纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王铀 著

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• 功能涂层
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出版社： 哈尔滨工业大学出版社发行部

ISBN：9787560362168

商品编码：25336517133

出版时间：2017-06-01

基本信息

商品名称： 纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用	出版社： 哈尔滨工业大学出版社发行部	出版时间：2017-06-01
作者：王铀	译者：	开本： 16开
定价： 138.00	页数：505	印次： 1
ISBN号：9787560362168	商品类型：图书	版次： 1

《纳米结构热喷涂涂层：制备、表征与多元应用》 书籍简介 热喷涂技术作为一种重要的表面工程手段，在过去几十年里取得了显著的发展。它能够将各种熔融或半熔融的材料通过高速气流或电弧等方式喷射到基材表面，形成具有特定功能的涂层。而纳米结构热喷涂涂层，则是热喷涂技术发展的前沿领域，它通过精确控制涂层的微观结构，使其展现出远超传统宏观结构涂层的优异性能。本书《纳米结构热喷涂涂层：制备、表征与多元应用》将深入探讨这一前沿技术，系统梳理其从纳米级材料的精准制备，到涂层微观结构的精细表征，再到其在航空航天、能源、生物医学等多元化领域的创新应用。 本书的撰写旨在为材料科学、工程技术、机械制造等领域的科研人员、工程师以及相关专业的学生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考著作。我们力求从基础理论出发，逐步深入到技术细节和应用前景，以清晰的逻辑和详实的论述，展现纳米结构热喷涂涂层的独特魅力与巨大潜力。 第一部分：纳米结构热喷涂涂层的制备技术 本部分是本书的核心基础，将详尽阐述构建纳米结构热喷涂涂层的关键技术。我们将首先回顾传统热喷涂技术的原理，并在此基础上，重点介绍能够实现纳米结构形成的技术手段。 纳米级粉末原料的制备与表征： 纳米结构涂层的优异性能很大程度上取决于其前驱体——纳米级粉末的质量。本章将介绍多种纳米粉末的制备方法，包括化学合成法（如溶胶-凝胶法、沉淀法、水热/溶剂热法）、物理气相沉积法（如溅射、蒸发）、机械合金化法以及纳米颗粒的团聚与分散控制技术。同时，还将深入探讨纳米粉末的粒径、形貌、晶体结构、表面化学状态等关键表征手段，强调高质量纳米粉末是成功制备纳米结构涂层的前提。 面向纳米结构的优化热喷涂工艺： 传统的等离子喷涂、HVAF（高速空气燃料）、HVOF（高速氧燃料）等热喷涂工艺在应用于纳米粉末时，需要进行工艺参数的优化以避免纳米颗粒在飞行过程中发生显著的团聚和长大。本章将重点介绍： 等离子喷涂（APS）的纳米化改进： 探讨低功率等离子体、低温等离子体以及等离子体束流形态对纳米颗粒飞行和沉积的影响。 高速火焰喷涂（HVAF/HVOF）的纳米化调控： 分析燃料、氧化剂比例、喷枪设计、送粉速率等参数对纳米颗粒沉积行为的调控作用，以及如何通过优化工艺参数实现纳米颗粒的有效沉积和层内纳米结构（如纳米晶粒、纳米层柱）的形成。 电弧喷涂（TS）与线材/杆材的纳米化： 介绍通过使用纳米颗粒增强的金属丝材或杆材，以及优化电弧参数来制备纳米结构涂层的可能性。 超音速火焰喷涂（HPS/LDED）的纳米化潜力： 讨论超音速射流如何更好地保护纳米颗粒，并在沉积过程中保留其纳米结构。 新型纳米结构热喷涂技术： 介绍一些新兴的、专为纳米结构设计的热喷涂技术，例如冷喷涂（Cold Spray）在制备纳米晶或纳米层状涂层方面的优势，以及等离子体/电弧熔丝喷涂（PF/AF）在控制熔滴尺寸和飞溅行为方面的进展。 特殊纳米结构的设计与控制： 除了简单的纳米晶粒结构，本章还将探讨如何通过工艺设计实现更复杂的纳米结构，例如： 纳米层状结构（Nanostructured Lamellar Structures）： 介绍通过控制熔滴的叠压方式和冷却速率，形成具有特定取向的纳米层状结构，如层状纳米晶、层状非晶等。 多孔纳米结构（Porous Nanostructures）： 探讨如何通过控制粉末特性、工艺参数或后处理，形成具有高比表面积的纳米多孔涂层，适用于催化、吸附等应用。 梯度纳米结构（Gradient Nanostructures）： 介绍通过调整送粉成分或工艺参数，在涂层内部形成纳米结构随深度变化的梯度，以优化涂层的综合性能。 第二部分：纳米结构热喷涂涂层的表征技术 精准的表征是理解纳米结构涂层性能的基础。本部分将系统介绍用于评价纳米结构热喷涂涂层的各类先进表征手段。 