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钱林茂，田煜，温诗铸 著

图书标签:

• 纳米技术
• 摩擦学
• 表面科学
• 材料科学
• 纳米材料
• 界面科学
• 微纳米加工
• 润滑
• MEMS
• Tribology

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030379603

版次：31

商品编码：12318816

包装：精装

丛书名： 纳米科学与技术

开本：32开

出版时间：2018-02-01

页数：500

正文语种：中文

内容简介

　　本书取材于国际上纳米摩擦学研究*新进展和作者等人从事该领域研究的成果，系统地阐述了纳米摩擦学的理论和应用，全面反映了纳米摩擦学的研究现状和发展趋势。
　　全书共16章，由实验和理论分析装置与方法、摩擦学基础理论、微观摩擦磨损和润滑、纳米摩擦学的工程应用等四部分组成。在阐明纳米摩擦学的研究特征、实验仪器、理论分析方法的基础上，以摩擦表面状态、摩擦物理与化学、粘着现象与表面接触三个章节介绍摩擦学基础理论，进而从微观摩擦、微观磨损、分子膜与边界润滑、薄膜润滑、纳米表面工程和纳米粒子添加剂、纳米生物摩擦学等六个方面全面阐述纳米摩擦学的理论基础。*后以纳米摩擦学在微机电系统、仿生工程、微纳制造中的应用为例说明其在工程中的实际应用。
　　本书取材新颖，并力求将摩擦学的微观研究和宏观研究相结合，深入揭示摩擦界面的微观行为和动态过程，建立摩擦学现象的构性关系，并说明它们在工程中的实际应用。

目录

《纳米科学与技术》丛书序
前言
第一部分 实验和理论分析装置与方法
第1章 绪论
1.1 纳米科学技术的发展
1.2 摩擦学发展的历史回顾
1.3 纳米摩擦学研究
参考文献
第2章 实验测试与分析仪器
2.1 引言
2.2 表面力仪
2.3 扫描隧道显微镜
2.4 原子力显微镜
2.5 非接触式原子力显微镜
2.6 摩擦力显微镜
2.6.1 摩擦力显微镜的工作原理
2.6.2摩擦力显微镜的载荷和摩擦力标定
2.6.3 摩擦力显微镜的应用
2.7 纳米压／划痕仪
2.7.1 纳米压痕仪
2.7.2 纳米划痕仪
2.8 纳米润滑膜厚度测量技术
2.9 其他分析测试设备简介
2.9.1 微观结构分析设备
2.9.2 化学成分分析仪器
2.9.3 表面三维轮廓仪
2.9.4 石英晶体微天平
参考文献
……

