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納米材料基礎與應用(簡體書)
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定  價:NT$288元
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商品簡介

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目次

書摘/試閱

《納米材料基礎與應用》系統地介紹了納米材料的基本效應和相關基礎理論、納米微粒的物理化學特性、納米材料的研究分析方法、各類納米材料特性與功能應用及其典型的制備技術,側重介紹了納米粉體的制備技術。所涉及的納米材料的類型包括零維納米粉體、一維納米管(納米棒、納米絲和納米帶)、二維納米薄膜、三維納米塊體及其納米結構和納米復合材料。
《納米材料基礎與應用》內容豐富,條理清晰,采用典型納米材料的實例來闡述納米材料的特性、應用與制備,適合不同專業的學生進行學習。每章配有習題便于學生對重點內容進行回顧與把握,也為學生拓展知識面、鍛煉綜合運用能力提供幫助。
《納米材料基礎與應用》可作為高等院校材料類、應用化學類專業的本科教材,也可作為納米材料生產、檢測與應用開發的工程技術人員和研究人員的參考用書。
新穎
編寫體例新穎,借鑒優秀教材特別是國外精品教材的寫作思路和方法,圖文並茂,活潑新穎。書中設置導入案例、閱讀材料和應用案例等多種模塊,並配備大量實物圖和實景圖,並輔以示意圖進行介紹,增強教材的可讀性,激發學生的學習興趣。
知識內容新穎,充分反映學科新理論、新技術、新材料和新工藝,體現最新教學改革成果,並將學科發展趨勢和前沿研究內容以閱讀材料的方式介紹給學生,增強教材內容的延展性,有效拓展學生的知識面。
實用
知識體系實用,以學生就業所需專業知識和操作技能為著眼點,著重講解應用型人才培養所需的技能。理論講解簡單實用,重視實踐環節,強化實際操作訓練,培養學生的職業意識和職業能力。讓學生學而有用,學而能用。
內容編排實用,以學生為本,緊緊抓住學生專業學習的動力點,並充分考慮學生的認知過程,結合不同的工程實例深入淺出地進行講解,案例分析和習題設置注重啟發性,強調鍛煉學生的思維能力和運用知識解決問題的能力。
本書是為滿足我國高等院校材料類和應用化學類專業本科生的專業學習,以及為從事新材料生產、檢測與應用開發的科技人員快速了解納米材料相關知識而編寫出版的。
  納米科技是20世紀末誕生,將在21世紀快速發展並將深刻改變人類社會生活的新科技。納米材料作為納米科技的物質基礎,對納米科技發展起著巨大的推動作用,也是新材料的重要組成部分。讓盡量多的科技人員了解和掌握納米材料的物理、化學特性和製備技術及其功能應用,將會促進我國新材料產業的蓬勃發展,進而帶動傳統產業的升級換代。
  自2000年以來,國內許多高校的材料類、應用化學類等本科專業相繼開設了納米材料的相關課程。但由於該課程內容涉及物理、化學、材料、電子等多學科的知識,學科交叉性強,而傳統的本科專業知識體系構建時未考慮納米材料課程教學的特殊性,所以一直難以找到真正適合於本科生教學用的教材。本書從物理、化學等多種角度闡述納米材料的相關知識點,對前期知識點要求低,系統介紹納米材料的基礎知識和功能應用,既便於不同專業方向、不同層次的讀者進行理解,也便於本科教學。
  隨著高等教育的普及,大學教育更注重_丁程能力和應用型人才的培養。本書在編寫過程中,始終堅持以應用實例說明問題,在實例分析中學習知識點,通過對本書的學習,讀者不僅能在納米材料方面具備較系統的專業知識,而且能成為新材料研發、生產和檢測的工程技術人員。
  本書盡量按照對新材料的認知過程與教學規律進行編寫,力求實現:
  (1)通過引入納米新材料激起讀者的求知欲,功能應用貼近生活實際。
  (2)系統而簡明地介紹了納米材料的基本概念、基本特性和基本理論,整個教材內容完整、重點突出,強調納米材料的實際製備與應用。
  (3)章節內容循序漸進,不斷回答引起讀者思索的問題,同時也不斷激發讀者進一步的思考。
  (4)通過章首的教學要點以及章末的習題,幫助讀者把握重點,並培養綜合運用知識的能力。
  (5)各章均引用國內外最新的研究成果報導,力爭緊跟新材料的世界發展趨勢。
  (6)在各類納米材料的製備和應用部分,以實例來說明各種納米材料的製備特點與特性功能,強調工程實踐。
第1章 納米科技及納米材料緒論
1.1 納米科技的興起
1.1.1 納米科技的提出
1.1.2 世界各國的發展情況
1.2 納米科技的內涵
1.2.1 納米科技的范疇
1.2.2 納米科技的研究內容
1.2.3 納米科技的發展前景
1.3 納米材料
1.3.1 納米材料的定義
1.3.2 納米材料的發展歷史
1.3.3 納米材料的分類
1.3.4 納米材料研究現狀
1.3.5 納米材料特性與應用
1.3.6 納米材料的安全性
習題

