本書從宏觀到納米尺度介紹了陶瓷組裝及連接技術。不僅全面地介紹了陶瓷組裝及連接結構、界面、應力等方面的基礎理論、連接原則，而且從航空航天、核能和熱電能源、微機電系統(tǒng)、固體氧化物燃料電池、多芯片組件以及納米生物等不同領域，對于目前實際應用過程中的陶瓷先進組裝及連接技術及其面臨的挑戰(zhàn)進行了系統(tǒng)的介紹。本書介紹了陶瓷組裝及連接的前沿技術，具有先進性。本書是目前為全面、系統(tǒng)的介紹陶瓷組裝、連接技術及其應用方面的著作，內容豐富實用。
本書可作為陶瓷工程技術人員與研究人員的參考書，也可作為材料科學與工程、機械工程、電氣和電子工程等專業(yè)的本科生和研究生的參考書。
適讀人群 ：陶瓷工程技術人員與研究人員，相關專業(yè)的本科生和研究生。
1）本書由美國陶瓷學會組織編寫，作者均為陶瓷組裝及連接技術領域的著名專家。
2）本書涵蓋了陶瓷組裝及連接的先進工程設計數據、案例及實踐，實現了理論與工程應用的完美結合，可以滿足相關工程技術與科研人員的實際需求。
3）本書揭示了陶瓷組裝與連接從宏觀至微觀多尺度的關鍵技術問題。
Mrityunjay Singh，博士，世界陶瓷科學院院士，美國陶瓷學會會士，美國材料學會會士，美國科學促進會會士，NASA Glenn研究中心俄亥俄航空材料研究所首席科學家，Acta Materialia公司主管。其研究領域涉及材料的制備與加工、連接與組裝技術。已發(fā)表了230多篇學術論文，撰寫或編輯了42本著作和雜志，擁有多項發(fā)明專利并實現轉化應用，獲得了40余項的國內外獎勵，包括4個R&D 100大獎、NASA公共服務獎和NASA特殊空間法案獎。在NASA公共服務、外太空開發(fā)等方面均做出了突出貢獻。
Tatsuki Ohji，博士，世界陶瓷科學院院士，美國陶瓷學會會士，日本國家先進工業(yè)科學技術研究所（AIST）高級科學家，Acta Materialia公司主管以及多個國際期刊的編委。研究領域包括陶瓷、陶瓷基復合材料、多孔材料、先進陶瓷設計和綠色陶瓷加工工藝等。已發(fā)表了320余篇學術論文，并撰寫了9本著作，擁有40多項發(fā)明專利。
Rajiv Asthana，博士，美國材料學會會士，威斯康星-斯托特大學教授，從事制造工程和技術研究。研究領域涉及陶瓷/金屬連接、金屬的高溫毛細填充及其復合材料的制備工作。已發(fā)表了150篇學術論文，并撰寫了4本著作。現任Journal of Materials Engineering & Performance雜志副主編，多個雜志的編委和客座編輯。
Sanjay Mathur，博士，德國科隆大學無機化學研究所教授，薩爾蘭大學洪堡學者，薩爾蘭大學榮譽教授。主要從事納米功能材料的化學合成及應用方面的技術研究。已發(fā)表了150余篇論文，撰寫了1本著作，并擁有多項發(fā)明專利�，F任Journal of Applied Ceramic Technology 和Nanomaterials雜志副主編。
譯叢序
譯者序
前言
第1章跨尺度陶瓷組裝：技術、挑戰(zhàn)與機遇
1.1引言
1.2先進技術系統(tǒng)中的組裝問題
1.2.1微電子和納米電子
1.2.2能源
1.2.3航空和地面運輸
1.3跨領域和跨尺度組裝
1.3.1宏觀組裝的科學與技術
1.3.2發(fā)電裝置和器件制造中的組裝問題
1.3.3納米尺度和生物系統(tǒng)的組裝問題
