陶瓷组装及连接技术

图书标准信息

• 作者 [美]米苏佳·辛格、[日]大司·达树 著；林铁松、曹健、亓钧雷 译
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2016-05
• 版次 1
• ISBN 9787111532194
• 定价 189.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 570页
• 字数 824千字
• 丛书 国际制造业先进技术译丛

【内容简介】

　　本书从宏观到纳米尺度介绍了陶瓷组装及连接技术。不仅全面地介绍了陶瓷组装及连接结构、界面、应力等方面的基础理论、连接原则，而且从航空航天、核能和热电能源、微机电系统、固体氧化物燃料电池、多芯片组件以及纳米生物等不同领域，对于目前实际应用过程中的陶瓷先进组装及连接技术及其面临的挑战进行了系统的介绍。本书介绍了陶瓷组装及连接的前沿技术，具有先进性。本书是目前为全面、系统的介绍陶瓷组装、连接技术及其应用方面的著作，内容丰富实用。

　　本书可作为陶瓷工程技术人员与研究人员的参考书，也可作为材料科学与工程、机械工程、电气和电子工程等专业的本科生和研究生的参考书。

【作者简介】

　　Mrityunjay Singh，博士，世界陶瓷科学院院士，美国陶瓷学会会士，美国材料学会会士，美国科学促进会会士，NASA Glenn研究中心俄亥俄航空材料研究所首席科学家，Acta Materialia公司主管。其研究领域涉及材料的制备与加工、连接与组装技术。已发表了230多篇学术论文，撰写或编辑了42本著作和杂志，拥有多项发明专利并实现转化应用，获得了40余项的国内外奖励，包括4个R&D 100大奖、NASA公共服务奖和NASA特殊空间法案奖。在NASA公共服务、外太空开发等方面均做出了突出贡献。

　　Tatsuki Ohji，博士，世界陶瓷科学院院士，美国陶瓷学会会士，日本国家先进工业科学技术研究所（AIST）高级科学家，Acta Materialia公司主管以及多个国际期刊的编委。研究领域包括陶瓷、陶瓷基复合材料、多孔材料、先进陶瓷设计和绿色陶瓷加工工艺等。已发表了320余篇学术论文，并撰写了9本著作，拥有40多项发明专利。

　　Rajiv Asthana，博士，美国材料学会会士，威斯康星-斯托特大学教授，从事制造工程和技术研究。研究领域涉及陶瓷/金属连接、金属的高温毛细填充及其复合材料的制备工作。已发表了150篇学术论文，并撰写了4本著作。现任Journal of Materials Engineering & Performance杂志副主编，多个杂志的编委和客座编辑。

　　Sanjay Mathur，博士，德国科隆大学无机化学研究所教授，萨尔兰大学洪堡学者，萨尔兰大学荣誉教授。主要从事纳米功能材料的化学合成及应用方面的技术研究。已发表了150余篇论文，撰写了1本著作，并拥有多项发明专利。现任Journal of Applied Ceramic Technology 和Nanomaterials杂志副主编。

