纳米表面工程及力学_周霞, 朱祎国, 杨春秋编著_9787111369547

纳米表面工程及力学

定价：¥39.8

中教价：¥26.27 (6.60折）

库存数： 0

丛书名：大连市人民政府资助出版

购买数量：

本书系统地介绍了纳米表面工程及其相关力学问题，属于新型表面纳米结构材料与力学等学科交叉领域的书籍。全书共分8章。在纳米表面工程方面，内容涉及表面工程、纳米材料的制备技术与结构特性、纳米表面工程内涵及表面纳米化技术的基本原理、表面纳米结构材料的制备方法及结构特征和功能特性尤其是力学特性。在与纳米表面工程相关的力学问题方面，内容涉及纳米薄膜/涂层材料微结构表征、纳米结构表层材料的力学行为及其强化理论、纳米实验力学、纳米表面工程与失效分析及控制、纳米材料设计及其纳米力学性能计算基础等内容。此外，书中还全面地介绍了当前纳米表面工程及其相关力学问题具有实用价值的研究成果，这对于设计开发力学性能优异的新型表面纳米结构材料、推动纳米科技在表面工程乃至再制造工程中的应用具有重要意义。
本书可作为高等学校力学、材料类专业研究生的教材和高年级本科生的参考书，同时也可供相关专业科研、教学和工程技术人员参考。

