激光诱导空泡空化强化理论与技术 任旭东,袁寿其 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任旭东，袁寿其 著

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• 材料加工
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• 物理学
• 声学
• 振动

店铺： 读者科技图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030555458

商品编码：29572912061

包装：平装

出版时间：2018-01-01

基本信息

书名：激光诱导空泡空化强化理论与技术

定价：99.00元

作者：任旭东,袁寿其

出版社：科学出版社

出版日期：2018-01-01

ISBN：9787030555458

字数：

页码：208

版次：01

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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激光空化强化技术是一种新型的材料表面改性处理技术。《激光诱导空泡空化强化理论与技术》详细阐述激光诱导空泡空化强化并抑制空蚀的理论和技术。在总结激光空化强化技术的理论、应用和发展成果的基础上，较系统地阐述激光诱导空泡及空化强化的基本理论，研究激光诱导水下空泡的冲击波力学效应，分析激光空化的机械效应和化学效应，给出各种材料在激光空化强化的表面形貌、残余应力、抗空蚀性能等，充分反映激光诱导空泡空化强化技术的先进性与实用性。《激光诱导空泡空化强化理论与技术》还给出诸多具体的应用实例，具有较好的可读性和借鉴性。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《流体动力学与表面工程的交融：探索流场调控与材料界面改性》 内容概述： 本书深入剖析了流体动力学在精密制造、能源转化和生物医学等前沿科技领域的核心作用，并将其与先进的表面工程技术相结合，旨在揭示如何通过精巧设计和控制流体行为，实现对材料表面特性的精准调控，从而催生出具有突破性性能的新型材料和工艺。全书以理论研究为基础，辅以丰富的实验数据和工程应用案例，系统阐述了流场调控的多种先进手段，以及这些手段如何作用于材料表面，引发微观结构变化，最终影响宏观性能。 第一部分：流体动力学精要与先进流场调控技术 本部分首先系统梳理了流体动力学的基本原理，包括流体的连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程）及其在不同流态下的简化形式（如伯努利方程、斯托克斯流等）。重点关注了对工程应用至关重要的粘性流、不可压缩流以及多相流的特性。在此基础上，本书详细介绍了多种先进的流场调控技术，这些技术不再局限于传统的泵送或管道设计，而是着眼于主动、局域、动态地改变流体行为。 微纳米尺度流场设计： 介绍了微流控芯片的设计原理与制造技术，如何通过精确控制微通道的几何形状、表面粗糙度以及引入微小的障碍物，实现对流体边界层、剪切应力以及混合效率的精细调控。深入探讨了表面电泳、微泵、微阀等核心微流控器件的工作机制及其在特定流场产生中的作用。 声学与光学驱动流： 详细阐述了声学微马达、声学悬浮和声学混合等技术的物理机制。解释了超声波或声表面波如何在流体中产生定向力、驻波场，从而实现对微粒的操纵、流体的混合以及局部温度的快速升降。同样，也探讨了激光诱导的瞬态热效应如何引发局部蒸汽泡的生成与溃灭，进而产生强烈的声学效应和微射流，对周围流体产生扰动。 电磁场调控： 重点介绍了电磁流体动力学（MHD）在导电流体中的应用，例如在液态金属处理、等离子体控制中的作用。同时，也讨论了电润湿技术如何通过改变固体表面与液滴之间的接触角，实现对微液滴的精确驱动、分裂与融合，这对于微反应器和电子显示技术至关重要。 动态边界控制： 介绍了如何通过改变边界的运动状态（如振动、旋转、变形）来主动控制流场的形成。例如，生物启发式推进机制，模拟鱼鳍或鞭毛的摆动来产生推进力，或者通过周期性改变通道壁的形状来增强混合效率。 第二部分：表面工程的演进与材料界面改性 本部分聚焦于现代表面工程技术，从微观结构构建到宏观功能实现，系统介绍了多种改变材料表面性质的策略。 