真空工程技术

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出版者:化学工业出版社
作者:徐成海
出品人:
页数:1037
译者:
出版时间:2006-8
价格:180.00元
装帧:精裝本
isbn号码:9787502586492
丛书系列:
图书标签:
  • 机械
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具体描述

本书全面、系统地介绍了真空技术及其在国民经济各重要领域的应用。

内容包括真空技术的物理基础,各种真空获得设备(真空泵),各种真空测量仪器,各种真空阀门,真空密封技术真空压力容器的设计,真空系统的设计与计算,真空检漏技术等。真空工程技术的主要应用包括真空冶炼,真空热处理,真空钎焊与烧结,真空镀膜,真空干燥,真空浸渍,真空蒸馏,真空包装,真空输送,真空过滤,空间真空技术,真空技术在核工业中的应用,真空绝热和真空工程材料与工艺等内容。

本书是我国真空界许多科技工作者多年辛勤劳动的结晶,内容丰富详实,注重工程实际,适合从事真空工程技术的科技人员、大专院校师生、工人等学习和应用,便于自学。也可供科研人员、硕士和博士生在科研工作中参考。

现代材料科学前沿探索 本书聚焦于新一代功能性材料的合成、结构表征及其在尖端技术领域中的应用,深入剖析了从原子尺度到宏观性能的转化规律。 第一章:纳米尺度材料的精确构筑与调控 本章详尽阐述了当前纳米技术领域最为活跃的几个分支,重点在于如何实现对材料微观结构的精准控制。 1.1 量子点与半导体纳米晶体的合成化学: 核壳结构的设计与优化: 探讨了硒化镉(CdSe)、硫化铅(PbS)等核心材料的湿化学合成路径,重点解析了控制量子点尺寸均匀性和表面钝化对光电性能(如荧光量子产率、带隙能量)的影响。介绍了热注入法、溶剂热法在实现窄尺寸分布方面的优势与挑战。 表面官能团的调控: 分析了配体(如油酸、十六烷基胺)在稳定纳米颗粒、影响其在不同介质中分散性以及后续功能化过程中的关键作用。涉及表面等离子体制备与缺陷态的抑制技术。 二维(2D)材料的剥离与生长: 详细描述了石墨烯、二硫化钼(MoS2)等层状材料的机械剥离法、化学气相沉积(CVD)技术,以及原子层沉积(ALD)在超薄薄膜制备中的应用。比较了不同生长方法对晶体缺陷密度和导电性的影响。 1.2 拓扑材料的物理特性研究: 深入解析了狄拉克锥、外尔点等拓扑非平庸能带结构在新型电子器件中的潜力。 介绍了基于第一性原理计算的拓扑绝缘体(如Bi2Se3)的电子结构预测方法,以及如何通过元素掺杂或应力调控其拓扑性质。 1.3 超材料与结构色: 阐述了通过亚波长尺度的结构设计(如光子晶体、负折射率材料)来操控电磁波传播特性的原理。 重点研究了金属纳米结构阵列的局域表面等离子体共振(LSPR)效应及其在传感和光谱增强中的应用。 第二章:高性能聚合物与复合材料的界面工程 本章侧重于宏观工程应用,探讨了如何通过优化材料间的界面行为,显著提升复合材料的力学、热学和电学性能。 2.1 高分子基体的反应性与固化动力学: 热固性树脂体系的精细控制: 针对环氧树脂、聚氨酯等体系,运用差示扫描量热法(DSC)和动态机械分析(DMA)来监测反应转化率、玻璃化转变温度(Tg)以及交联密度的变化。研究了催化剂选择对固化过程速度与最终网络结构的影响。 生物相容性高分子: 探讨了可降解聚合物(如聚乳酸PLA、聚己内酯PCL)在生物医学领域(如药物缓释载体、组织工程支架)的分子设计思路,关注其水解速率和机械性能的匹配性。 2.2 纤维增强复合材料的界面粘结: 表面改性技术: 详细分析了碳纤维、玻璃纤维在接入聚合物基体前,进行等离子体处理、硅烷偶联剂接枝等预处理技术的作用机理。研究了界面剪切强度(IFSS)的表征方法。 纳米填料的有效分散: 阐述了如何利用表面活性剂或原位聚合技术,解决碳纳米管(CNT)、石墨烯片层在聚合物基体中易团聚的问题,从而实现均匀应力传递。 2.3 增材制造中的材料行为: 分析了选择性激光烧结(SLS)和熔融沉积成型(FDM)过程中,高分子粉末或丝材的熔融、流动与层间粘合特性。讨论了快速冷却速率对最终材料微观结构(如结晶度)的影响。 第三章:先进能源存储材料的电化学性能优化 本章聚焦于下一代电池与超级电容器所必需的新型电极材料和电解质体系。 3.1 锂离子电池正负极材料的结构稳定性: 高镍三元正极(NMC): 剖析了镍含量增加对电池容量提升的机制,同时也深入探讨了高镍材料在充放电循环过程中发生的结构相变、晶格氧释放等衰退问题。研究了表面包覆(如氧化铝、磷酸铁锂)对界面稳定性的改善效果。 硅基负极材料的体积膨胀控制: 介绍了通过构建多孔结构、碳包覆或与其他材料形成合金化复合体来缓解硅材料在嵌锂过程中高达300%体积膨胀的策略。 3.2 固态电解质的研究进展: 无机固态电解质(如硫化物、氧化物): 比较了不同晶体结构(如LLZO、LGPS体系)的离子电导率、电化学窗口及其与电极界面的接触问题。重点分析了界面阻抗的来源与降低方法。 聚合物电解质的设计: 探讨了基于聚环氧乙烷(PEO)基体的交联网络结构,以及添加锂盐增塑剂对锂离子迁移数的提升效果。 3.3 赝电容材料与双电层电容器: 过渡金属氧化物/硫化物: 分析了二氧化锰(MnO2)、氢氧化镍等材料的快速氧化还原反应机制,以及通过纳米化结构增大比表面积以提高赝容电荷存储能力。 超级电容器的电极/电解质界面动力学: 运用电化学阻抗谱(EIS)技术,对电荷转移电阻和双电层电容特性进行定量分析,指导电极材料的孔隙结构设计。 第四章:计算材料学与高通量筛选方法 本章介绍了现代计算工具在材料发现和性能预测中的应用,强调效率和准确性的结合。 4.1 密度泛函理论(DFT)的应用基础: 详细介绍了如何在DFT框架下计算材料的电子结构、晶格常数、形成能以及弹性常数。 讨论了为精确描述范德华相互作用和强关联电子体系(如d/f电子体系)时所需采用的修正泛函(如GGA+U,vdW-DF)。 4.2 机器学习在材料性质预测中的集成: 阐述了如何构建材料信息数据库,提取材料的描述符(Descriptors/Fingerprints)。 介绍了基于支持向量机(SVM)、高斯过程回归(GPR)等模型,对特定性能(如催化活性、带隙宽度)进行快速预测,实现对潜在候选材料的初步筛选。 4.3 分子动力学(MD)模拟在动态过程中的解析: 重点研究了离子在晶格中的扩散路径与激活能,特别是在固态电解质中的应用。 模拟高分子链在剪切力下的弛豫行为,以及在温度梯度下的相分离过程,为材料加工工艺提供理论指导。 本书适合材料科学、化学工程、物理学及相关专业的本科高年级学生、研究生以及致力于材料研发的工程师和研究人员参考。

