用這些錶徵技術來解釋材料的宏觀性能，例如，如何通過XRD來分析晶相和結晶度，並將其與材料的光學或電學性能聯係起來。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科學前沿充滿好奇心的本科生，我經常在各種科普文章和新聞中看到關於“新型功能材料”的報道，那些聽起來充滿未來感的詞匯，比如“智能材料”、“納米機器人”、“高效催化劑”等等，總是讓我心潮澎湃。然而，真正讓我感到睏惑的是，這些令人驚嘆的材料究竟是如何被“創造”齣來的？ 這本書的書名，直指“新型功能材料製備技術與分析錶徵方法”，恰好填補瞭我知識體係中的這一空白。我最感興趣的是“製備技術”部分。這本書是否會介紹一些當前最熱門、最具潛力的材料製備方法？例如，針對新能源領域，它是否會探討如何製備高效的鋰電池正負極材料，或者如何通過精準控製形貌來提高太陽能電池的效率？針對生物醫藥領域，它是否會講解如何製備具有特定生物相容性和藥物緩釋功能的納米載體？我希望它能用相對易懂的語言，結閤一些直觀的圖示，來解釋復雜的化學反應過程和物理過程，讓我能大緻理解這些“魔法”是如何發生的。同時，我也期待書中能夠稍微提及一些不同製備方法之間的優缺點，以及在實際應用中可能遇到的挑戰。