【目录】

译丛序

译者序

前言

第1章跨尺度陶瓷组装：技术、挑战与机遇

1.1引言

1.2先进技术系统中的组装问题

1.2.1微电子和纳米电子

1.2.2能源

1.2.3航空和地面运输

1.3跨领域和跨尺度组装

1.3.1宏观组装的科学与技术

1.3.2发电装置和器件制造中的组装问题

1.3.3纳米尺度和生物系统的组装问题

第2章陶瓷组装部件的先进钎焊技术

2.1简介

2.2润湿性、残余应力和接头可靠性

2.3接头设计

2.4陶瓷基复合材料的连接

2.4.1Si3N4TiN（质量分数为30%）的连接

2.4.2SiC纤维增强硅硼酸盐玻璃的连接

2.4.3莫来石莫来石陶瓷基复合材料的连接

2.5总结

致谢

参考文献

第3章核工业中陶瓷基复合材料的连接及组装

3.1简介

3.2国际热核聚变实验堆

3.2.1陶瓷基复合材料的连接在ITER上的应用

3.2.2为什么ITER中使用C/C复合材料

3.2.3ITER中C/C复合材料连接的设计问题

3.2.4ITER中C/C复合材料的连接技术

3.2.5C/CCu接头的力学性能测试

3.2.6无损检测

3.2.7ITER中C/CCu界面热冲击和高热流测试

3.2.8欧洲联合核聚变反应堆

3.2.9JET中C/C复合材料的连接技术和设计问题

3.2.10总结

3.3ITER以外的聚变反应堆

3.3.1为什么选择SiC/SiC复合材料

3.3.2SiC/SiC复合材料的连接材料和连接技术

3.3.3连接的SiC/SiC材料特性

3.4CMCs在先进裂变反应堆中的应用

3.5总结

致谢

参考文献

网络资源

第4章大气中钎焊：陶瓷陶瓷和陶瓷金属连接的新方法

4.1简介

4.2陶瓷钎焊的方法

4.3空气钎焊的概念

4.4空气钎焊钎料的设计：AgCuO体系

4.4.1相平衡

4.4.2基体的润湿

4.4.3接头强度

4.4.4推荐的空气钎焊条件

4.5AgCuO体系的成分改良

4.5.1使用金属Pd和Al进行合金化

4.5.2使用金属氧化物TiO2进行合金化

4.5.3添加难熔颗粒

4.6总结

参考文献

第5章碳化硅陶瓷的扩散连接——复杂陶瓷构件的关键制造技术

5.1简介

5.2实验

5.3结果与讨论

5.4总结

致谢

参考文献

第6章C/C复合材料金属热管理系统的组装技术

6.1简介

6.2用于热管理的材料

6.3C/C复合材料

6.4碳和C/C复合材料与金属的组装

6.4.1润湿性

6.4.2钎焊

6.5接头完整性、微观组织和组成

6.6CC复合材料/金属接头力学性能

6.6.1接头强度和断口组织

6.6.2显微硬度

6.7热和热机械方面的讨论

6.7.1热膨胀失配及残余应力

6.7.2钎焊接头导热性

6.8总结和未来前景

参考文献

第7章连接和组装过程中碳金属体系间的相互作用

7.1简介

7.2与碳不反应的金属在石墨和金刚石表面的润湿

7.3第Ⅷ族金属在石墨上的润湿

7.4与碳接触的碳化物形成金属

7.5与碳不反应的熔体中添加碳化物形成金属后在石墨上的润湿

7.6熔体润湿固相时热力学和界面活性的相互关系

7.7含有反应和非反应金属添加剂的Ⅷ族金属熔体在石墨上的润湿性

7.8相图、硬化后界面结构和润湿等温线类型的关系

7.9高压环境对金属熔体在石墨和金刚石上润湿的影响

7.10总结

参考文献

第8章陶瓷电路中铁氧体及功率电感器件的组装

8.1简介

8.2器件物理

8.3铁氧体的合成

8.4电磁特性

8.5嵌入式功率电感器

8.6多层陶瓷变压器

8.7总结

致谢

参考文献

第9章氧化物热电发电装置

9.1简介

9.2热电发电

9.3氧化物热电材料

9.3.1P型氧化物

9.3.2N型氧化物

9.4器件工艺学

9.4.1P型块体材料

9.4.2N型块体材料

9.5模块

9.5.1实验过程

9.5.2结果与讨论

9.6总结

参考文献

第10章固体氧化物燃料电池（SOFC）及其他电化学发电装置的组装技术

10.1简介

10.2电化学反应器的基础

10.2.1电化学活性

10.2.2纳米结构控制对电化学反应的影响

10.2.3SOFC发展中电化学反应的控制及其应用

10.2.4电极支撑的薄膜电解质的结构控制

10.3SOFC及其相关研究与发展

10.4微型SOFC的发展

10.4.1研究背景

10.4.2微管状电池的制造

10.4.3小型高性能微燃料电池束的发展

10.4.4低温SOFC的发展和紧凑型模块的制造

10.4.53D控制的微SOFC的发展：蜂窝状电化学反应器

10.5电化学DENOx反应器及清洁汽车技术的其他应用

10.5.1高性能电化学反应器的发展