第2章陶瓷組裝部件的先進釬焊技術
2.1簡介
2.2潤濕性、殘余應力和接頭可靠性
2.3接頭設計
2.4陶瓷基復合材料的連接
2.4.1Si3N4TiN（質量分數為30%）的連接
2.4.2SiC纖維增強硅硼酸鹽玻璃的連接
2.4.3莫來石莫來石陶瓷基復合材料的連接
2.5總結
致謝
參考文獻
第3章核工業(yè)中陶瓷基復合材料的連接及組裝
3.1簡介
3.2國際熱核聚變實驗堆
3.2.1陶瓷基復合材料的連接在ITER上的應用
3.2.2為什么ITER中使用C/C復合材料
3.2.3ITER中C/C復合材料連接的設計問題
3.2.4ITER中C/C復合材料的連接技術
3.2.5C/CCu接頭的力學性能測試
3.2.6無損檢測
3.2.7ITER中C/CCu界面熱沖擊和高熱流測試
3.2.8歐洲聯合核聚變反應堆
3.2.9JET中C/C復合材料的連接技術和設計問題
3.2.10總結
3.3ITER以外的聚變反應堆
3.3.1為什么選擇SiC/SiC復合材料
3.3.2SiC/SiC復合材料的連接材料和連接技術
3.3.3連接的SiC/SiC材料特性
3.4CMCs在先進裂變反應堆中的應用
3.5總結
致謝
參考文獻
網絡資源
第4章大氣中釬焊：陶瓷陶瓷和陶瓷金屬連接的新方法
4.1簡介
4.2陶瓷釬焊的方法
4.3空氣釬焊的概念
4.4空氣釬焊釬料的設計：AgCuO體系
4.4.1相平衡
4.4.2基體的潤濕
4.4.3接頭強度
4.4.4推薦的空氣釬焊條件
4.5AgCuO體系的成分改良
4.5.1使用金屬Pd和Al進行合金化
4.5.2使用金屬氧化物TiO2進行合金化
4.5.3添加難熔顆粒
4.6總結
參考文獻
第5章碳化硅陶瓷的擴散連接——復雜陶瓷構件的關鍵制造技術
5.1簡介
5.2實驗
5.3結果與討論
5.4總結
致謝
參考文獻
第6章C/C復合材料金屬熱管理系統(tǒng)的組裝技術
6.1簡介
6.2用于熱管理的材料
6.3C/C復合材料
6.4碳和C/C復合材料與金屬的組裝
6.4.1潤濕性
6.4.2釬焊
6.5接頭完整性、微觀組織和組成
6.6CC復合材料/金屬接頭力學性能
6.6.1接頭強度和斷口組織
6.6.2顯微硬度
6.7熱和熱機械方面的討論
6.7.1熱膨脹失配及殘余應力
6.7.2釬焊接頭導熱性
6.8總結和未來前景
參考文獻
第7章連接和組裝過程中碳金屬體系間的相互作用
7.1簡介
7.2與碳不反應的金屬在石墨和金剛石表面的潤濕
7.3第Ⅷ族金屬在石墨上的潤濕
7.4與碳接觸的碳化物形成金屬
7.5與碳不反應的熔體中添加碳化物形成金屬后在石墨上的潤濕
7.6熔體潤濕固相時熱力學和界面活性的相互關系
7.7含有反應和非反應金屬添加劑的Ⅷ族金屬熔體在石墨上的潤濕性
7.8相圖、硬化后界面結構和潤濕等溫線類型的關系
7.9高壓環(huán)境對金屬熔體在石墨和金剛石上潤濕的影響
7.10總結
參考文獻
第8章陶瓷電路中鐵氧體及功率電感器件的組裝
8.1簡介
8.2器件物理
8.3鐵氧體的合成
8.4電磁特性
8.5嵌入式功率電感器
8.6多層陶瓷變壓器
8.7總結
致謝
參考文獻
第9章氧化物熱電發(fā)電裝置
9.1簡介
9.2熱電發(fā)電
9.3氧化物熱電材料
9.3.1P型氧化物
9.3.2N型氧化物
9.4器件工藝學
9.4.1P型塊體材料
9.4.2N型塊體材料
9.5模塊
9.5.1實驗過程
9.5.2結果與討論
9.6總結
參考文獻
