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学和凝聚态物理等学科领域，最具活力的新材料之一，因其独特的结构与性能、无限的发展前景而备受瞩目。

　　本书介绍了碳和奈米碳管的基本性质，叙述了奈米碳管的制备方法、生长机理、微观结构、孔结构及表征方法等内容，同时又较为系统地阐述奈米碳管的电学性质、力学性质、场发射特性、储氢特性、电化学特性及其可能应用前景。

　　本书适合从事奈米科学与技术、材料科学与工程、凝聚态物理和相关领域的工程师、研究员、大专院校师生及管理者阅读参考。

　　作者简介：张劲燕：逢甲大学电机系副教授

《晶体生长与缺陷控制》 内容简介 本书深入探讨了单晶体和多晶体材料在生长过程中的基本物理化学原理、实验技术以及影响材料性能的关键因素。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的热力学和动力学理论到先进的生长方法和缺陷表征技术，旨在为材料科学、物理学、化学工程以及相关领域的研究人员和工程师提供一份全面且实用的参考指南。 第一部分：晶体生长基础理论 本部分首先系统回顾了晶体生长的热力学基础，重点阐述了相图的构建与解读，以及驱动晶体生长的过冷度（或过饱和度）概念。我们将详细分析相变过程中的形核机制，区分经典形核理论（CNT）与非经典形核路径，并探讨异相形核在实际生长过程中的重要性。 随后，深入剖析了晶体生长的动力学过程。这包括界面反应速率、原子迁移机制以及固-液（或固-气）界面的步进机制。书中引入了扩散控制生长和界面反应控制生长的概念模型，并通过数学描述解释了生长速率与温度、浓度梯度之间的复杂关系。我们特别关注了生长界面稳定性问题，详细讨论了沟槽不稳定性和枝晶生长现象的成因，并介绍了如何通过调控生长参数来抑制这些不利的形态转变。 第二部分：单晶体生长技术 本部分聚焦于高纯度、大尺寸单晶体制备的核心技术。 1. 熔融生长法： 详细介绍了切克劳斯基法（Czochralski, CZ）和布里奇曼法（Bridgman）的工艺流程、设备结构及其各自的优缺点。针对硅、锗、砷化镓等半导体材料的特定需求，我们探讨了如何通过精确控制加热区、冷却区以及坩埚旋转速率来控制晶体内部的应力分布和杂质偏析。对于CZ法，书中专门辟章节讨论了对流和掺杂物分布的数值模拟方法。 2. 溶液生长法： 覆盖了从常温溶液生长到高温溶液生长（HLHL）的广泛技术。对于水溶液体系（如石英、铁氧体），重点阐述了温度梯度和溶液搅拌对生长速率和晶体形貌的影响。对于难以溶解的材料，如高温超导材料，我们详细解析了助熔剂法（Flux Method）的原理，包括助熔剂的选择标准、溶解过程的动力学控制，以及如何通过缓慢降温或溶剂蒸发实现晶体的析出。 3. 气相外延与沉积： 介绍了化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）在薄膜晶体生长中的应用。CVD部分，详细分析了反应物输运、表面反应动力学及厚度均匀性的控制。PVD部分，对比了溅射、蒸发等技术，并着重探讨了基底温度和沉积速率对薄膜晶体结构（如择优取向、孪晶形成）的影响。 第三部分：多晶体与定向凝固 本部分探讨了涉及晶界形成和控制的材料制备技术。 1. 多晶体制备： 概述了粉末冶金、快速凝固等方法在制备细晶粒或纳米晶体材料中的应用。重点讨论了晶粒细化的机理，如高能行星球磨、快速冷却对过冷度的利用。我们还深入分析了晶粒尺寸、晶界能与材料宏观力学性能（如Hall-Petch效应）之间的定量关系。 2. 定向凝固： 详细阐述了杜邦法（Dendritic Solidification）和凝固/定向凝固（Solidification/Directional Solidification）技术在制造涡轮叶片等高性能合金中的应用。书中通过相场法（Phase-Field Modeling）等先进工具，模拟了凝固界面在存在温度梯度和浓度梯度时的演化行为，并解释了如何通过精确调控凝固速度和界面前进方向来优化柱状晶的生长和消除缩孔/气孔缺陷。 第四部分：晶体缺陷科学与控制 晶体中的缺陷是决定材料性能的决定性因素。本部分是全书的理论核心之一。 1. 缺陷的分类与热力学： 系统地对点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界、堆垛层错）进行了分类和几何描述。基于统计力学，详细推导了各种点缺陷在不同温度下的平衡浓度方程，并解释了费伦德-布劳恩（Frenkel-Bratton）模型在半导体缺陷分析中的应用。 2. 缺陷的动力学与迁移： 阐述了空位和间隙原子的扩散机制，包括单步跳跃模型和更复杂的协同机制。重点分析了位错的运动、交滑移和攀移过程，以及位错源的激活。对于面缺陷，探讨了晶界迁移的驱动力（如晶界能梯度）和晶界扩散对材料高温性能（如蠕变）的影响。 3. 缺陷工程与材料性能调控： 讲解了如何通过掺杂（注入杂质以产生点缺陷补偿效应）、热处理（退火以消除或重排缺陷结构）以及辐照（引入辐射损伤）等手段，主动调控材料的电学、光学和力学性能。书中以半导体中的施主-受主复合、光伏材料中的载流子寿命等实例，展示了缺陷控制在功能材料优化中的关键作用。 第五部分：先进表征技术 本书最后一部分介绍了用于识别和量化晶体缺陷的现代分析工具。 1. 显微结构表征： 详细介绍了透射电子显微镜（TEM）在原子尺度上观察位错、析出相等缺陷的能力，包括高分辨率TEM（HRTEM）和衍射衬度成像技术。同时，讨论了扫描电子显微镜（SEM）在观察晶面形貌、枝晶结构和宏观断口分析中的应用。 2. 衍射与光谱分析： 重点阐述了X射线衍射（XRD）在确定晶体结构、残余应力、织构（择优取向）以及计算晶粒尺寸方面的应用。并介绍了傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱在分析晶格振动模式及识别特定点缺陷（如氧或碳杂质）时的独特优势。 通过理论与实践的紧密结合，本书力求成为晶体材料制备与性能研究领域不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