前言2000年才提出的“纳米表面工程”的概念，是指将纳米材料和纳米技术与传统表面工程相结合，通过表面纳米化技术或手段，改变固体材料表面的形态、成分、结构等，从而赋予表面全新功能的系统工程。在纳米表面工程中，传统意义上的基体主要起载体作用，而组装、构筑或固化在表面上的分子有序膜、纳米结构、纳米薄膜或涂层等是实现其功能或性能的主体。由于材料在超高温、超低温、超高载或疲劳腐蚀环境等特殊条件下服役的情况越来越多，而纳米材料在力、电、声、光、热、磁方面表现出与宏观材料不同的优良特性，因此传统材料表面纳米化显得特别重要。纳米结构薄膜或涂层可望在耐高温抗氧化、减摩自润滑、超硬耐磨、导电和电磁屏蔽、生物及智能材料等众多领域获得广泛的应用，其应用前景不可估量。物理学家对原子尺度的薄膜和有序纳米阵列生长动力学，化学家和材料科学家对微/纳米结构薄膜材料的制备及应用，力学科学家对纳米薄膜的小尺度力学行为等，都极为关注，相关研究与开发工作甚为活跃，重大突破层出不穷，成为近年来凝聚态物理、材料科学及微/纳米力学领域十分重要的前沿方向。
随着人类对纳米科技将成为21世纪主导技术的认识加深，人们越来越迫切地需要了解和掌握纳米科学技术的基本知识和发展趋势，为我国在社会、经济、科学技术等全方位实现跨越式发展奠定坚实基础。纳米表面工程及其相关微/纳米力学问题的探索是纳米科学技术的一个重要方面。我国科学家在纳米表面工程、微/纳米力学等相关研究领域也开展了比较深入、系统的研究，并取得了一系列的突破性进展，但无论是从事纳米表面工程研究与开发工作的科技工作者和企业家，还是对微/纳米力学及应用有兴趣的学者、大学生和研究生等各类人士，都急需对纳米表面工程及其中的力学问题有一个比较深入的了解。为了全面分析已经取得的大量成果，正确把握纳米表面工程及其中最基本的微/纳米力学研究的未来发展方向，促进和开拓纳米材料独特性能在表面工程中的实际应用，出版一本全面论述纳米表面工程及相关微/纳米力学的高质量专著是非常必要的。
目前纳米表面工程发展较快的领域有两个：一个是功能纳米薄膜和迭层膜的制备，它使薄膜的力学、电学、磁学及光学性能等成倍提高；另一个领域是将金属或非金属的纳米级颗粒应用到各种传统、常用的表面工程技术中。由于纳米表面工程是一个综合、交叉、系统的新兴学科，可以说其研究与应用目前还处于初级阶段，在纳米表面工程技术的基本原理、纳米结构表层的制备方法及表面研究等方面还有待进行深入研究。表面研究的内容一般分为表面结构形态的观察和表面性质的测量。在传统的表面结构层的研究中，表面结构形态的观察在微观尺度上进行，而许多表面性质，如表面力学性质的测量却是在宏观范围内进行，因此难以准确揭示表面层结构与其表面性质的内在联系。为了适应目前国内纳米结构表层材料结构及力学行为研究的需要，作者根据几年来的教学体会和科研工作经验，参考了国内外大量文献资料，主要以纳米结构表层材料的制备、微观结构表征与微/纳米力学性能测试、纳米结构与力学性能优化设计及典型应用为主线编写了此书。本书不仅系统讲述了纳米表面工程的原理与技术，还用较多的篇幅介绍了纳米结构表层材料的力学行为及典型应用，旨在体现纳米表面工程作为系统工程的理念。希望本书为我国纳米科技工程实用化的科学研究与技术进步贡献一份力量。
纳米表面工程及力学前言主编周霞自担任大连理工大学工程力学系生物与纳米力学实验室主任以来，与研究室的其他同志一直致力于纳米薄膜/涂层制备、微观结构表征、宏微观力学性能及应用等方面的研究与开发，并取得了有意义的结果，受到国内外同行的关注。在此基础上，编著者参阅大量国内外相关科技文献与资料，总结国内外最新科研进展，充分融入编著者多年在科研工作中取得的成果和积累，探索性地编写了这本关于纳米表面工程及力学的交叉学科专著。全书共分8章。第1章简要介绍了表面工程的定义与内涵及与表面工程相关的一些基本概念，在简要介绍固体表面特性及表面层（包括改性层和涂层）结构特点的基础上，依次向读者讲述了表面工程的核心——最新表面工程技术及其系统设计方法、表面工程所涉及的表面层表征测试及其界面力学性能分析方法等，最后介绍了表面工程的应用与发展动向且阐述了其与纳米表面工程的关系。第2章侧重讲述了纳米表面工程及其基本的力学问题。在明确纳米科技及其给传统的表面工程的发展带来一系列变化等内容的基础上，理解纳米表面工程是为适应上述变化而建立起来的新学科，它具有特定的内涵、特点以及力学问题，主要内容包括：纳米科技的内涵及与表面工程相关的研究进展，如纳米改性层和涂镀层及薄膜的设计、合成等，纳米表面工程的有关基本概念与内涵，纳米材料尤其是低维纳米材料的制备与表面修饰，几种最新实用的表面纳米化技术原理与应用以及纳米表面工程中的力学问题。第3章介绍了纳米表面改性层及纳米薄膜/涂覆层的结构及其表征。在介绍了三种典型的纳米表面及涂覆层即金属材料表面纳米化涂层、纳米薄膜、纳米复合涂（镀）层结构特征的基础上，讲述了X射线衍射技术、电子显微技术、探针显微技术及拉曼光谱物相分析技术等四种基本表征技术的原理、结构表征方法及适用范围，最后总结了纳米表面及涂覆层结构表征的内容、相应的表征方法及应用实例。第4章主要介绍了薄膜生长过程及其内应力的演化。提出了薄膜生长过程新模型，在新模型中考虑了薄膜生长过程中原子的三个动力学过程：原子沉积、原子扩散及原子脱附，并且认为这三个过程是相互独立的。在此基础上，本章还对薄膜初期生长过程及其影响因素、整个薄膜生长的三维蒙特卡罗模拟以及膜生长过程中的内应力演化等进行了系统的介绍。第5章主要介绍了纳米表面及涂覆层的宏微观力学性能及其强化机理。讲述了金属表面纳米改性层、纳米薄膜、纳米复合涂覆层的力学性能及其强化机理，还着重介绍了超硬纳米薄膜具有超高硬度和超高模量的致硬机理。第6章介绍了表面及涂覆层纳米力学性能的实验表征。内容主要涉及实验纳米力学，重点介绍纳米压痕和划痕技术及其测试过程中力学现象的分析、微/纳米力学性能的测试及其在纳米表面工程中的应用实例。第7章以接触疲劳失效情况为例，介绍了作者在纳米表面工程与失效分析及控制关系方面的研究成果，即根据材料表面失效机理，通过对工程构件所受应力和失效关系的分析，采用纳米表面工程技术制备微/纳米涂层，以显著改善材料表面宏细观力学性能。第8章结合纳米材料设计、多尺度计算模拟与理论分析研究结果以及实例分析，重点介绍了纳米涂层/薄膜微观结构优化控制理论基础、研究方法及制备工艺力学问题，从而达到纳米涂层/薄膜性能可控的目的。这对于纳米结构涂层的设计、制备工艺、微观结构及性能之间关系的理解具有重要指导意义。
本书由大连理工大学周霞副教授主编。在本书的编撰过程中，大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室下属生物与纳米力学实验室的同志参与了编写工作，朱祎国副教授组织了本书第4章的编写，杨春秋在全书内容整理及核对等方面做了许多的工作，吴承伟老师对于本书的撰写提供了宝贵的建议；大连新重表面工程有限公司的曲国辉高工、卜立杰高工等提供了不少资料。此外，我的学生宿德鹏、钱峰、李红彩、唐占飞、高岚、牟睿敏、张仁杰、赵昌美、骞耕等参与了资料编辑、图表绘制、文字录入等工作。特此表示感谢。
本书由大连市人民政府资助出版。本书相当一部分内容是编著者及其所在生物与纳米力学实验室几年来的研究及教学成果，这些成果是多年来在国家科技部高技术研究发展863计划项目 (2006AA11A1A6）、国家科技支撑计划项目 (2006BAE04B05-4-1)、国家自然科学基金(11272072)、辽宁省自然科学基金 (201102040) 、大连市科技创新项目 (201015014) 以及大连理工大学教学改革基金项目支持下取得的，在此一并表示衷心感谢。还要特别感谢机械工业出版社高水平著作出版基金对本书的资助。
纳米表面工程及其相关微/纳米力学的研究发展十分迅速，新的成果不断涌现，文献资料浩瀚无边，限于编著人员水平，书中难免有疏漏与不妥甚至错误之处，恳请专家和读者批评指正！
大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连理工大学工程力学系生物与纳米力学实验室周霞2012年9月

你还可能感兴趣

我要评论

您的姓名	验证码：
留言内容