薄膜沉积与表面改性： 详细探讨了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等主流技术，包括溅射、蒸发、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等。重点关注了如何通过调控沉积参数（如温度、压力、气体组分、基底偏压）来控制薄膜的微观结构（晶粒大小、取向、缺陷密度）、化学成分以及层状结构。此外，也介绍了原子层沉积（ALD）在实现超薄、均匀、高致密性薄膜方面的独特优势。 纳米结构化表面： 深入研究了各种实现表面纳米结构化的方法，包括自组装（如块状共聚物自组装）、纳米压印（NIL）、电子束/聚焦离子束刻蚀、以及激光辅助的表面纹理化等。重点阐述了如何通过精确控制纳米结构的尺寸、形貌（如纳米柱、纳米孔、纳米线）和排列方式，来赋予表面超疏水、超亲水、抗反射、抗污损、催化活性等特殊功能。 化学修饰与功能化： 介绍了各种在材料表面引入特定化学基团或功能分子的技术。例如，表面接枝聚合（grafting polymerization）、点击化学（click chemistry）的应用，以及如何利用等离子体处理实现表面活性点的产生，进而引导后续的化学修饰。重点关注了如何通过精确的化学设计，实现对表面能量、润湿性、生物相容性、以及特定分子吸附能力的调控。 界面工程与多层复合材料： 探讨了如何通过设计和制备具有特定界面性质的多层复合材料，来获得单一材料无法实现的综合性能。重点研究了界面相的形成、界面能的调控、以及界面缺陷对宏观性能的影响。涉及的工艺包括多层共沉积、层叠压制等。 第三部分：流场调控与材料界面改性的交叉融合 这是本书的核心与创新所在，将前两部分介绍的理论与技术进行深度融合，探讨如何利用流体行为直接或间接地改变材料表面。 流体诱导的微纳结构生长与重构： 溶剂挥发与自组装： 详细分析了在特定流场下，溶剂挥发速率和浓度梯度的变化如何影响溶解在溶剂中的前驱物分子的扩散与聚集，从而诱导纳米结构的有序生长。例如，在气液界面处，流场调控可以影响纳米颗粒的二维有序排列。 刻蚀与沉积的流体动力学效应： 探讨了在等离子体刻蚀或化学湿法刻蚀过程中，流体的对流和扩散如何影响反应物和产物的传输，从而导致刻蚀速率和形貌的非均匀性。反之，也可以利用流场来强化特定区域的刻蚀或沉积。 激光诱导的流体动力学效应： 深入研究了激光辐照引起的局部温度升高和物质汽化如何产生瞬态的高速微射流和声学冲击波。这些动态的流体事件能够显著改变材料表面的局部形貌，例如，在金属表面产生微坑、纳米颗粒聚集区，或诱导纳米结构的定向生长。本书将详细解析激光诱导空泡（cavitation）的生成、生长、溃灭机制，以及溃灭时产生的极端压力和温度梯度如何直接作用于材料表面，引发微观形貌的重塑，甚至改变材料的晶体结构。 流场驱动的表面化学反应与功能化： 强化表面化学反应： 通过引入剪切应力、增强传质速率，流场可以极大地加速表面化学反应。例如，在催化反应中，利用微流控技术可以提高催化剂表面的反应物浓度，从而提高催化效率。 定向官能团化： 利用定向流场，可以实现对表面官能团的定向引入或排列。例如，通过控制流动的液体，可以将特定化学试剂精确地输送到材料表面的指定区域，实现局部功能化。 流体动力学辅助的界面粘附与分离： 可控粘附： 探讨了如何利用微流控技术设计具有特定结构的微表面，通过流体的作用来控制微小物体（如细胞、微珠）在表面的粘附或脱附。 表面润湿性与流体行为的耦合： 研究了表面润湿性如何影响流体的流动行为，以及如何利用流体动力学手段反过来改变表面的润湿性，例如，通过控制液滴在表面的运动来诱导表面形貌的变化。 生物医学应用中的流场与界面工程： 细胞培养与组织工程： 介绍了如何利用微流控平台模拟体内复杂流体环境，诱导细胞定向生长、分化，以及构建具有特定结构和功能的组织。 药物递送与生物传感： 探讨了如何设计具有特定表面性质的载体，并通过流场调控其在体内的分布和释放行为，以及如何利用微流控和表面改性技术构建高灵敏度的生物传感器。 结论与展望： 本书在系统总结流体动力学与表面工程领域各自发展的基础上，重点突出两者深度融合所带来的巨大潜力和广阔前景。通过对流场调控与材料界面改性之间复杂相互作用的深入剖析，本书为科研人员和工程师提供了全新的视角和创新的思路，以期在微纳制造、能源存储、生物技术、环境科学等领域实现更多突破性的进展。未来的研究将更加关注智能流场设计、多尺度耦合模拟以及跨学科的协同创新，以应对日益复杂的工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当有冲击力，深蓝色的背景配上跳跃的橙色文字，一下子就抓住了我的眼球。