《奈米碳管》这本书，绝对是近期让我最眼前一亮的作品之一。我原本对奈米科技的了解仅限于一些碎片化的新闻报道，总觉得它离我们的生活很遥远。但这本书，就像一盏明灯，照亮了奈米碳管这个充满无限可能的世界。作者的叙述方式非常独特，他不是一股脑地堆砌科学术语，而是通过一个个生动的故事和鲜活的例子，层层递进地揭示奈米碳管的魅力。我印象最深刻的是，书中将奈米碳管的强度与同等质量的钢铁进行了比较，那种差距之大，着实令人咋舌。更令人兴奋的是，作者还展望了奈米碳管在各种领域的应用，比如制造更轻盈、更坚固的航空器，开发更高效的储能设备，甚至在生物医学领域实现突破性的治疗。这本书不仅满足了我的好奇心，更激发了我对未来科技发展的无限遐想，让我对我们所处的时代和即将到来的变革充满了敬畏和期待。

评分☆☆☆☆☆

我一直对科学发展很感兴趣，但很多时候，那些关于新材料的报道总是让我觉得离我很遥远，像是只存在于实验室里的东西。《奈米碳管》这本书，却以一种非常接地气的方式，将这个前沿领域展现在我面前。它不是那种冷冰冰的科普读物，更像是和一位知识渊博的朋友在聊天，他耐心地告诉你，那些我们肉眼看不见的世界里，正在发生着多么令人惊叹的变化。书里对奈米碳管的介绍，从它的基本构成，到它的神奇特性，再到它背后蕴含的巨大潜力，都写得条理清晰，而且充满启发性。我特别欣赏作者在解释一些复杂概念时，所使用的类比和图示，它们帮助我轻松地理解了那些抽象的科学原理。读这本书，我不仅仅是获取了知识，更重要的是，它激起了我对科学探索的热情，让我开始思考，在我们看不见的微观世界里，还有多少未知的奇迹等待我们去发现。

评分☆☆☆☆☆

这本《奈米碳管》，光是书名就让人觉得很有科幻感，就像是电影里才会出现的未来材料。拿到书的时候，我还以为是什么很硬派的科学读物，可能需要很多化学、物理的背景知识才能看懂。但读完之后，我才发现它的深度和广度远远超出了我的想象，一点都不枯燥，反而充满了惊奇。它让我重新认识了“材料”这个概念，原来我们生活中不起眼的塑料、金属，背后隐藏着那么多令人难以置信的科学原理。书里提到的奈米碳管，那种细到我们肉眼根本看不见的微小结构，竟然能拥有如此强大的力学和电学性能，简直是太不可思议了。我最喜欢的部分是作者用了很多生动的比喻和案例，把那些复杂的科学概念解释得非常易懂。像是把奈米碳管比作“超级钢丝”，或者说它的导电性比铜还强，这些都让我印象深刻。读完之后，我对科技进步的未来充满了好奇，也对我们身边的世界有了更深的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

翻开《奈米碳管》这本书，我最初的想法是它可能会有点“高冷”，毕竟“奈米”和“碳管”这两个词组合在一起，听起来就不是那么亲民。我本来打算随便翻翻，了解一下大概意思就好。结果，我彻底被这本书吸引住了，它带来的冲击感，简直就像是在我脑海里开了一场小型的科学发布会。作者的叙事方式非常巧妙，他没有直接抛出大量的公式和数据，而是从奈米碳管的发现历程讲起，那个过程充满了偶然和惊喜，就像是考古学家发现了失落的文明一样。然后，他深入浅出地解释了奈米碳管的独特结构，为什么如此细小的东西会有那么强的韧性，为什么能导电又能导热。更让我着迷的是，书中描绘了奈米碳管在未来各个领域的应用前景，从更轻便的飞机，到更高效的电子产品，甚至到医疗领域的革新，这些想象力的边界实在太宽广了。读完后，我感觉自己就像是窥探到了未来的一个窗口，一种前所未有的兴奋感油然而生。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我拿到《奈米碳管》这本书，并没有抱太大的期望，总觉得这类关于高科技材料的书，可能会比较晦涩难懂，读起来会很费劲。然而，这本书完全颠覆了我的看法。作者的文笔非常流畅，而且叙事节奏把握得恰到好处，让人读起来一点都不觉得枯燥。他用一种非常引人入胜的方式，带领我们走进奈米碳管的奇妙世界。从奈米碳管的发现过程，到它令人难以置信的物理和化学性质，再到它在各个产业领域的潜在应用，每一个部分都写得深入浅出，既有科学的严谨性，又不失趣味性。我尤其喜欢书中对于奈米碳管在未来交通、能源和电子产品等方面的畅想，那些画面感十足的描述，让我仿佛看到了一个更加高效、便捷、环保的未来。读完这本书，我感觉自己的视野被极大地拓宽了，对科技发展有了更深刻的认识和期待。