10.5.2用于NOx/PM同时净化的电化学反应器的发展

参考文献

第11章传感器组装技术

11.1简介

11.2微型点胶工艺

11.2.1喷墨和点胶器

11.2.23D直写技术的适用性

11.2.3陶瓷浆料的流变特性

11.2.4浆料的流变性能

11.2.5沉积速率的监控

11.3装备制造

11.3.1电炉型微型装置

11.3.2微型二氧化锡气敏元件

11.3.3采用喷注器的TE气体传感器元件

11.3.4陶瓷触媒的沉积

11.4传感器性能

11.4.1触媒的尺寸和厚度

11.4.2陶瓷触媒的稳定长效性

11.4.3热电器件触媒

11.5总结

参考文献

第12章功能复合材料和纳米光子及光电子器件的芯片集成

12.1单片集成电路

12.1.1对接接头生长

12.1.2选区生长

12.1.3偏移量子阱

12.1.4量子阱混合

12.1.5多步增长单片集成电路

12.1.6表面钝化和整平

12.1.7通孔和沟道金属互连

12.2纳米加工技术

12.2.1光刻

12.2.2扫描电子束光刻技术

12.2.3SPL

12.2.4连续图形结构表面

12.2.5并行表面图形化

12.2.6边缘光刻

12.2.7软光刻技术

12.3一般的自组装技术

12.3.1模板化的自组装

12.3.2化学辅助的组装

12.3.3干燥媒介（蒸发诱导）自组装

12.3.4磁、光或电导向的自组装

12.3.5分界面的自组装

12.3.6择形自组装

12.4SAMs

12.4.1SAMs基质类型

12.4.2从气体和液体装配的机制

12.4.3制备SAMs

12.4.4SAMs在现有纳米制造工业中的应用

12.5纳米晶体的组装

12.5.1外延生长自组织固态量子点

12.5.2胶体量子点的自组装

12.5.3聚合物控制纳米颗粒分布（根据聚合状态）

12.5.4自组装形成的单分散纳米晶体的二维和三维序列

12.5.5在自组装样品上吸附半导体纳米晶体的选择性

12.5.6Au纳米晶体/DNA结合物

12.5.7采用溶胶凝胶包容复合疏水性二氧化硅纳米球

12.5.8多尺度自组装形成的分层冷光样品

12.5.9带有有机和无机组件的混合纳米复合材料的优点

12.6用直流电场形成纳米棒阵列

12.6.1纳米棒阵列

12.6.2电场中垂直导向超晶格纳米棒组装

12.7使用DEP和光电镊子（OETS）组装纳米结构

12.7.1DEP

12.7.2OET

12.8纳米切割：制备纳米结构阵列的新方法

12.8.1纳米切割技术

12.8.2使用图形化的基板制造复杂的纳米结构

参考文献

第13章化学气相沉积多功能复合热障涂层

13.1简介

13.2TBC过程

13.3常规CVD法高速制造涂层

13.4激光CVD法高速制造涂层

13.5总结

参考文献

第14章金属互连界面的物理演变及可靠性

14.1简介

14.2互边失效概述

14.2.1腐蚀

14.2.2晶须形成

14.2.3小丘形成

14.2.4应力诱生空洞

14.2.5电迁移

14.3电迁移物理变化

14.3.1尺寸效应下金属电阻率的增加

14.3.2阻挡层尺寸

14.3.3扩散通道扩展的影响

14.3.4驱动力的演变

14.3.5电迁移失效统计学

14.4钎焊接头失效的物理变化

14.5总结

参考文献

第15章可调微波器件中钛酸锶钡薄膜的集成

15.1简介

15.2基于可调谐微波应用的BST器件制造工艺

15.3BST:结构和性能

15.3.1晶体结构

15.3.2相变

15.3.3极化

15.3.4极化与频率

15.3.5电场对铁电材料的影响

15.3.6微观结构和点缺陷化学

15.4BST二极管技术

15.5BST薄膜的沉积技术

15.5.1CSD

15.5.2PLD

15.5.3RF磁控溅射

15.5.4MOCVD

15.6性能对BST薄膜的影响

15.7内扩散解决方法：纳米金刚石/Pt/BST结构

15.8总结

致谢

参考文献

第16章气溶胶沉积(AD)技术及其在微型器件组装中的应用

16.1简介

16.2AD法

16.3室温冲击固化

16.3.1室温下陶瓷颗粒的固化

16.3.2AD过程中冲击颗粒速度和局部温度的升高

16.3.3AD过程陶瓷膜的致密化机制

16.3.4运载气体的影响

16.4沉积特性和膜的图形化

16.4.1沉积率和原料粉末特性的影响

16.4.2陶瓷层的图形化特性

16.5其他类似方法及与AD法的对比

16.5.1基于固态颗粒碰撞的涂层工艺

16.5.2AD法与其他方法的对比

16.5.3AD膜的电性能

16.6设备应用

16.6.1用于抗等离子腐蚀工件的氧化钇AD膜

16.6.2压电器件中的应用

16.6.3高频装置中的应用