当我翻开第一页，那种对前沿科学的敬畏感油然而生。作者们的叙述方式非常严谨，逻辑链条清晰得像是精密的机械结构，每一步推导都让人感到心服口服。我特别欣赏他们对理论基础部分的深入挖掘，那种对物理学原理的追本溯源，远超一般科普读物的水准。虽然有些公式推导部分对于初学者来说可能需要反复揣摩，但正是这种深度，才使得这本书成为了一部真正的学术参考资料。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于一个充满能量的微观世界，每一次空泡的形成与溃灭，都伴随着作者们严谨的分析。这本书的价值不仅仅在于它传授了知识，更在于它激发了我对这项技术未来可能性的无限遐想，它像一把钥匙，为我打开了通往更深层研究领域的大门。这本书的排版也十分考究，图文并茂，使得复杂的概念得以直观呈现，极大地提升了阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计和印刷质量给我留下了深刻印象，纸张的质感很好，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这对于一本需要反复查阅的专业书籍来说至关重要。内容上，我个人对其中关于如何通过精确调控激光脉冲形状来优化空化效率的章节特别感兴趣。作者们没有停留在传统的线性分析，而是大胆地引入了时间尺度的精细控制概念，这无疑为该领域的技术突破指明了新的路径。书中对每一种理论模型都给出了清晰的适用条件和局限性分析，这避免了读者盲目套用模型的误区。它更像是一本“方法论”手册，教你如何思考，如何设计实验，如何从复杂的数据中提炼出有意义的物理规律。总而言之，这是一部集理论深度、实践指导性和前瞻性于一体的优秀专著，对提升我国在该细分领域的研究水平具有重要意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术贡献是毋庸置疑的，它为我们理解和控制微观尺度的能量释放提供了一个全新的理论框架。我花了很长时间去消化其中关于超快激光诱导非线性效应的部分，那些关于等离子体形成和冲击波传播的描述，展现了作者们深厚的理论功底。这本书的结构安排非常巧妙，从宏观现象入手，逐步深入到量子力学层面的微观机制，最后再回归到工程应用层面的优化策略，形成了一个完整的知识闭环。我特别欣赏作者们在处理跨学科问题时的那种游刃有余，成功地将光学、流体力学和材料科学等多个领域的知识熔于一炉。对于研究生和青年科研人员而言，这本书不仅仅是学习材料，更是一种研究范式的引领。它教会我们如何以一种更全面、更系统的方式去审视一个复杂的物理现象，这对于任何想在交叉学科有所建树的人来说，都是极其宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，最初拿起这本书时，我有些担心它会过于晦涩难懂，毕竟涉及的物理概念非常前沿。然而，作者们通过层层递进的讲解，成功地将原本高不可攀的理论变得平易近纳，至少对于具备一定物理背景的读者来说是如此。书中对实验装置的描述详尽而精确，那些关于激光源选择、腔体设计以及诊断方法的细节，透露出作者们丰富的实践经验。我从中获得的最大启发是，一个成功的理论模型，必须要有扎实的实验数据支撑，而这本书完美地展示了如何将两者有机结合。阅读这本书的过程，更像是一次高水平的学术研讨会，作者们诚恳地展示了现有理论的优势与局限，并指出了未来可能的研究方向，这种坦诚的态度非常值得称道。这本书的价值，在于它构建了一个可供后续研究者在此基础上继续攀登的坚实平台。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格独树一帜，它没有采用那种枯燥的教科书式论述，而是融入了一种近乎诗意的科学探索精神。作者们在阐述激光与物质相互作用的复杂过程时，仿佛在描绘一幅流动的、充满不确定性的动态画面。我尤其喜欢他们对实验数据的解读方式，那种将冷冰冰的数字转化为对物理现象的深刻洞察的过程，非常引人入胜。读起来，我感觉自己不是在被动接受信息，而是在与两位经验丰富的工程师共同进行一场思维探险。书中对于不同激光参数如何影响空化效应的讨论，细致入微，提供了大量可供实践参考的经验数据和规律总结。这种将理论推演与实际工程应用紧密结合的叙事手法，使得整本书的实用价值极高。它不仅解答了“是什么”，更深入地探讨了“为什么”和“怎么办”，对于希望将基础研究转化为实际工艺的人来说，这本书无疑是一本宝贵的指路明灯。