激光制备先进材料及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘其斌，徐鹏 著

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• 激光制备
• 先进材料
• 材料科学
• 材料工程
• 激光技术
• 表面工程
• 薄膜技术
• 纳米材料
• 功能材料
• 应用研究

店铺： 广影图书专营店

出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502472283

商品编码：29729195973

包装：平装

出版时间：2016-05-01

基本信息

书名:激光制备先进材料及其应用

定价：64.00元

售价：43.5元,便宜20.5元,折扣67

作者:刘其斌,徐鹏

出版社：冶金工业出版社

出版日期：2016-05-01

ISBN：9787502472283

字数：

页码：218

版次：1

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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《激光制备先进材料及其应用》以激光技术在材料科学与工程中的应用为基础，详细论述了利用激光制备先进材料的方法。内容包括：激光与材料的交互作用；激光制备耐热耐蚀复合材料涂层；激光制备金属基复合材料耐磨涂层；激光制备梯度生物医学陶瓷材料涂层；激光制备形状记忆合金涂层；激光制备纳米材料；激光制备电子功能陶瓷；激光制备高熵合金涂层。
　　《激光制备先进材料及其应用》适于从事这一新兴领域的教师、工程技术人员及研究生和高年级大学生选用。

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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《光影塑形：微纳制造的革命与未来》 内容梗概： 在科技飞速发展的今天，材料的创新与制造技术的突破，正以前所未有的力量驱动着人类文明的进步。本书《光影塑形：微纳制造的革命与未来》聚焦于当前材料科学与工程领域中最具活力和前景的分支之一——微纳制造。我们不再局限于宏观世界的材料属性，而是将目光投向了微观和纳米尺度，在那里，物质的性质会发生奇妙的改变，为实现前所未有的功能和应用奠定了基础。 本书旨在为读者提供一个系统、深入的视角，去理解和把握微纳制造技术的核心原理、关键方法、发展趋势及其在各个领域的广泛应用。我们将从微纳制造的基础理论出发，逐步深入到各种先进制造技术的细节，并最终展望其在未来的无限可能。 第一章：微纳世界的召唤——为何要关注微纳制造？ 本章将首先探讨人类对精细化控制物质世界日益增长的需求。从自然界的启示（如荷叶的自清洁效应）到科技发展的驱动力（如集成电路的摩尔定律），我们将揭示微纳制造的出现并非偶然，而是历史发展的必然。本章还将简要介绍微观与纳米尺度下物质呈现出的独特性质，例如量子效应、表面效应等，这些效应是宏观材料所不具备的，也是微纳制造能够实现突破性功能的基础。最后，我们将概述微纳制造在国民经济和科学研究中的战略意义，强调其对提升国家核心竞争力的重要作用。 第二章：光刻的脉络——从经典到现代的微纳加工技术 本章将详细介绍目前最主流的微纳加工技术之一——光刻技术。我们将从其基本原理讲起，深入剖析不同类型的光刻方法，包括紫外光刻、深紫外光刻、电子束光刻（EBL）、离子束光刻、X射线光刻以及纳米压印等。对于每一种技术，我们都将剖析其分辨率极限、精度、成本、适用材料以及各自的优缺点。特别地，我们将重点介绍在现代集成电路制造中不可或缺的极紫外（EUV）光刻技术，解析其面临的技术挑战与解决方案。此外，我们还会探讨光刻技术在非平面结构制造、三维微纳结构构建方面的进展。 第三章：材料的精雕细琢——湿法与干法微纳加工 除了光刻，湿法和干法加工也是微纳制造中不可或缺的重要组成部分。