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現代離子鍍膜技術(簡體書)
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現代離子鍍膜技術(簡體書)

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商品簡介
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目次

商品簡介

本書系統地介紹了各種現代離子鍍膜技術的原理、特點、裝備、工藝、發展歷程和應用。其主要內容包括概述、真空物理和等離子體物理基礎知識、真空蒸發鍍膜技術、輝光放電離子鍍膜技術、熱弧光放電離子鍍膜技術、陰極電弧離子鍍膜技術、磁控濺射鍍膜技術、帶電粒子流在鍍膜中的作用、等離子體增強化學氣相沉積技術、等離子體聚合技術,以及離子鍍膜技術在太陽能利用、信息顯示薄膜、裝飾性薄膜、光學薄膜、硬質塗層、碳基薄膜、熱電薄膜等領域和低溫離子化學熱處理中的應用。本書內容全面、新穎,緊密聯系實際,具有很強的系統性、科學性、先進性和實用性。

名人/編輯推薦

1)本書系統介紹了各種現代離子鍍膜技術的原理、特點、裝備、工藝和應用,重點分析了各種離子鍍膜新技術的設計理念。本書內容全面、新穎,緊密聯系實際,具有很強的系統性、科學性、先進性和實用性。
2)本書主要內容包括:概述、真空物理和等離子體物理基礎知識、真空蒸發鍍膜、輝光放電離子鍍膜、熱弧光放電離子鍍膜、陰極電弧離子鍍膜、磁控濺射鍍膜、帶電粒子流在鍍膜中的作用、等離子體增強化學氣相沉積、等離子體聚合,以及離子鍍膜技術在太陽能利用、信息顯示薄膜、裝飾性薄膜、光學薄膜、硬質塗層、碳基薄膜、熱電薄膜等領域和低溫離子化學熱處理中的應用。

現代前沿科技在向互聯網、大數據、智能化、量子化方向發展,傳統產業向高端、快速、節能、綠色環保方向加速前進。很多產品向智能化、集成化、自動化發展,要求零部件具有各種優異的性能,很多元器件要求輕、薄、細、小、微型化,因此,需要在零部件、元器件表面鍍一層微米級或納米級厚度並具有各種特殊功能的薄膜材料。制備薄膜材料的方法從開始利用熱能,發展到利用氣體放電產生的等離子體能量進行鍍膜的離子鍍膜技術。伴隨現代科學技術發展的需求,離子鍍膜技術取得了迅猛發展,各種增強等離子體作用的離子鍍膜新技術層出不窮,產生氣體放電的物質源從金屬蒸氣、惰性氣體、無機氣體發展到有機氣體,應用範圍擴展到國民經濟的各個領域。
離子鍍膜技術可以制備國防、通信、航天航空、能源領域的太陽能利用、信息存儲、光磁存儲薄膜,半導體器件中的PN結和導電、絕緣、屏蔽等功能薄膜,高端制造業中的工模具高硬耐磨塗層、耐腐蝕抗氧化塗層,以及人們生活中具有節能、節電、裝飾、包裝等各種優異性能的薄膜,推動了前沿科學的發展,美化了人們的生活,創造了巨大價值。離子鍍膜技術為人類進步做出了巨大貢獻。
近些年來,薄膜領域的科技工作者巧妙地利用等離子體能量研發出多種新型離子鍍膜技術,本書將介紹各種離子鍍膜技術的原理、特點、裝備、工藝、發展歷程和應用。
本書定義:凡是在氣體放電中進行鍍膜的技術都稱為離子鍍膜技術。離子鍍膜技術主要分為等離子體增強物理氣相沉積技術、等離子體增強化學氣相沉積技術、等離子體增強聚合技術。
本書是一本有等離子體物理基礎理論、能和當前國內外先進離子鍍膜技術緊密聯系的技術圖書。希望本書的出版能夠開闊離子鍍膜技術在職人員的視野並幫助他們進行知識更新,給廣大青年讀者提供離子鍍膜技術知識,以利於真空鍍膜事業人才的培養,從而推動我國離子鍍膜技術和薄膜事業的發展。
本書從第1章至第11章,在講述真空物理和等離子體物理基本知識的基礎上,全面系統地介紹了等離子體增強物理氣相沉積技術、等離子體增強化學氣相沉積技術和等離子體增強聚合技術等各種技術的原理、特點及其發展歷程中的設計理念。這部分內容可幫助讀者理解國內外科技工作者靈活巧妙地利用等離子體為鍍膜全過程服務的思路,體會到學習和掌握離子鍍膜技術相關基礎知識的重要性。從第12章至第19章,介紹現代離子鍍膜技術在國民經濟各領域中的應用。這部分內容可幫助讀者理解離子鍍膜技術對現代前沿科技和社會經濟發展的重要性。
參加編著本書的作者都是在利用離子鍍膜技術制備各種特殊功能薄膜的有成就的專家、教授和企業家。編寫分工如下:第1~10章由北京聯合大學王福貞教授撰寫,第11章由北京印刷學院陳強教授撰寫,第12章由鈞石能源有限公司羅騫博士撰寫,第13章由華南理工大學寧洪龍教授和史沐楊博士撰寫,第14章由哈爾濱工業大學(深圳)武俊偉教授和深圳創隆實業有限公司馬楠博士撰寫,第15章由光芯薄膜(深圳)有限公司郭杏元博士撰寫,第16章由中國科學院沈陽金屬研究所趙彥輝博士撰寫,第17章由中國科學研究院蘭州化學物理研究所張廣安研究員撰寫,第18章由哈爾濱工業大學(深圳)曹峰教授和侯帥航博士研究生撰寫,第19章由深圳笙歌等離子體滲入有限公司馬勝歌總經理撰寫。
在此向給予作者支持和幫助的專家、教授、企業家致以誠摯的謝意。研究生張佳樂、何云鵬、楊杰、梁富源、伍世悠、楊嘉然、李倫特、李志遠、唐開元等參與了部分章節內容的校對、整理工作,在此表示衷心的感謝。
由於編著者的水平有限,書中不足之處敬請賜教。