16.6.4光学设备中的应用

16.7总结

致谢

参考文献

第17章先进纳米组装方法：图案、定位及自组装

17.1简介

17.2陶瓷的纳米组装（NI）

17.2.1金属氧化物图案的SAM预处理

17.2.2非晶TiO2薄膜的LPP

17.2.3采用种晶层的锐钛矿型TiO2薄膜LPP

17.2.4采用选点消除法的锐钛矿型TiO2薄膜LPP

17.2.5采用钯催化剂的磁性颗粒薄膜的LPP

17.2.6晶体ZnO的LPP和形态控制

17.2.7氧化钇的LPP：Eu薄膜

17.2.8总结

17.3颗粒的纳米组装

17.3.1液体中胶体晶体的图案化

17.3.2胶体晶体和二维阵列的干法图案化

17.3.3胶体晶体的图案化以及双溶液法球面组装

17.4总结

参考文献

第18章新型器件及电路中纳米线组装：进展与挑战

18.1简介

18.2一维纳米级建造模块：合成和生长机制

18.2.1合成方法

18.2.2生长机制

18.2.3一维半导体材料

18.3结构性能表征以及二者的关系

18.3.1对一维结构的研究

18.3.2依赖于尺寸及形状的物理性质

18.4纳米器件结构的开发

18.4.1场效应晶体管器件制备

18.4.2纳米线元件集成为复杂的纳米器件结构

18.5总结

致谢

参考文献

第19章纳米结构设计中类金刚石的组装（类金刚石薄膜的微纳制造）

19.1微纳机械器件基础

19.2DLC的性能和准备

19.2.1DLC薄膜：制备

19.2.2DLC薄膜：材料性能

19.3DLC机械设备：制造和性能

19.3.1图案化生长提拉制备DLC微机械设备

19.3.2通过聚焦离子束刻蚀技术制备DLC微纳机械设备

19.3.3FIB辅助CVD法制备DLC纳米结构

19.4DLC微纳结构发展前景

致谢

参考文献

第20章一维陶瓷纳米线的合成、性能、组装及应用

20.1简介

20.2垂直取向陶瓷纳米结构合成方法

20.2.1无模板辅助合成法

20.2.2模板辅助法

20.31D纳米结构的特性

20.3.1NCs

20.3.2纳米微粒和纳米线的维度效应

20.3.31D金属氧化物的物理性质

20.3.41D纳米结构的机械特性

20.4纳米线的综合应用与设备组装

20.4.1FET

20.4.2光电器件

20.4.3传感器

20.4.4纳米发电机

20.4.5太阳电池

20.4.6燃料电池

参考文献

第21章基于薄膜技术的纳米组装技术

21.1简介

21.2纳米结构的自发有序化

21.3应用模板法与筛选法的自组织过程

21.3.1VLS生长

21.3.2图案化技术

21.3.3光刻和电子束刻蚀

21.3.4纳米光刻技术

21.3.5纳米线电子学

21.4总结

参考文献

第22章纳米线规模化集成的发展及挑战

22.1简介

22.2纳米线制造

22.3纳米线的排列和定位

22.3.1微流体通道组装

22.3.2电泳组装

22.3.3朗缪尔布罗杰特组装

22.4纳米线的互连

22.4.1纳米线连接方法

22.4.2常用方法连接纳米线的性能

22.5桥接纳米线

22.5.1两垂直平面间的纳米桥接

22.5.2两水平面间的纳米柱廊

22.5.3桥接纳米线的力学性能

22.5.4桥接纳米线的接触性能

22.6总结

致谢

参考文献

第23章微电子电气互联、电子封装、系统集成中喷墨打印技术及纳米材料的

应用

23.1简介

23.2印刷电子与喷墨印刷技术

23.2.1印刷电子

23.2.2喷墨印刷技术

23.3纳米颗粒及其在喷墨印刷技术中的应用

23.3.1简介

23.3.2纳米颗粒在喷墨打印技术中的应用

23.3.3纳米颗粒油墨的喷墨印刷要求

23.3.4喷墨印刷油墨的未来发展趋势

23.4喷墨印刷在微电子领域的应用

23.4.1电子产品的喷墨印刷技术

23.4.2微电子技术的应用

23.4.3喷墨印刷技术面临的挑战

23.4.4电子产品生产中的激光烧结与对流炉烧结

23.5可印刷电子技术的环境因素

23.5.1简介

23.5.2喷墨印刷面临的环境问题

23.5.3喷墨印刷的环保优势

23.5.4从环保的角度选择材料

23.5.5喷墨打印的总体环境效率

23.6总结

参考文献

第24章人工器官的生物组装

24.1简介

24.2骨骼的组织

24.3用于人工关节的陶瓷

24.4用于骨骼替代物的陶瓷

24.5生物活性陶瓷与活体骨骼的生物组装

24.5.1人工材料形成磷灰石的要求

24.5.2磷灰石形核的有效官能团

24.5.3生物活性金属

24.5.4生物活性陶瓷聚合物复合材料

24.5.5生物活性无机有机复合装置

24.5.6生物活性水泥

24.6总结

参考文献