本章将对这两种工艺进行全面而深入的介绍。 湿法加工： 涵盖了化学腐蚀（湿法刻蚀）、电化学沉积、溶液涂覆、溶胶-凝胶法等。我们将详细解释不同腐蚀剂的选择原理、刻蚀速率控制、选择性以及表面形貌的影响。同时，我们将介绍电化学沉积在金属、半导体材料微纳结构制备中的应用，以及溶液涂覆技术在制备薄膜、纳米粒子方面的优势。 干法加工： 主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）及其变种（如溅射、蒸发、等离子体增强CVD、金属有机化学气相沉积MOCVD等）。我们将深入讲解这些技术的原理、工艺参数对薄膜厚度、形貌、成分和性能的影响。本章还将重点关注反应离子刻蚀（RIE）和感应耦合等离子体刻蚀（ICP-RIE）等先进干法刻蚀技术，分析其高选择性、高精度刻蚀能力，以及在复杂三维微纳结构制造中的关键作用。 第四章：新时代的“炼金术”——增材制造与微纳3D打印 增材制造，即3D打印，以其独特的逐层堆积成型方式，为微纳制造带来了革命性的突破。本章将聚焦于微纳3D打印技术，重点介绍以下几种代表性方法： 立体光刻（SLA）与数字光处理（DLP）： 解析其利用光敏树脂固化成型的原理，以及如何通过调整光照区域和时间来实现高精度微纳结构的构建。 两光子聚合（TPP）： 深入探讨其超高分辨率的优势，以及在制造复杂三维纳米结构方面的强大潜力。 喷墨打印与微滴打印： 介绍其在精确沉积材料、构建特定功能区域方面的应用。 其他新兴技术： 如熔融沉积成型（FDM）在微纳尺度的应用、金属3D打印在微观部件制造中的前景等。 本章还将讨论微纳3D打印在材料选择、分辨率提升、打印速度优化以及后处理等方面的技术挑战和研究进展。 第五章：智能的触角——微纳制造的应用前沿 微纳制造的真正价值在于其能够赋予材料和器件全新的功能，从而在各个领域催生颠覆性的应用。本章将深入探讨微纳制造在以下领域的广泛应用： 微电子与集成电路： 从更小的晶体管到更复杂的芯片封装，微纳制造是半导体产业持续进步的基石。 生物医学与健康： 微流控芯片（Lab-on-a-chip）在疾病诊断、药物筛选、基因测序等方面的应用；微针阵列在无痛给药和生物传感中的潜力；纳米生物传感器在早期疾病检测和个性化医疗中的作用。 能源与环境： 高效催化剂的微纳结构设计，用于环境保护和能源转化；新型储能器件（如微型电池、超级电容器）的制备；光伏器件效率的提升。 光学与光子学： 光子晶体、超表面（Metasurfaces）的制造，用于实现光信号的精确控制、全息成像、新型光学器件等。 先进传感器： 高灵敏度、高选择性的气体传感器、化学传感器、生物传感器，以及用于环境监测和工业控制的各类微纳传感器。 机器人与微机电系统（MEMS）： 微型执行器、微型马达、微型泵等微纳器件的制造，推动了微型机器人、医疗器械等领域的发展。 第六章：未来的图景——挑战、机遇与展望 本章将对微纳制造的未来发展进行展望，并探讨其面临的主要挑战与潜在机遇。 技术挑战： 包括但不限于分辨率的进一步提升、高精度三维结构制造的复杂性、成本的降低、大规模生产的可行性、新材料的开发与集成、以及过程控制的智能化等。 前沿研究方向： 例如，基于人工智能（AI）和机器学习的工艺优化与设计、柔性与可穿戴微纳电子学、仿生微纳结构的设计与制造、以及在量子计算、柔性显示等新兴领域的应用探索。 交叉学科融合： 强调微纳制造与其他学科（如材料科学、物理学、化学、生物学、计算机科学、工程学）的深度融合，将是推动其未来发展的关键。 产业化与社会影响： 探讨微纳制造技术如何从实验室走向大规模产业化，以及其在提升生活品质、解决重大社会问题方面的潜力。 结论： 《光影塑形：微纳制造的革命与未来》将为读者构建一个关于微纳制造的完整认知框架。我们相信，通过对这本书的学习，读者不仅能深刻理解微纳制造的核心技术和原理，更能对其在各个领域的广泛应用以及未来发展趋势产生清晰的认识。微纳制造正以前所未有的力量重塑着我们所处的物质世界，引领着一场深刻的技术革命，其光辉前景，值得我们共同探索与期待。