編著者

目次

序1
序2
前言
第1章概述1
11離子鍍膜技術的應用領域1
12科學技術現代化對薄膜產品的新要求1
13鍍膜技術的類型3
131薄膜的初始制備技術3
132離子鍍膜技術3
14本書的主要內容5
第2章真空物理基礎知識6
21真空6
211真空的定義6
212真空的形成6
213真空度的意義7
22氣體分子運動的基本規律7
221理想氣體分子運動規律7
222理想氣體的壓強9
223氣體分子的平均自由程10
224碰撞截面10
225分子運動速度11
23氣體分子和固體表面的相互作用12
231碰撞12
232吸附和解吸或脫附12
233蒸發和升華13
24陰極表面的電子發射14
241固體表面的電子狀態14
242金屬的熱電子發射16
243金屬的冷場致發射18
244光電子發射18
245二次電子發射19
參考文獻20
第3章等離子體物理基礎知識21
31引言21
32等離子體22
321等離子體的定義22
322等離子體的分類23
323等離子體的獲得方法24
33氣體的激發和電離24
331帶電粒子的運動狀態24
332粒子間碰撞後能量的變化規律25
333由電子非彈性碰撞產生的激發與電離27
334第二類非彈性碰撞33
335附著和離脫34
336帶電粒子的消失——消電離35
337氣體放電中的發光現象35
34氣體放電36
341氣體放電的過程36
342氣體放電的伏安特性曲線38
35輝光放電39
351輝光放電的特點39
352正常輝光放電和異常輝光放電41
353輝光放電兩極間各種特性的分布42
354輝光放電的空心陰極效應44
355射頻放電46
356微波放電48
357大氣壓下的輝光放電49
36弧光放電53
361弧光放電的特性53
362弧光放電的類型54
363熱弧光放電54
364冷陰極弧光放電56
37帶電粒子的作用57
371離子的作用57
372電子的作用60
38帶電粒子的運動60
381帶電粒子在電場中的運動61
382帶電粒子在磁場中的運動61
383帶電粒子在電磁場中的運動64
39電磁場的運用64
391同軸電磁場型離子鍍膜機65
392正交電磁場型離子鍍膜機65
參考文獻66
第4章真空蒸發鍍膜技術67
41真空蒸發鍍膜技術的分類67
42真空蒸發鍍膜機67
421電阻蒸發鍍膜機67
422電子槍蒸發鍍膜機71
423激光蒸發鍍膜機73
424高頻感應加熱蒸發鍍膜機74
43真空蒸發鍍膜層的組織74
431真空蒸發鍍膜層的形成條件74
432真空蒸發鍍膜層的生長規律77
433影響膜層生長的因素78
434膜層厚度的均勻性79
44真空蒸發鍍膜機80
441立式蒸發鍍膜機80
442卷繞式蒸發鍍膜機81
參考文獻84
第5章輝光放電離子鍍膜技術85
51直流二極型離子鍍膜技術85
511直流二極型離子鍍膜的裝置85
512直流二極型離子鍍膜的工藝過程86
513直流二極型離子鍍膜中的粒子能量86
514直流二極型離子鍍膜的條件87
515直流二極型離子鍍膜中高能離子的作用88
516離子鍍膜層形成的影響因素92
517直流二極型離子鍍膜技術的特點94
52輝光放電離子鍍膜技術的發展94
521電子槍蒸發源直流二極型離子鍍膜技術95
522活性反應離子鍍膜技術96
523熱陰極離子鍍膜技術97
524射頻離子鍍膜技術98
525集團離子束離子鍍膜技術98
53增強型輝光放電離子鍍膜技術的共同特點99
參考文獻100
第6章熱弧光放電離子鍍膜技術101
61空心陰極離子鍍膜技術102
611空心陰極離子鍍膜機102
612空心陰極離子鍍膜的工藝過程102
613空心陰極離子鍍膜的條件103
614空心陰極離子鍍膜機的發展104
62熱絲弧離子鍍膜技術105
621熱絲弧離子鍍膜機105
622熱絲弧離子鍍膜的工藝過程106
63熱弧光放電離子鍍膜的技術特點107
64輝光放電離子鍍膜與熱弧光放電離子鍍膜對比109
641電子槍對比109
642鍍膜技術特點對比109
參考文獻110
第7章陰極電弧離子鍍膜技術111
71陰極電弧源112