微观结构表征： 扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）： 详细介绍如何利用SEM观察涂层的宏观形貌、微观孔隙率、颗粒间结合情况，以及如何利用高分辨率TEM（HRTEM）直接观察纳米晶粒尺寸、晶界结构、位错等微观特征。 X射线衍射（XRD）： 讲解XRD如何用于确定涂层的物相组成、计算晶粒尺寸（通过Scherrer方程）以及分析应力状态。 聚焦离子束（FIB）与原子探针断层扫描（APT）： 介绍FIB在制备TEM样品和进行局部微观结构分析中的应用，以及APT在实现三维原子尺度的化学成分和结构分析上的突破性进展。 表面与界面特性表征： 原子力显微镜（AFM）： 阐述AFM如何用于测量涂层的表面粗糙度、形貌形变以及表面力学性质（如纳米压痕）。 X射线光电子能谱（XPS）与俄歇电子能谱（AES）： 详细介绍这两种表面分析技术如何确定涂层的表面化学组成、化学态以及进行深度剖析，特别关注涂层表面的氧化物、缺陷等。 扫描隧道显微镜（STM）： 介绍STM在纳米尺度表面形貌和电子态密度研究中的应用。 力学性能表征： 纳米压痕与纳米摩擦： 重点介绍如何利用纳米压痕技术测量涂层的硬度、弹性模量等纳米力学性能，以及纳米摩擦技术评估涂层的摩擦磨损行为。 高通量显微硬度测试： 探讨自动化显微硬度测试在快速评估涂层均匀性方面的作用。 拉伸、弯曲与冲击测试（针对涂层整体）： 讨论如何设计实验对涂层进行宏观力学性能评估，以及如何解释纳米结构对其宏观力学性能的影响。 物理与化学性能表征： 热分析技术（DSC, TGA）： 介绍如何利用差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）研究涂层的热稳定性、相变行为以及氧化行为。 电化学测试： 讲解用于评估涂层耐腐蚀性能的电化学测试方法，如极化曲线、阻抗谱等。 光谱分析（Raman, FTIR）： 介绍拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱（FTIR）在识别涂层中的化学键、官能团以及晶体结构信息中的应用。 第三部分：纳米结构热喷涂涂层的多元应用 本部分将聚焦于纳米结构热喷涂涂层在各个领域的创新性应用，通过具体的案例分析，展现其如何解决工程挑战并推动技术进步。 航空航天领域： 高温耐磨与抗氧化涂层： 介绍纳米结构陶瓷涂层（如氧化铝、氧化锆基）在航空发动机涡轮叶片、燃烧室等高温部件上的应用，纳米晶粒细化带来的强化效果，以及涂层表面纳米结构如何改善抗氧化性能。 热障涂层（TBCs）的纳米化： 讨论如何通过制备具有纳米晶粒、纳米孔隙或梯度结构的纳米结构TBCs，显著提升其热绝缘性能、抗热冲击能力和寿命。 耐磨涂层在起落架、发动机部件的应用： 纳米结构硬质合金涂层（如WC-Co、Cr3C2-NiCr）在改善耐磨性、减小摩擦系数方面的优势。 能源领域： 固体氧化物燃料电池（SOFCs）电极与隔膜： 介绍纳米结构陶瓷氧化物涂层（如YSZ、LSM）在作为SOFCs阴极、阳极和电解质层时的应用，纳米结构如何增大比表面积，提高电化学反应活性和离子/电子导电性。 光催化与储能材料： 探讨纳米结构半导体氧化物涂层（如TiO2、ZnO）在太阳能电池、光催化分解水制氢或降解污染物方面的应用。 耐磨耐腐蚀涂层在发电厂设备的保护： 纳米结构涂层在提高锅炉受热面、汽轮机叶片等部件的抗磨损和抗腐蚀能力，延长设备寿命。 生物医学领域： 生物相容性与骨整合涂层： 介绍纳米结构羟基磷灰石（HA）、生物活性玻璃等涂层在人工关节、种植牙等植入体表面的应用，纳米结构如何模拟天然骨组织，促进骨细胞的生长与钙化，提高植入体的骨整合能力。 抗菌涂层： 讨论纳米银、纳米氧化锌等抗菌材料的热喷涂应用，利用纳米颗粒的抗菌机制，开发新型医用植入体和医疗器械的表面涂层。 药物缓释载体涂层： 探索纳米孔隙结构涂层作为药物载体的潜力，实现对药物的精准控制释放。 机械与制造领域： 高性能切削刀具涂层： 纳米晶硬质合金、纳米陶瓷涂层在提高刀具硬度、耐磨性、减小切削力方面的作用。 模具与精密零部件的保护： 纳米结构涂层在模具表面应用，提高其抗粘连、抗腐蚀、耐磨损性能，延长使用寿命。 功能性表面： 如低摩擦涂层、疏水/亲水涂层、导电涂层等在特定机械部件或电子器件中的应用。 其他新兴应用： 半导体制造中的精密涂层。 化工设备的防腐蚀与抗磨损。 光学器件的减反射或增反射涂层。 结论与展望 本书的最后将对纳米结构热喷涂涂层的发展现状进行总结，并展望其未来的研究方向和应用前景。我们将探讨如何进一步提升纳米结构的可控性，开发更高效、更环保的制备技术，以及如何通过多学科交叉融合，拓展其在更多前沿领域的应用，例如在微纳制造、智能材料等方面的潜力。 《纳米结构热喷涂涂层：制备、表征与多元应用》将以严谨的科学态度、丰富的理论内容和前沿的实践案例，为读者提供一个关于这一颠覆性表面工程技术的完整认知图景，激发更多的创新灵感与研究动力。