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读后感

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用户评价

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坦白说,我拿到这本《真空工程技术》的时候,是冲着它封面上那个“先进制造”的宣传语去的,我最近在关注3D打印中金属粉末烧结的缺陷控制,想着真空环境的引入也许能提供一些新的思路。但是,这本书的内容侧重于基础物理和设备操作,几乎没有涉及到具体的工业应用案例分析,更别提什么复杂工艺流程的优化了。比如,它花了大篇幅讲解了各种真空获得和维持系统的设计参数、运行规程,对于如何通过改变压力条件来调控材料的晶粒生长或者气相沉积的成膜质量,这些我真正关心的“应用端”的细节,阐述得非常理论化,像是教科书的章节,而不是一本面向实践的参考手册。我尝试去寻找一些关于“真空热处理对Ti6Al4V疲劳性能影响”这样的具体实验数据或分析模型,但书里更多的是对热导率、漏率计算方法的详尽推导,这些数学公式和物理模型,对我来说更多的是理解难度,而不是应用难度。这本书的结构非常严谨,从真空的定义、真空度的测量,到真空泵的分类和选型,逻辑性无可挑剔,但这种教科书式的严谨,反而让那些渴望快速找到解决方案的工程师感到一丝疏离,它更像是一份供人查阅的标准规范,而不是一本能激发灵感的创新指南。