第二部分 摩擦学基础理论
第三部分 微观摩擦、微观磨损和薄膜润滑
第四部分 纳米摩擦学的工程应用

好的，这是一份关于一本名为《先进材料的表面工程与界面行为》的图书简介，内容详尽，力求自然流畅： 图书名称：《先进材料的表面工程与界面行为》 图书简介 本书深入探讨了现代材料科学与工程领域的核心议题——先进材料的表面特性、界面相互作用及其在实际应用中的行为调控。在当今科技高速发展的时代，材料的宏观性能日益受到其微观、纳米尺度表面和界面的深刻影响。从高性能电子器件到生物医学植入物，再到极端环境下的结构部件，材料的可靠性、功能性以及使用寿命，无不取决于其“皮肤”——即表面与界面。 第一部分：表面科学的基石与表征技术 本书的开篇部分旨在为读者建立坚实的理论基础，着重介绍材料表面的原子结构、电子态以及能量学特性。我们首先剖析了材料表面与块体材料在热力学和动力学上的根本差异，解释了表面重建、弛豫等现象的内在机理。 随后，本书系统地梳理了当前最前沿和最成熟的材料表面表征技术。这包括高空间分辨率的成像技术，如透射电子显微镜（TEM）和扫描隧道显微镜（STM）在表面形貌和电子结构分析中的应用；以及用于元素组成和化学态分析的谱学技术，如X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）和二次离子质谱（SIMS）。我们详细阐述了每种技术的物理原理、数据解析方法及其在揭示复杂界面问题中的优势与局限性，旨在培养读者独立选择和运用恰当表征手段的能力。 第二部分：界面相互作用与物理化学过程 本部分是全书的核心，专注于理解不同材料体系间的界面物理化学过程。我们首先关注吸附现象——气体、液体或固体分子在材料表面的粘附与覆盖行为。这不仅涉及范德华力、静电作用，更深入到化学键合和反应性。吸附动力学（朗缪尔、弗伦德利希等模型）和热力学分析被详尽论述。 随后，我们聚焦于界面能与润湿行为。表面能的精确计算和测量是理解材料粘结、涂层铺展以及液滴行为的关键。书中详细介绍了Young方程的拓展应用，并结合原子力显微镜（AFM）的微纳尺度力学测量，研究了固-液、固-固界面间的接触角、表面张力和粘附功。 在化学反应层面，本书探讨了表面催化反应的机理，特别是在多相催化体系中，活性位点的形成、反应中间体的稳定以及产物脱附过程对整体反应速率的控制作用。对于腐蚀和氧化反应，则从电化学界面动力学的角度，分析了保护膜的形成与失效机制。 第三部分：功能化表面与界面调控策略 现代材料科学追求的不仅仅是理解界面，更是要主动设计和构建具有特定功能的界面。本部分系统介绍了实现材料表面功能化的关键技术与策略。 1. 涂层技术与薄膜沉积： 详细对比了物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）以及溶胶-凝胶法在制备功能性薄膜（如抗反射膜、耐磨涂层、自修复涂层）中的优劣势。重点讨论了薄膜的应力状态、晶体结构与界面结合强度的相互关联。 2. 表面改性技术： 涵盖了离子注入、等离子体处理、激光熔覆等能量束处理技术。我们着重分析了这些技术如何通过改变材料表层微观组织、引入特定元素或诱导相变，从而显著提升材料的硬度、耐磨性或生物相容性。 3. 自组装与分子工程： 对于有机-无机杂化界面，本书深入阐述了单分子层（SAMs）的构建原理，包括硫醇、硅烷偶联剂在不同基底上的自发排列过程。这为设计高精度传感界面、光电子器件的界面层提供了理论指导。 第四部分：界面行为在关键工程领域的应用 本书的最后一部分将理论与前沿工程应用紧密结合，展示了表面与界面工程在解决实际挑战中的巨大潜力。 1. 生物材料界面： 探讨了植入物（如金属关节、骨修复材料）与活体组织间的生物相容性、血栓形成以及细胞粘附问题。重点分析了如何通过表面粗糙度、亲疏水性和特定分子锚定来调控细胞的生长和分化。 2. 摩擦学与润滑： 虽然本书不侧重于某一单一的摩擦学分支，但我们从原子尺度的粘附和剪切力角度，解析了润滑剂分子在表面的铺展、成膜与边界润滑机理。讨论了固态润滑剂（如石墨烯、二硫化钼）的界面剥离机制。 3. 能源存储界面： 在锂离子电池和超级电容器领域，电极材料的表面状态和固态电解质界面（SEI）的稳定性直接决定了器件的循环寿命和安全性。本书分析了SEI的动态演化过程及其对电荷传输的影响。 目标读者与价值 本书内容全面、深度适宜，不仅适用于材料科学、物理学、化学工程等专业的研究生和高年级本科生作为教材或参考书，也为从事先进制造、微电子、生物材料研发的工程师和科研人员提供了解决复杂表面问题的理论工具和实验指导。通过系统学习，读者将能够深刻理解材料的“脾气”往往藏在它的“皮肤”之下，从而有效地设计和优化下一代高性能材料体系。全书强调跨学科的视角，力求将复杂的界面现象以清晰、严谨的科学语言进行阐释。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一反应就是它的内容可能会非常“硬核”。“纳米摩擦学”这个名字本身就带有一种极强的专业性和技术性。我猜这本书很可能不是面向普通大众的科普读物，而是更偏向于专业研究人员、研究生或者对某一领域有深度探索需求的工程师。我设想其中会充斥着大量的数学公式、物理模型和实验数据。例如，它可能会详细介绍各种摩擦模型的数学推导，从宏观的库仑摩擦定律如何过渡到纳米尺度的微观相互作用，再到各种复杂的势能函数和能量耗散计算。我也期待书中能够深入探讨不同表面形貌、粗糙度和表面化学性质对纳米摩擦性能的影响，以及这些因素如何通过量子效应、电子转移等方式来调节。可能会涉及到一些先进的计算模拟技术，比如分子动力学模拟（MD）、密度泛函理论（DFT）等，用以预测和理解纳米尺度下的摩擦行为。书中或许还会详细介绍各种纳米摩擦学相关的实验技术和测量仪器，比如摩擦力显微镜（FFM）、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等，并分析这些技术在材料表征、器件设计中的作用。