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这本书的题目《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》给我一种感觉，它不仅仅是关于“怎么做”，更是关于“为什么这么做”以及“做出来能干什么”。当涉及到“应用”时，我的思绪立刻飞向了现实世界。纳米结构热喷涂涂层，凭借其独特的纳米尺度特性，很可能在很多领域都有着革新性的应用。比如，在航空航天领域，高温、高压、腐蚀性环境是常态，高性能的涂层能够显著提升部件的服役寿命和可靠性。在生物医学领域，具有特定纳米结构的涂层或许能够改善植入物的生物相容性，甚至引导细胞生长。另外，在能源领域，比如太阳能电池或催化剂，纳米涂层也可能扮演关键角色，提高效率或性能。

评分☆☆☆☆☆

读到《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》这个书名，我首先想到的是它可能对材料的微观结构有着极为详尽的描述。纳米结构，顾名思义，就是尺寸在纳米级别的结构，它们往往展现出与宏观材料截然不同的物理和化学性质。这本书会不会像一本详细的“材料说明书”，为我们揭示这些纳米涂层是如何在原子和分子层面被构建起来的？制备过程的细节，比如热喷涂的参数控制，能量输入，以及靶材的选择，这些都会对最终的纳米结构产生至关重要的影响。书中可能还会涉及一些先进的制备技术，例如等离子体喷涂、火焰喷涂、电弧喷涂等，并且会重点强调如何在这些过程中引入和维持纳米尺度上的有序或无序结构。

评分☆☆☆☆☆

《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》这个书名让我充满了好奇，尤其是在“表征”这个词上。制备出纳米结构涂层之后，如何准确地了解它的真实面貌，这是至关重要的。这本书会不会像一位经验丰富的“材料侦探”，带领我们使用各种尖端仪器去“审视”这些纳米涂层？我想，书里肯定会涉及扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等成像技术，它们能够帮助我们观察纳米颗粒的形貌、尺寸分布以及涂层本身的微观结构。此外，X射线衍射（XRD）可以揭示晶体结构和相组成，能量色散X射线光谱（EDX）或波长色散X射线光谱（WDX）则能分析元素的化学成分。表面分析技术，如原子力显微镜（AFM），也许也能提供关于表面形貌和粗糙度的信息。