第2章 納米材料的基本理論
2.1 納米微粒的基本效應
2.1.1 量子尺寸效應
2.1.2 小尺寸效應
2.1.3 表面效應
2.1.4 宏觀量子隧道效應
2.1.5 庫侖堵塞與量子隧穿效應
2.1.6 介電限域效應
2.1.7 量子限域效應
2.2 納米微粒的物理特性
2.2.1 納米微粒的熱學性能
2.2.2 納米微粒的光學性能
2.2.3 納米微粒的電學性能
2.2.4 納米微粒的磁學性能
2.2.5 納米微粒的力學性能
2.3 納米微粒的化學特性
2.3.1 納米微粒的吸附特性
2.3.2 納米微粒的催化反應
習題

第3章 納米微粒的制備與表面修飾
3.1 納米微粒制備方法分類
3.1.1 按反應所處的介質環境分類
3.1.2 按是否發生化學反應分類
3.1.3 按原材料的尺寸分類
3.2 典型固相制備方法
3.2.1 機械法
3.2.2 固相反應法
3.2.3 其他固相法
3.3 典型氣相制備方法
3.3.1 低壓氣體中蒸發法
3.3.2 低真空濺射法
3.3.3 流動液面上真空蒸鍍法
3.3.4 爆炸絲法
3.3.5 化學氣相沉積法
3.3.6 氣相中納米微粒的生成及粒徑控制
3.4 典型液相制備方法
3.4.1 沉淀法
3.4.2 金屬醇鹽水解法
3.4.3 溶膠一凝膠法
3.4.4 霧化溶劑揮發法
3.4.5 微乳液法
3.4.6 水熱/溶劑熱法
3.5 納米微粒的表面修飾與改性
3.5.1 納米微粒的表面物理修飾
3.5.2 納米微粒的表面化學修飾
習題

第4章 納米微粒分析
4.1 納米微粒粒徑分析
4.1.1 基本概念
4.1.2 顯微圖像分析法
4.1.3 X射線衍射寬化法
4.1.4 比表面積法
4.1.5 激光粒度分析法
4.1.6 X射線小角散射法
4.1.7 其他粒徑分析方法
4.2 納米微粒振動光譜分析
4.2.1 紅外光譜
4.2.2 拉曼光譜
習題

第5章 一維納米材料
5.1 一維納米材料的結構特點
5.2 一維納米材料特性及其應用
5.2.1 熱穩定性
5.2.2 力學性能
5.2.3 電子傳送特性
5.2.4 聲子傳送特性
5.2.5 光學特性
5.2.6 光電導性和光學開關特性
5.2.7 傳感應用
5.2.8 場發射特性
5.3 一維納米材料的制備方法
5.3.1 氣相法
5.3.2 液相法
5.3.3 模板法
習題

第6章 納米薄膜
6.1 納米薄膜的分類與結構
6.1.1 納米薄膜的分類
6.1.2 納米薄膜的結構特點
6.2 納米薄膜特性及其應用
6.2.1 納米薄膜的電學性能
6.2.2 納米薄膜的光學性能
6.2.3 納米薄膜的磁學性能
6.3 納米薄膜氣相制備方法
6.3.1 薄膜氣相生長機理
6.3.2 物理氣相沉積法
6.3.3 化學氣相沉積法
6.4 納米薄膜液相制備方法
6.4.1 自組裝法
6.4.2 溶膠一凝膠法
6.4.3 電化學沉積法
6.4.4 LB膜法
習題