第10章固體氧化物燃料電池（SOFC）及其他電化學發(fā)電裝置的組裝技術
10.1簡介
10.2電化學反應器的基礎
10.2.1電化學活性
10.2.2納米結構控制對電化學反應的影響
10.2.3SOFC發(fā)展中電化學反應的控制及其應用
10.2.4電極支撐的薄膜電解質的結構控制
10.3SOFC及其相關研究與發(fā)展
10.4微型SOFC的發(fā)展
10.4.1研究背景
10.4.2微管狀電池的制造
10.4.3小型高性能微燃料電池束的發(fā)展
10.4.4低溫SOFC的發(fā)展和緊湊型模塊的制造
10.4.53D控制的微SOFC的發(fā)展：蜂窩狀電化學反應器
10.5電化學DENOx反應器及清潔汽車技術的其他應用
10.5.1高性能電化學反應器的發(fā)展
10.5.2用于NOx/PM同時凈化的電化學反應器的發(fā)展
參考文獻
第11章傳感器組裝技術
11.1簡介
11.2微型點膠工藝
11.2.1噴墨和點膠器
11.2.23D直寫技術的適用性
11.2.3陶瓷漿料的流變特性
11.2.4漿料的流變性能
11.2.5沉積速率的監(jiān)控
11.3裝備制造
11.3.1電爐型微型裝置
11.3.2微型二氧化錫氣敏元件
11.3.3采用噴注器的TE氣體傳感器元件
11.3.4陶瓷觸媒的沉積
11.4傳感器性能
11.4.1觸媒的尺寸和厚度
11.4.2陶瓷觸媒的穩(wěn)定長效性
11.4.3熱電器件觸媒
11.5總結
參考文獻
第12章功能復合材料和納米光子及光電子器件的芯片集成
12.1單片集成電路
12.1.1對接接頭生長
12.1.2選區(qū)生長
12.1.3偏移量子阱
12.1.4量子阱混合
12.1.5多步增長單片集成電路
12.1.6表面鈍化和整平
12.1.7通孔和溝道金屬互連
12.2納米加工技術
12.2.1光刻
12.2.2掃描電子束光刻技術
12.2.3SPL
12.2.4連續(xù)圖形結構表面
12.2.5并行表面圖形化
12.2.6邊緣光刻
12.2.7軟光刻技術
12.3一般的自組裝技術
12.3.1模板化的自組裝
12.3.2化學輔助的組裝
12.3.3干燥媒介（蒸發(fā)誘導）自組裝
12.3.4磁、光或電導向的自組裝
12.3.5分界面的自組裝
12.3.6擇形自組裝
12.4SAMs
12.4.1SAMs基質類型
12.4.2從氣體和液體裝配的機制
12.4.3制備SAMs
12.4.4SAMs在現有納米制造工業(yè)中的應用
12.5納米晶體的組裝
12.5.1外延生長自組織固態(tài)量子點
12.5.2膠體量子點的自組裝
12.5.3聚合物控制納米顆粒分布（根據聚合狀態(tài)）
12.5.4自組裝形成的單分散納米晶體的二維和三維序列
12.5.5在自組裝樣品上吸附半導體納米晶體的選擇性
12.5.6Au納米晶體/DNA結合物
12.5.7采用溶膠凝膠包容復合疏水性二氧化硅納米球
12.5.8多尺度自組裝形成的分層冷光樣品
12.5.9帶有有機和無機組件的混合納米復合材料的優(yōu)點
12.6用直流電場形成納米棒陣列
12.6.1納米棒陣列
12.6.2電場中垂直導向超晶格納米棒組裝
12.7使用DEP和光電鑷子（OETS）組裝納米結構
12.7.1DEP
12.7.2OET
12.8納米切割：制備納米結構陣列的新方法
12.8.1納米切割技術
12.8.2使用圖形化的基板制造復雜的納米結構
參考文獻