评分☆☆☆☆☆

“纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用”这个书名，给我一种“由小见大”的感觉。纳米结构，虽然肉眼不可见，但其对材料整体性能的影响却是巨大的。这本书很可能就像一位经验丰富的导游，带领我们深入微观世界，去探索这些纳米结构的奥秘。制备环节，可能会涉及一些非常精细的工艺控制，比如如何避免纳米颗粒在高温下发生团聚，如何保证涂层的均匀性和致密性。表征环节，则会教会我们如何利用先进的显微学和光谱学技术，去“看清”这些纳米结构，了解它们的尺寸、形态、取向等关键信息。而应用部分，则会展示这些微观世界的改变如何转化为宏观世界的性能提升，例如更强的耐磨性、更优的导热性或更高的光学性能。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》的书名时，我立刻联想到那些在实验室里进行精密实验的科研人员，以及在工业生产线上负责工艺控制的工程师。这本书很可能是一本写给他们的“操作手册”和“理论指南”的结合体。制备部分，应该会涉及各种热喷涂设备的原理和操作规程，以及如何处理和准备用于喷涂的纳米粉末。表征部分，则可能详细介绍各种分析仪器的使用方法和数据分析技巧，帮助读者准确地评估涂层的质量。而应用部分，则会展示这些高性能涂层在各个领域的实际案例，激励读者去探索更广阔的应用前景，解决实际工程问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就相当硬核，《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》。作为一个对材料科学和工程领域略有涉猎的读者，看到这个书名，脑海里立刻浮现出许多关于纳米材料、热喷涂技术以及它们在各种工业场景中应用的画面。我想，这本书很有可能会深入探讨如何通过精妙的控制，在微观尺度上构建出具有独特性能的涂层。热喷涂本身就是一种非常实用的涂层技术，而“纳米结构”的加入，无疑是将这种技术的潜力推向了一个新的高度。我可以想象书中会详细介绍各种纳米颗粒如何被有效地喷涂到基材表面，以及在喷涂过程中如何保持甚至优化其纳米结构，这本身就是一个极具挑战性和技术性的过程。

评分☆☆☆☆☆

听到《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》这样的书名，我 immediately 想到这本书的内容绝对是当下材料科学领域非常前沿和热门的方向。纳米技术和热喷涂技术的结合，为开发新型高性能涂层提供了无限可能。书中关于“制备”的部分，我想肯定会涉及多种先进的热喷涂技术，以及如何有效地将纳米材料转化为高质量的涂层。而“表征”部分，则会深入探讨如何利用各种先进的显微分析技术和物性测试方法，来全面地评价这些纳米涂层的性能。我相信，这本书的“应用”章节一定会非常精彩，会展示这些涂层在航空航天、能源、电子、医疗等各个领域所展现出的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》这个书名，让我感觉它是一本非常“实战派”的书籍。它不仅仅是停留在理论的探讨，而是会提供许多关于如何实际操作的指南。制备部分，我想它会详细介绍各种热喷涂技术，如等离子喷涂、高速火焰喷涂、超音速火焰喷涂等，并且会重点强调如何在这些过程中控制纳米结构的形成。表征部分，则会深入讲解各种表征手段，如SEM、TEM、AFM、XRD、拉曼光谱等，以及如何利用这些手段来评估涂层的微观结构、表面形貌、晶体结构和化学成分。至于应用部分，这本书可能会列举一些具体的工业案例，展示纳米结构热喷涂涂层在提高材料性能，如耐磨性、耐腐蚀性、导热性、绝缘性等方面的成功应用，从而为读者提供实际的参考和借鉴。

评分☆☆☆☆☆

“纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用”——单是这个名字，就勾勒出一条从基础到应用的完整产业链。我想，这本书应该不仅仅停留在理论层面，而是会包含大量关于实际操作的细节。制备部分，可能会深入探讨不同热喷涂方法的优缺点，以及针对不同基材和应用需求，如何选择和优化制备工艺。比如，为了获得特定的纳米晶粒尺寸，或者实现纳米相的分散，需要精确控制喷涂参数，如气体流量、功率、送粉速率等。而“表征”部分，我想它会教会读者如何解读复杂的谱图和图像，从中提取出有用的信息，从而反过来指导制备过程的改进，形成一个良性的技术循环。

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《纳米结构热喷涂涂层制备.表征及其应用》这个书名，让我联想到一种“精雕细琢”的工匠精神。在制备纳米结构涂层时，每一个纳米颗粒的定位和排列都至关重要，这需要极高的技术精度和工艺稳定性。书中可能会详细介绍各种热喷涂方法的原理，以及如何通过精确控制喷涂参数来获得期望的纳米结构。而“表征”部分，我认为它将是本书的另一大亮点，它会教我们如何利用各种先进的分析手段，去深入了解这些纳米结构的真实状态，例如它们的尺寸分布、晶粒取向、相分布等等。这些信息对于理解涂层的性能至关重要，并且能够指导后续的制备工艺优化。