评分☆☆☆☆☆

我从这本书中获得的最大启发，是关于“过程控制”的哲学思考。它不仅仅是教你如何“做”出材料，更重要的是告诉你如何“理解”每一个参数背后的物理意义。比如，书中对比了不同激光器（如CO2、Nd:YAG、光纤激光器）在相同材料加工任务下的优劣势分析，不是简单地罗列参数表，而是从光束质量、能量耦合效率和靶材吸收谱特性的角度进行了深度剖析。尤其是在处理新型增材制造材料，如高熵合金或陶瓷基复合材料时，作者着重强调了温度梯度和冷却速率对最终性能的决定性影响，并给出了一套基于热力学和动力学耦合的预测模型框架。这种将实验现象、理论模型和工程实现三者进行闭环思考的叙事方式，极大地提升了本书的深度。对于我来说，这本书提供了一个绝佳的工具箱，让我能够跳出固有的实验思维定势，从更宏观的尺度上去审视激光制造过程的复杂性与美感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量也值得称赞。在如此多高能物理和材料科学交叉的复杂内容中，保持图表清晰、公式准确无误是一项巨大的工程挑战。该书在这方面做得非常出色，特别是那些三维的相图和能量分布示意图，不仅标注详尽，而且色彩的运用也恰到好处，有效地帮助读者区分不同的区域和阈值。我特别欣赏作者在每一章末尾设置的“开放性问题与挑战”部分，这明显不是为了应付了事，而是真正引导读者去思考当前技术瓶颈所在，例如如何有效抑制激光烧蚀过程中产生的有害气溶胶，或者如何实现真正意义上的亚纳米级精度调控。这使得这本书的价值超越了单纯的知识传递，更像是一份与同行进行的深度对话记录。它无疑会成为我未来几年内，在深入研究激光与先进材料相互作用时，随时需要翻阅的重要参考手册和灵感来源。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的前半部分，我最大的感受是作者在理论构建上的严谨性，简直可以作为研究生教材来使用。它没有避开那些晦涩难懂的物理化学原理，而是选择迎难而上，用清晰的逻辑链条将激光热效应、非热效应（如等离子体产生和光化学反应）与最终的材料结构演变联系起来。其中关于“梯度材料”制备的章节尤其精彩，它详细阐述了如何通过精确控制激光能量密度和扫描速度，在同一块基体上实现成分和微结构的梯度分布，这在航空航天复合材料的界面增强研究中具有极高的参考价值。我特别留意了其中关于激光熔覆技术在修复高价值零部件上的案例分析，作者不仅描述了熔覆层的成形过程，还深入探讨了热影响区的晶粒细化机制和残余应力的控制策略。书中大量的公式推导过程都给出了详细的步骤，这对于我这种需要进行数值模拟验证的科研人员来说，是极其宝贵的资源，避免了在基础物理模型上浪费时间去反复推导，可以直接引用并在此基础上进行更深层次的优化工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计充满了科技感，深邃的蓝色背景上，几道明亮的激光束交织出复杂的图案，仿佛预示着材料科学的无限可能。初翻阅目录，我立刻被其涵盖的广度和深度所吸引。它显然不只是泛泛而谈，而是深入到激光与物质相互作用的微观机制，以及如何利用这些机制来“雕刻”出具有特定功能的宏观材料。特别是关于超快激光加工的章节，描述得非常细致，从皮秒到飞秒尺度的脉冲调控，以及如何借此实现材料的无损或近乎无损的改性，这对于我目前从事的精密光学元件制造领域来说，简直就是一本及时雨。书中对不同波长激光与金属、陶瓷、半导体材料的耦合效应分析得极为透彻，配以大量清晰的显微组织图片和能谱分析数据，使得复杂的物理过程变得直观易懂。我尤其欣赏作者在介绍应用案例时，总是能将理论与实际工程难题紧密结合起来，而不是简单地罗列实验结果，这种务实的态度让读者在学习知识的同时，也能清晰地看到这些尖端技术在现实世界中解决问题的潜力，比如在微电子封装和生物医学植入物表面的功能化处理上，提供了许多启发性的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其对“应用”层面的深入挖掘，它显然是站在产业前沿视角来撰写的。不同于很多纯理论书籍，这本书将激光技术与当前热门的能源、环境和生物医学领域紧密结合起来。例如，在光催化材料的制备部分，作者详细介绍了如何利用激光烧蚀法快速合成高比表面积的纳米氧化物，并结合光电化学测试数据，评估了这些材料在污染物降解方面的效率。我发现其中关于柔性电子器件制造的章节非常具有前瞻性，书中探讨了如何使用紫外激光在聚合物基底上进行精确的微图案化，以实现高分辨率的电路印刷，这无疑为下一代可穿戴设备的研发指明了方向。作者的语言风格在这里变得更加富有激情和前瞻性，不再局限于严苛的实验报告体，而是充满了对未来材料形态的想象。尽管涉及多个领域，但结构组织得极其巧妙，每一次跳转都显得顺理成章，就像在一条蜿蜒但目标明确的知识之河中航行，让人充满探索的欲望。