第13章化學氣相沉積多功能復合熱障涂層
13.1簡介
13.2TBC過程
13.3常規(guī)CVD法高速制造涂層
13.4激光CVD法高速制造涂層
13.5總結
參考文獻
第14章金屬互連界面的物理演變及可靠性
14.1簡介
14.2互邊失效概述
14.2.1腐蝕
14.2.2晶須形成
14.2.3小丘形成
14.2.4應力誘生空洞
14.2.5電遷移
14.3電遷移物理變化
14.3.1尺寸效應下金屬電阻率的增加
14.3.2阻擋層尺寸
14.3.3擴散通道擴展的影響
14.3.4驅動力的演變
14.3.5電遷移失效統(tǒng)計學
14.4釬焊接頭失效的物理變化
14.5總結
參考文獻
第15章可調微波器件中鈦酸鍶鋇薄膜的集成
15.1簡介
15.2基于可調諧微波應用的BST器件制造工藝
15.3BST:結構和性能
15.3.1晶體結構
15.3.2相變
15.3.3極化
15.3.4極化與頻率
15.3.5電場對鐵電材料的影響
15.3.6微觀結構和點缺陷化學
15.4BST二極管技術
15.5BST薄膜的沉積技術
15.5.1CSD
15.5.2PLD
15.5.3RF磁控濺射
15.5.4MOCVD
15.6性能對BST薄膜的影響
15.7內擴散解決方法：納米金剛石/Pt/BST結構
15.8總結
致謝
參考文獻
第16章氣溶膠沉積(AD)技術及其在微型器件組裝中的應用
16.1簡介
16.2AD法
16.3室溫沖擊固化
16.3.1室溫下陶瓷顆粒的固化
16.3.2AD過程中沖擊顆粒速度和局部溫度的升高
16.3.3AD過程陶瓷膜的致密化機制
16.3.4運載氣體的影響
16.4沉積特性和膜的圖形化
16.4.1沉積率和原料粉末特性的影響
16.4.2陶瓷層的圖形化特性
16.5其他類似方法及與AD法的對比
16.5.1基于固態(tài)顆粒碰撞的涂層工藝
16.5.2AD法與其他方法的對比
16.5.3AD膜的電性能
16.6設備應用
16.6.1用于抗等離子腐蝕工件的氧化釔AD膜
16.6.2壓電器件中的應用
16.6.3高頻裝置中的應用
16.6.4光學設備中的應用
16.7總結
致謝
參考文獻
第17章先進納米組裝方法：圖案、定位及自組裝
17.1簡介
17.2陶瓷的納米組裝（NI）
17.2.1金屬氧化物圖案的SAM預處理
17.2.2非晶TiO2薄膜的LPP
17.2.3采用種晶層的銳鈦礦型TiO2薄膜LPP
17.2.4采用選點消除法的銳鈦礦型TiO2薄膜LPP
17.2.5采用鈀催化劑的磁性顆粒薄膜的LPP
17.2.6晶體ZnO的LPP和形態(tài)控制
17.2.7氧化釔的LPP：Eu薄膜
17.2.8總結
17.3顆粒的納米組裝
17.3.1液體中膠體晶體的圖案化
17.3.2膠體晶體和二維陣列的干法圖案化
17.3.3膠體晶體的圖案化以及雙溶液法球面組裝
17.4總結
參考文獻
第18章新型器件及電路中納米線組裝：進展與挑戰(zhàn)
18.1簡介
18.2一維納米級建造模塊：合成和生長機制
18.2.1合成方法
18.2.2生長機制
18.2.3一維半導體材料
18.3結構性能表征以及二者的關系
18.3.1對一維結構的研究
18.3.2依賴于尺寸及形狀的物理性質
18.4納米器件結構的開發(fā)
18.4.1場效應晶體管器件制備
18.4.2納米線元件集成為復雜的納米器件結構
18.5總結
致謝
參考文獻
第19章納米結構設計中類金剛石的組裝（類金剛石薄膜的微納制造）