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读完这本《真空工程技术》的前半部分,我最大的直观感受是:这是一本扎实的、面向物理原理和工程实现的专业手册,而不是一本面向前沿应用和跨界创新的启发读物。我当初是抱着了解“极端环境如何影响材料寿命”的目的来翻阅的,特别是那些涉及到高能粒子束辐照下的材料衰变问题。这本书确实详细讨论了真空对材料腐蚀的抑制作用,以及高真空下材料的表面清洁度对后续反应的影响机制,这些都是非常重要的基础知识。然而,它在阐述这些基础后,就转向了对各种真空系统冗余设计和故障诊断的深入分析,内容变得极为细致和偏向维护管理,比如真空管路的流体力学计算、不同真空单元之间的耦合效应分析等。对于我关心的“如何在高通量下保持长时间的稳定超净真空以进行长时间实验”,书中的信息更多是停留在“设计一个好的系统”的层面,而缺乏对“长期运行中的动态优化和在线控制策略”的探讨。总而言之,它的专业性毋庸置疑,但对于寻求创新应用路径的读者来说,可能需要更多的耐心和基础知识储备,才能从这些严谨的体系中提炼出所需的信息火花。

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翻阅这本《真空工程技术》的过程中,我最大的感受就是一种深层次的“知识的壁垒感”。我本来是希望找到一本能帮助我理解半导体制造过程中,比如等离子体刻蚀腔体如何维持稳定超净真空的书,期待能从中找到一些关于等离子体-真空壁相互作用的初步介绍。然而,这本书对真空腔体的介绍,主要集中在材料的析气率、表面污染的控制,以及密封技术的进步上。它详尽地描述了UHV(超高真空)条件下,如何通过烘烤、离子轰击等手段来获得清洁表面,这确实是硬核技术,但对于我这个需要快速理解刻蚀工艺窗口的人来说,很多篇幅显得过于基础或过于偏向理论分析了。例如,它花了大量篇幅解释如何设计一个低放气率的腔体结构,包括螺栓的紧固力矩、垫片材料的优化等,这些对于真空系统建造者无疑是金玉良言,但对于工艺工程师来说,信息优先级就显得很低了。书里对于“等离子体环境对真空度动态变化的影响”这类实际工作中的常见难题,提及甚少,或者只是停留在定性的描述上,缺乏具体的量化分析和应对策略,这让我在寻找快速解决之道时,略感失望。

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我对这本书的评价可能带着一点“跨界者”的偏见,我原本是想看看先进的表面工程技术,特别是离子束辅助沉积(IAD)如何利用真空环境来提高薄膜的致密性和粘附力,希望能从中借鉴一些思路应用于涂层材料的开发。结果这本《真空工程技术》更像是一本专注于“如何制造和维持一个完美的真空”的工具书。它在泵送原理、真空计器的校准、真空检漏技术的详细介绍上做得非常出色,几乎涵盖了所有主流和非主流的真空技术。比如,对于涡轮分子泵的转子平衡、油封设计,以及各种气体流量和本底真空的数学模型,都有非常深入的探讨。但如果我试图从中找到关于“如何优化特定气体分子的去除效率”或者“真空环境对特定金属蒸气源稳定性的影响”这类应用层面的讨论,就显得非常零散和理论化了。这本书的价值在于系统性地构建了真空科学的知识体系,而不是提供特定工程问题的“即时解决方案”,对于我这种希望快速将知识转化为具体应用的人来说,阅读过程更像是在“打地基”,而不是“盖楼”。

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这本《真空工程技术》的封面设计倒是挺抓人眼球的,深邃的蓝色调,配上简洁的线条勾勒出的设备图,给人一种专业又神秘的感觉,我本来是想找本关于新能源汽车电池冷却技术的书,听说这本内容很前沿,结果翻开目录才发现,完全是两个世界。我大概扫了一眼,什么分子泵、离子泵、低温泵这些词汇,对我来说比天书还难懂,更别提什么超高真空、极高真空的实现路径和维护保养了,我一个搞汽车热管理的,对这些个微观世界的操作简直是一窍不通。我本来还想着,或许里面会有一些跨学科的应用介绍,比如真空技术在先进材料制备,或者精密光学镀膜方面的应用,能给我点启发,没想到这本书的内容深度完全是针对专业领域的工程师和研究人员来的。它里面详述了不同真空获得方法的物理原理、适用范围、优缺点对比,甚至细致到了不同密封件在极端环境下的材料选择和寿命预测,这信息密度和专业度,让我一个门外汉实在有点招架不住,更别提什么真空度的测量标准和不确定度分析了,感觉像是直接跳过了基础知识,直奔博士论文的深度去了。我合上书本,摸了摸封皮,只能感叹一下,术业有专攻啊,这书显然是为真空领域的专家们量身定制的“武功秘籍”,对我来说,确实是有点“高射炮打蚊子”了,完全不在一个频道上。

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看傻了!!你妹!!

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