72小弧源離子鍍膜技術112
721小弧源離子鍍膜機的結構112
722小弧源離子鍍膜的工藝過程114
73陰極電弧離子鍍膜的機理114
74陰極電弧離子鍍膜技術的發展116
741小弧源離子鍍膜機的發展116
742矩形平面大弧源離子鍍膜機120
743柱狀陰極電弧源離子鍍膜機121
75對陰極電弧離子鍍膜機配置的特殊要求128
751引弧裝置的設置128
752磁場的設置128
753屏蔽結構的設置128
76陰極電弧離子鍍膜技術的特點129
77清洗技術的發展130
771鈦離子清洗工件的不足130
772弧光放電氬離子清洗技術131
773氣態源弧光放電氬離子清洗技術131
774固態源弧光放電氬離子清洗技術132
78陰極電弧離子鍍中脈衝偏壓電源的作用134
參考文獻137
第8章磁控濺射鍍膜技術139
81磁控濺射鍍膜的設備與工藝過程140
811平面靶磁控濺射鍍膜機140
812磁控濺射鍍膜的工藝過程140
82陰極濺射和磁控濺射142
821陰極濺射142
822磁控濺射144
83磁控濺射鍍膜技術的特點147
831磁控濺射鍍膜技術的優點147
832磁控濺射鍍膜技術的不足148
84磁控濺射離子鍍膜技術的發展149
841柱狀磁控濺射靶149
842平衡磁控濺射靶與非平衡磁控濺射靶151
843磁控濺射鍍介質薄膜技術的進步156
844熱陰極增強磁控濺射162
845高功率脈衝磁控濺射162
85磁控濺射工件清洗新技術165
851ABS源165
852弧光放電氬離子清洗工件166
853用弧光放電源增強磁控濺射鍍膜166
參考文獻167
第9章帶電粒子流在鍍膜中的作用169
91帶電粒子流的類型169
92離子束169
921離子束的能量及作用169
922離子注入170
923離子束濺射鍍膜和離子束刻蝕173
924離子束輔助沉積及低能離子源174
93弧光電子流180
931弧光電子流的特點與產生方法180
932弧光電子流的應用180
參考文獻182
第10章等離子體增強化學氣相沉積技術183
101氣態物質源鍍膜技術分類183
102化學氣相沉積技術184
1021熱化學氣相沉積技術184
1022金屬有機化合物氣相沉積技術188
1023原子層沉積技術190
103等離子體增強化學氣相沉積技術192
1031等離子體增強化學氣相沉積技術類型192
1032直流輝光放電增強化學氣相沉積技術193
104等離子體增強化學氣相沉積原理196
1041多原子氣體的熱運動196
1042多原子氣體的激發和電離198
1043等離子體中固體表面的反應200
1044等離子體增強化學氣相沉積技術的優點200
105各種新型等離子體增強化學氣相沉積技術201
1051直流磁控電子回旋PECVD技術202
1052網籠等離子體浸沒離子沉積技術202
1053電磁增強型卷繞鍍膜機203
1054射頻增強等離子體化學氣相沉積技術205
1055微波增強等離子體化學氣相沉積技術206
1056電子回旋共振等離子體增強化學氣相沉積技術208
1057熱絲弧弧光增強等離子體化學氣相沉積技術208
1058直流等離子體噴射電弧增強化學氣相沉積技術208
參考文獻211
第11章等離子體聚合技術214
111概述214
1111等離子體聚合的定義與特點214
1112各種等離子體聚合技術簡介217
112等離子體聚合原理218
1121等離子體中的激勵活化反應218
1122等離子體聚合反應221
113等離子體聚合裝置及工藝222
1131等離子體聚合裝置222
1132等離子體聚合工藝226
1133等離子體聚合工藝條件的選擇和控制227
114等離子體聚合膜的應用領域230
1141等離子體直接聚合膜的應用領域230
1142等離子體引發聚合薄膜的應用領域233
115等離子體表面改性234
1151等離子體表面改性的定義234
1152等離子體表面改性的特點234
1153等離子體表面改性用的氣體235
1154等離子體表面改性的應用領域235
參考文獻236
第12章離子鍍膜在太陽能利用領域的應用238
