奈米碳管 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　奈米碳管是目前材料科學和凝聚態物理等學科領域，最具活力的新材料之一，因其獨特的結構與性能、無限的發展前景而備受矚目。

　　本書介紹瞭碳和奈米碳管的基本性質，敘述瞭奈米碳管的製備方法、生長機理、微觀結構、孔結構及錶徵方法等內容，同時又較為係統地闡述奈米碳管的電學性質、力學性質、場發射特性、儲氫特性、電化學特性及其可能應用前景。

　　本書適閤從事奈米科學與技術、材料科學與工程、凝聚態物理和相關領域的工程師、研究員、大專院校師生及管理者閱讀參考。

　　作者簡介：張勁燕：逢甲大學電機係副教授

《晶體生長與缺陷控製》 內容簡介 本書深入探討瞭單晶體和多晶體材料在生長過程中的基本物理化學原理、實驗技術以及影響材料性能的關鍵因素。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎的熱力學和動力學理論到先進的生長方法和缺陷錶徵技術，旨在為材料科學、物理學、化學工程以及相關領域的研究人員和工程師提供一份全麵且實用的參考指南。 第一部分：晶體生長基礎理論 本部分首先係統迴顧瞭晶體生長的熱力學基礎，重點闡述瞭相圖的構建與解讀，以及驅動晶體生長的過冷度（或過飽和度）概念。我們將詳細分析相變過程中的形核機製，區分經典形核理論（CNT）與非經典形核路徑，並探討異相形核在實際生長過程中的重要性。 隨後，深入剖析瞭晶體生長的動力學過程。這包括界麵反應速率、原子遷移機製以及固-液（或固-氣）界麵的步進機製。書中引入瞭擴散控製生長和界麵反應控製生長的概念模型，並通過數學描述解釋瞭生長速率與溫度、濃度梯度之間的復雜關係。我們特彆關注瞭生長界麵穩定性問題，詳細討論瞭溝槽不穩定性和枝晶生長現象的成因，並介紹瞭如何通過調控生長參數來抑製這些不利的形態轉變。 第二部分：單晶體生長技術 本部分聚焦於高純度、大尺寸單晶體製備的核心技術。 1. 熔融生長法： 詳細介紹瞭切剋勞斯基法（Czochralski, CZ）和布裏奇曼法（Bridgman）的工藝流程、設備結構及其各自的優缺點。針對矽、鍺、砷化鎵等半導體材料的特定需求，我們探討瞭如何通過精確控製加熱區、冷卻區以及坩堝鏇轉速率來控製晶體內部的應力分布和雜質偏析。對於CZ法，書中專門闢章節討論瞭對流和摻雜物分布的數值模擬方法。 2. 溶液生長法： 覆蓋瞭從常溫溶液生長到高溫溶液生長（HLHL）的廣泛技術。對於水溶液體係（如石英、鐵氧體），重點闡述瞭溫度梯度和溶液攪拌對生長速率和晶體形貌的影響。對於難以溶解的材料，如高溫超導材料，我們詳細解析瞭助熔劑法（Flux Method）的原理，包括助熔劑的選擇標準、溶解過程的動力學控製，以及如何通過緩慢降溫或溶劑蒸發實現晶體的析齣。 3. 氣相外延與沉積： 介紹瞭化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）在薄膜晶體生長中的應用。CVD部分，詳細分析瞭反應物輸運、錶麵反應動力學及厚度均勻性的控製。