第7章 納米固體材料
7.1 納米固體材料的微結構
7.1.1 納米固體材料的結構特點
7.1.2 納米固體材料的界面結構模型
7.1.3 納米固體材料的結構缺陷
7.1.4 納米固體材料微結構的表征
7.2 納米固體材料的性能及應用
7.2.1 納米固體材料力學性能及應用
7.2.2 納米固體材料熱學性能及應用
7.2.3 納米固體材料電學性能及應用
7.2.4 納米固體材料磁學性能及應用
7.2.5 納米固體材料光學性能及應用
7.3 納米固體材料的制備方法
7.3.1 納米金屬材料的制備
7.3.2 納米陶瓷材料的制備
習題

第8章 納米結構的制備與特性
8.1 納米結構及其分類
8.1.1 納米結構的分類
8.1.2 納米結構薄膜
8.1.3 有序納米陣列
8.1.4 介孔材料
8.2 納米結構的性能及其應用
8.2.1 納米結構的電學性能與應用
8.2.2 納米結構的磁學性能與應用
8.2.3 納米結構的光學性能與應用
8.2.4 介孔材料的應用
8.3 納米結構的制備
8.3.1 納米結構的人工加工技術
8.3.2 納米結構的自組裝
8.3.3 納米結構的模板法制備
8.3.4 介孔材料的制備
習題

第9章 納米復合材料
9.1 納米復合材料概述
9.1.1 納米復合材料的概念
9.1.2 復合材料的分類
9.2 納米復合材料的性能
9.2.1 納米復合材料的力學性能
9.2.2 納米復合材料的熱學性能
9.2.3 納米復合材料的阻燃性
9.2.4 納米復合材料的阻隔性
9.3 納米復合材料的制備方法
9.3.1 共混法
9.3.2 層問插入法
9.3.3 反應器就地合成法
9.3.4 溶膠一凝膠法
9.3.5 輻射合成法
9.4 納米復合材料的應用
9.4.1 納米復合材料的應用領域
9.4.2 規模生產的納米復合
材料商品
習題
參考文獻
6.1.1納米薄膜的分類
納米薄膜是指尺寸在納米量級的顆粒(晶粒)構成的薄膜或者層厚在納米量級的單層或多層薄膜,通常也稱為納米顆粒薄膜和納米多層薄膜。納米薄膜的性能強烈依賴於晶粒(顆粒)尺寸、膜的厚度、表面粗糙度及多層膜的結構,與普通薄膜相比,納米薄膜具有許多獨特的性能,如具有巨電導、巨磁電阻效應、巨霍爾效應、可見光發射等。例如,美國霍普金斯大學的科學家在SiO-Au的顆粒膜上觀察到極強的巨電導現象,當金顆粒的體積百分比達到某個臨界值時,電導增加了14個數量級;納米氧化鎂銦薄膜經氫離子注入後,電導增加了8個數量級。納米薄膜可作為氣體催化(如汽車尾氣處理)材料、過濾器材料、高密度磁記錄材料、光敏材料、平面顯示材料及超導材料等,其獨特的光學、力學、電磁學與氣敏特性在重工業、輕工業、軍事、石化等領域表現出廣泛的應用前景,因而越來越受到人們的重視。目前,納米薄膜的結構、特性、應用研究還處於起步階段,隨著研究工作的發展,更多的結構新穎、性能獨特的納米薄膜必將出現,應用範圍也將日益廣闊。
關於納米薄膜的分類,目前有多種方法,大致可分為以下幾種。
1.按用途劃分
納米薄膜可按用途分為納米功能薄膜和納米結構薄膜。納米功能薄膜是利用納米微粒所具有的電、光、磁等方面的特性,通過複合的方法使新材料具有基體所不具備的特殊功能;而納米結構薄膜主要是通過納米微粒複合,對材料力學進行改性,以提高材料在機械方面的性能為主要目的。
2.按層數劃分
按納米薄膜的沉積層數,可分為納米單層薄膜和納米多層薄膜。其中,納米多層薄膜包括我們平常所說的“超晶格”薄膜,它一般是由幾種材料交替沉積而形成的結構組分交替變化的薄膜,隔層厚度均為nm級。組成納米(單層)薄膜和納米多層薄膜的材料可以是金屬、半導體、絕緣體、有機高分子,也可以是它們的多種組合,如金屬-半導體、金屬-絕緣體、半導體-絕緣體、半導體-高分子材料等,而且每一種組合都可衍生出眾多類型的複合薄膜。
……

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