19.1微納機械器件基礎
19.2DLC的性能和準備
19.2.1DLC薄膜：制備
19.2.2DLC薄膜：材料性能
19.3DLC機械設備：制造和性能
19.3.1圖案化生長提拉制備DLC微機械設備
19.3.2通過聚焦離子束刻蝕技術制備DLC微納機械設備
19.3.3FIB輔助CVD法制備DLC納米結構
19.4DLC微納結構發(fā)展前景
致謝
參考文獻
第20章一維陶瓷納米線的合成、性能、組裝及應用
20.1簡介
20.2垂直取向陶瓷納米結構合成方法
20.2.1無模板輔助合成法
20.2.2模板輔助法
20.31D納米結構的特性
20.3.1NCs
20.3.2納米微粒和納米線的維度效應
20.3.31D金屬氧化物的物理性質
20.3.41D納米結構的機械特性
20.4納米線的綜合應用與設備組裝
20.4.1FET
20.4.2光電器件
20.4.3傳感器
20.4.4納米發(fā)電機
20.4.5太陽電池
20.4.6燃料電池
參考文獻
第21章基于薄膜技術的納米組裝技術
21.1簡介
21.2納米結構的自發(fā)有序化
21.3應用模板法與篩選法的自組織過程
21.3.1VLS生長
21.3.2圖案化技術
21.3.3光刻和電子束刻蝕
21.3.4納米光刻技術
21.3.5納米線電子學
21.4總結
參考文獻
第22章納米線規(guī)�；傻陌l(fā)展及挑戰(zhàn)
22.1簡介
22.2納米線制造
22.3納米線的排列和定位
22.3.1微流體通道組裝
22.3.2電泳組裝
22.3.3朗繆爾布羅杰特組裝
22.4納米線的互連
22.4.1納米線連接方法
22.4.2常用方法連接納米線的性能
22.5橋接納米線
22.5.1兩垂直平面間的納米橋接
22.5.2兩水平面間的納米柱廊
22.5.3橋接納米線的力學性能
22.5.4橋接納米線的接觸性能
22.6總結
致謝
參考文獻
第23章微電子電氣互聯、電子封裝、系統(tǒng)集成中噴墨打印技術及納米材料的
應用
23.1簡介
23.2印刷電子與噴墨印刷技術
23.2.1印刷電子
23.2.2噴墨印刷技術
23.3納米顆粒及其在噴墨印刷技術中的應用
23.3.1簡介
23.3.2納米顆粒在噴墨打印技術中的應用
23.3.3納米顆粒油墨的噴墨印刷要求
23.3.4噴墨印刷油墨的未來發(fā)展趨勢
23.4噴墨印刷在微電子領域的應用
23.4.1電子產品的噴墨印刷技術
23.4.2微電子技術的應用
23.4.3噴墨印刷技術面臨的挑戰(zhàn)
23.4.4電子產品生產中的激光燒結與對流爐燒結
23.5可印刷電子技術的環(huán)境因素
23.5.1簡介
23.5.2噴墨印刷面臨的環(huán)境問題
23.5.3噴墨印刷的環(huán)保優(yōu)勢
23.5.4從環(huán)保的角度選擇材料
23.5.5噴墨打印的總體環(huán)境效率
23.6總結
參考文獻
第24章人工器官的生物組裝
24.1簡介
24.2骨骼的組織
24.3用于人工關節(jié)的陶瓷
24.4用于骨骼替代物的陶瓷
24.5生物活性陶瓷與活體骨骼的生物組裝
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團
24.5.3生物活性金屬
24.5.4生物活性陶瓷聚合物復合材料
24.5.5生物活性無機有機復合裝置
24.5.6生物活性水泥
24.6總結
參考文獻
書單推薦