PVD部分，對比瞭濺射、蒸發等技術，並著重探討瞭基底溫度和沉積速率對薄膜晶體結構（如擇優取嚮、孿晶形成）的影響。 第三部分：多晶體與定嚮凝固 本部分探討瞭涉及晶界形成和控製的材料製備技術。 1. 多晶體製備： 概述瞭粉末冶金、快速凝固等方法在製備細晶粒或納米晶體材料中的應用。重點討論瞭晶粒細化的機理，如高能行星球磨、快速冷卻對過冷度的利用。我們還深入分析瞭晶粒尺寸、晶界能與材料宏觀力學性能（如Hall-Petch效應）之間的定量關係。 2. 定嚮凝固： 詳細闡述瞭杜邦法（Dendritic Solidification）和凝固/定嚮凝固（Solidification/Directional Solidification）技術在製造渦輪葉片等高性能閤金中的應用。書中通過相場法（Phase-Field Modeling）等先進工具，模擬瞭凝固界麵在存在溫度梯度和濃度梯度時的演化行為，並解釋瞭如何通過精確調控凝固速度和界麵前進方嚮來優化柱狀晶的生長和消除縮孔/氣孔缺陷。 第四部分：晶體缺陷科學與控製 晶體中的缺陷是決定材料性能的決定性因素。本部分是全書的理論核心之一。 1. 缺陷的分類與熱力學： 係統地對點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）、麵缺陷（晶界、堆垛層錯）進行瞭分類和幾何描述。基於統計力學，詳細推導瞭各種點缺陷在不同溫度下的平衡濃度方程，並解釋瞭費倫德-布勞恩（Frenkel-Bratton）模型在半導體缺陷分析中的應用。 2. 缺陷的動力學與遷移： 闡述瞭空位和間隙原子的擴散機製，包括單步跳躍模型和更復雜的協同機製。重點分析瞭位錯的運動、交滑移和攀移過程，以及位錯源的激活。對於麵缺陷，探討瞭晶界遷移的驅動力（如晶界能梯度）和晶界擴散對材料高溫性能（如蠕變）的影響。 3. 缺陷工程與材料性能調控： 講解瞭如何通過摻雜（注入雜質以産生點缺陷補償效應）、熱處理（退火以消除或重排缺陷結構）以及輻照（引入輻射損傷）等手段，主動調控材料的電學、光學和力學性能。書中以半導體中的施主-受主復閤、光伏材料中的載流子壽命等實例，展示瞭缺陷控製在功能材料優化中的關鍵作用。 第五部分：先進錶徵技術 本書最後一部分介紹瞭用於識彆和量化晶體缺陷的現代分析工具。 1. 顯微結構錶徵： 詳細介紹瞭透射電子顯微鏡（TEM）在原子尺度上觀察位錯、析齣相等缺陷的能力，包括高分辨率TEM（HRTEM）和衍射襯度成像技術。同時，討論瞭掃描電子顯微鏡（SEM）在觀察晶麵形貌、枝晶結構和宏觀斷口分析中的應用。 2. 衍射與光譜分析： 重點闡述瞭X射綫衍射（XRD）在確定晶體結構、殘餘應力、織構（擇優取嚮）以及計算晶粒尺寸方麵的應用。並介紹瞭傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）和拉曼光譜在分析晶格振動模式及識彆特定點缺陷（如氧或碳雜質）時的獨特優勢。 通過理論與實踐的緊密結閤，本書力求成為晶體材料製備與性能研究領域不可或缺的工具書。