我甚至可以想象，书中还会探讨一些目前尚处于研究前沿的课题，比如纳米润滑、纳米抗磨损涂层、以及在极端环境下（如高真空、超低温、高温）的纳米摩擦问题。这本书给我的感觉是，它是一本需要反复研读、细细品味的学术专著，能够为在该领域进行深入研究的读者提供坚实的理论基础和实验指导。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《纳米摩擦学》这本书时，我的第一感觉是它可能会很枯燥，充满了各种物理和化学的公式和理论。我一直对这些学科有些敬而远之，总觉得它们过于抽象，与现实生活有些距离。但是，“摩擦”这个词又让我产生了一丝亲切感，毕竟我们在日常生活中无时无刻不在经历摩擦。我猜想，这本书也许会以一种非常独特的方式，将纳米世界的奇妙与我们熟悉的摩擦现象联系起来。它可能会从一个非常小的切入点开始，比如一个原子之间的相互作用，然后逐渐放大，解释这些微观层面的行为如何影响到宏观的摩擦力。我希望书中能有一些生动的比喻或者类比，来帮助我理解那些复杂的概念。比如，用弹珠在不同表面滚动来类比纳米粒子在表面的运动，或者用手指摩挲不同材质的物体来体会表面粗糙度的影响。它会不会介绍一些有趣的实验，比如在显微镜下观察纳米颗粒如何在表面“跳跃”或“滑动”，就像微小的舞者一样？我期待书中能够展示一些实际的应用案例，例如在微机电系统中，如何通过控制纳米摩擦来提高器件的精度和寿命，或者在医疗领域，如何利用纳米摩擦的特性来开发新型的药物输送系统。这本书，在我看来，是一种挑战，但我同时也充满好奇，想看看它能否让我对一个看似普通的物理现象产生全新的认识，并从中发现一些意想不到的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书封面设计得相当吸引人，深邃的蓝色背景点缀着抽象的纳米结构图案，让我一眼就觉得它蕴含着深奥而前沿的科学知识。我一直对材料科学和表面现象很感兴趣，尤其是在纳米尺度下，物质的行为方式会展现出许多与宏观世界截然不同的奇妙之处。而“摩擦”这个词，虽然在日常生活中听起来很普通，但一旦被冠以“纳米”的前缀，瞬间就充满了神秘感和探索的欲望。我猜这本书应该会深入探讨在微观尺度下，物体表面的相互作用、能量耗散以及可能带来的影响。我想象中的内容，或许会涉及到扫描隧道显微镜（STM）或原子力显微镜（AFM）在观察纳米摩擦过程中的应用，解析那些肉眼无法企及的精细运动。当然，它也可能超越单纯的现象描述，深入到原子层面的相互作用机制，比如范德华力、静电力以及化学吸附等在摩擦过程中扮演的角色。书中或许还会提及一些突破性的实验，例如在真空环境下、极低温条件下，甚至是在单分子层面上进行的摩擦测量，来揭示纳米摩擦的一些基本规律。我非常期待能够看到一些关于纳米材料（如石墨烯、碳纳米管、二维过渡金属硫化物等）在不同环境下的摩擦学特性对比，以及它们在纳米技术、微机电系统（MEMS）等领域的潜在应用前景。这本书给我的第一印象是，它不是一本轻松的读物，需要一定的物理和化学基础，但绝对能为那些渴望理解微观世界运行机制的读者带来一场智力上的盛宴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《纳米摩擦学》给我一种置身于微观世界探险的感觉。我设想，这本书的作者一定是一位对材料表面行为有着深刻洞察的科学家。他/她可能会用一种非常严谨但又不失趣味的笔触，带领读者潜入原子和分子的世界，去观察那些微不足道的“接触”是如何影响着物体的运动。我猜这本书会包含大量的实验数据和分析，但希望作者能够以一种清晰易懂的方式呈现，让即使是初学者也能有所收获。或许，书中会详细介绍一些经典的纳米摩擦实验，比如在不同气体环境下，石墨烯在硅衬底上的摩擦行为。我还可以想象，作者会深入探讨纳米尺度下润滑的原理，以及各种新型纳米润滑剂的研发进展。比如，利用特定的纳米颗粒来填充表面凹凸不平，从而降低宏观摩擦系数。书中可能还会提及一些“意外”的发现，比如在某些纳米结构中，摩擦力并非总是起到阻碍作用，反而可能被巧妙地利用来驱动某些微型装置。我尤其期待看到关于纳米摩擦在能量收集方面的应用，比如利用纳米发电机的原理，将纳米尺度的机械运动转化为电能。这本书，在我眼中，不仅仅是一本学术著作，更像是一份探索报告，它揭示了隐藏在我们生活之下的微观世界的奥秘，并预示着未来科技发展的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，让我联想到许多充满奇思妙想的科幻场景。纳米机器人可以在人体内穿梭，修复细胞；微型传感器可以在任何表面滑动，收集信息；未来的交通工具可能完全依赖于纳米级的表面动力学来减少能耗。虽然《纳米摩擦学》这个书名听起来非常科学和严谨，但我忍不住去想象它所描绘的未来图景。它会不会探讨如何在设计纳米器件时，主动控制和利用纳米摩擦？比如，设计具有特定纳米纹理的表面，使其在特定方向上几乎没有摩擦阻力，而在其他方向上则具有极大的摩擦力，从而实现精确的纳米级运动控制。书中是否会介绍一些仿生学的原理，例如模仿蜘蛛腿上的微小结构来设计具有超强抓附力或低摩擦力的纳米材料？我甚至可以设想，它会涉及一些关于“纳米能量收集”的思考，如何将纳米摩擦产生的能量转化为可用的电能，为微型设备供电。这本书也可能在材料科学的边界上探索，研究那些在纳米尺度下展现出“反常”摩擦行为的新型材料，比如具有形状记忆效应的纳米材料，或者在特定刺激下改变表面性质的智能纳米材料。它或许还会触及一些尚未解决的科学难题，比如纳米尺度下的润滑机理，在真空中是否还需要润滑？以及如何设计出在极端条件下依然保持稳定摩擦性能的纳米结构。这本书，在我看来，是连接基础科学与未来技术的一座桥梁，它可能蕴含着改变我们生活方式的种子。