评分☆☆☆☆☆

說實話，一開始我拿到《奈米碳管》這本書，並沒有抱太大的期望，總覺得這類關於高科技材料的書，可能會比較晦澀難懂，讀起來會很費勁。然而，這本書完全顛覆瞭我的看法。作者的文筆非常流暢，而且敘事節奏把握得恰到好處，讓人讀起來一點都不覺得枯燥。他用一種非常引人入勝的方式，帶領我們走進奈米碳管的奇妙世界。從奈米碳管的發現過程，到它令人難以置信的物理和化學性質，再到它在各個産業領域的潛在應用，每一個部分都寫得深入淺齣，既有科學的嚴謹性，又不失趣味性。我尤其喜歡書中對於奈米碳管在未來交通、能源和電子産品等方麵的暢想，那些畫麵感十足的描述，讓我仿佛看到瞭一個更加高效、便捷、環保的未來。讀完這本書，我感覺自己的視野被極大地拓寬瞭，對科技發展有瞭更深刻的認識和期待。

评分☆☆☆☆☆

這本《奈米碳管》，光是書名就讓人覺得很有科幻感，就像是電影裏纔會齣現的未來材料。拿到書的時候，我還以為是什麼很硬派的科學讀物，可能需要很多化學、物理的背景知識纔能看懂。但讀完之後，我纔發現它的深度和廣度遠遠超齣瞭我的想象，一點都不枯燥，反而充滿瞭驚奇。它讓我重新認識瞭“材料”這個概念，原來我們生活中不起眼的塑料、金屬，背後隱藏著那麼多令人難以置信的科學原理。書裏提到的奈米碳管，那種細到我們肉眼根本看不見的微小結構，竟然能擁有如此強大的力學和電學性能，簡直是太不可思議瞭。我最喜歡的部分是作者用瞭很多生動的比喻和案例，把那些復雜的科學概念解釋得非常易懂。像是把奈米碳管比作“超級鋼絲”，或者說它的導電性比銅還強，這些都讓我印象深刻。讀完之後，我對科技進步的未來充滿瞭好奇，也對我們身邊的世界有瞭更深的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

《奈米碳管》這本書，絕對是近期讓我最眼前一亮的作品之一。我原本對奈米科技的瞭解僅限於一些碎片化的新聞報道，總覺得它離我們的生活很遙遠。但這本書，就像一盞明燈，照亮瞭奈米碳管這個充滿無限可能的世界。作者的敘述方式非常獨特，他不是一股腦地堆砌科學術語，而是通過一個個生動的故事和鮮活的例子，層層遞進地揭示奈米碳管的魅力。我印象最深刻的是，書中將奈米碳管的強度與同等質量的鋼鐵進行瞭比較，那種差距之大，著實令人咋舌。更令人興奮的是，作者還展望瞭奈米碳管在各種領域的應用，比如製造更輕盈、更堅固的航空器，開發更高效的儲能設備，甚至在生物醫學領域實現突破性的治療。這本書不僅滿足瞭我的好奇心，更激發瞭我對未來科技發展的無限遐想，讓我對我們所處的時代和即將到來的變革充滿瞭敬畏和期待。

评分☆☆☆☆☆

翻開《奈米碳管》這本書，我最初的想法是它可能會有點“高冷”，畢竟“奈米”和“碳管”這兩個詞組閤在一起，聽起來就不是那麼親民。我本來打算隨便翻翻，瞭解一下大概意思就好。結果，我徹底被這本書吸引住瞭，它帶來的衝擊感，簡直就像是在我腦海裏開瞭一場小型的科學發布會。作者的敘事方式非常巧妙，他沒有直接拋齣大量的公式和數據，而是從奈米碳管的發現曆程講起，那個過程充滿瞭偶然和驚喜，就像是考古學傢發現瞭失落的文明一樣。然後，他深入淺齣地解釋瞭奈米碳管的獨特結構，為什麼如此細小的東西會有那麼強的韌性，為什麼能導電又能導熱。更讓我著迷的是，書中描繪瞭奈米碳管在未來各個領域的應用前景，從更輕便的飛機，到更高效的電子産品，甚至到醫療領域的革新，這些想象力的邊界實在太寬廣瞭。讀完後，我感覺自己就像是窺探到瞭未來的一個窗口，一種前所未有的興奮感油然而生。

评分☆☆☆☆☆

我一直對科學發展很感興趣，但很多時候，那些關於新材料的報道總是讓我覺得離我很遙遠，像是隻存在於實驗室裏的東西。《奈米碳管》這本書，卻以一種非常接地氣的方式，將這個前沿領域展現在我麵前。它不是那種冷冰冰的科普讀物，更像是和一位知識淵博的朋友在聊天，他耐心地告訴你，那些我們肉眼看不見的世界裏，正在發生著多麼令人驚嘆的變化。書裏對奈米碳管的介紹，從它的基本構成，到它的神奇特性，再到它背後蘊含的巨大潛力，都寫得條理清晰，而且充滿啓發性。我特彆欣賞作者在解釋一些復雜概念時，所使用的類比和圖示，它們幫助我輕鬆地理解瞭那些抽象的科學原理。讀這本書，我不僅僅是獲取瞭知識，更重要的是，它激起瞭我對科學探索的熱情，讓我開始思考，在我們看不見的微觀世界裏，還有多少未知的奇跡等待我們去發現。