121概述238
122太陽能光伏薄膜領域的鍍膜技術239
1221晶硅太陽能電池中的鍍膜技術240
1222異質結太陽能電池中的鍍膜技術242
1223晶硅太陽能電池鍍膜技術的發展244
1224碲化鎘、銅銦鎵硒和鈣鈦礦太陽能電池中的鍍膜技術245
123太陽能光熱領域的鍍膜技術248
1231光熱薄膜材料249
1232低溫光熱薄膜250
1233中溫光熱薄膜250
1234高溫光熱薄膜250
124展望251
參考文獻251
第13章離子鍍膜在信息顯示
薄膜領域的應用253
131信息顯示技術的發展253
132現代信息顯示原理254
133信息顯示器件與信息顯示薄膜255
1331薄膜晶體管255
1332有機發光二極管256
1333信息顯示薄膜與離子鍍膜技術256
134信息顯示薄膜的制備257
1341有源層薄膜257
1342OLED發光功能層薄膜260
1343導電電極薄膜261
1344絕緣層薄膜264
135信息顯示薄膜器件的制備265
136展望268
參考文獻268
第14章離子鍍膜在裝飾性薄膜領域的應用271
141概述271
142裝飾性薄膜的顏色272
143裝飾性薄膜的性能要求273
144裝飾性薄膜材料的選擇與優化275
1441金色系裝飾性薄膜275
1442黑色系裝飾性薄膜277
1443銀色系裝飾性薄膜279
1444幹涉裝飾性薄膜279
145裝飾性薄膜的發展趨勢280
1451鮮艷的顏色280
1452優異的耐蝕性281
1453更高的力學性能281
參考文獻282
第15章離子鍍膜在光學薄膜領域的應用284
151光學薄膜的定義與基礎285
1511光學薄膜的定義285
1512光學薄膜的理論基礎285
1513減反射光學薄膜289
1514高反射光學薄膜290
1515光學濾光片292
152光學薄膜的應用領域293
1521光學薄膜在鍍膜眼鏡行業的應用293
1522光學薄膜在儀器設備上的應用294
1523光學薄膜在手機產品中的應用295
1524光學薄膜在汽車行業中的應用296
1525光學薄膜在光通信領域中的應用297
1526光學薄膜在幕墻玻璃中的應用297
1527光學薄膜在生物醫療領域中的應用299
1528光學薄膜在紅外波段產品中的應用299
1529光學薄膜在投影顯示產品中的應用299
153光學薄膜的制備技術300
1531物理氣相沉積301
1532化學氣相沉積303
1533原子層沉積303
154光學薄膜的表征304
參考文獻304
第16章離子鍍膜在硬質塗層領域的應用306
161高端加工業對塗層刀具的新要求306
162硬質塗層的類型306
1621普通硬質塗層307
1622超硬塗層310
163沉積硬質塗層的離子鍍膜技術及其新發展315
1631沉積硬質塗層的常規技術315
1632沉積硬質塗層技術的發展316
參考文獻318
第17章離子鍍膜在碳基薄膜領域的應用321
171概述321
1711碳基薄膜的類型321
1712碳基薄膜的三元相圖321
172碳基薄膜的結構322
1721金剛石薄膜的結構322
1722類金剛石碳基薄膜的結構323
1723類石墨碳基薄膜的結構323
1724類聚合物碳基薄膜的結構324
173碳基薄膜的制備技術與性能324
1731金剛石薄膜的制備技術與性能324
1732類金剛石碳基薄膜的制備技術與性能327
1733類石墨碳基薄膜的制備技術與性能332
1734類聚合物碳基薄膜的制備技術與性能333
174非晶碳基薄膜的應用334
1741類金剛石碳基薄膜的應用334
1742類石墨碳基薄膜的應用337
1743類聚合物碳基薄膜的應用338
參考文獻339
第18章離子鍍膜在熱電薄膜領域的應用343
181熱電技術及熱電器件343
1811塞貝克效應和帕爾貼效應343
1812熱電器件345
182熱電薄膜材料346
1821超晶格熱電薄膜346
1822柔性熱電薄膜347
183熱電薄膜制備中常用的離子鍍膜技術348
1831分子束外延348
1832磁控濺射349
1833脈衝激光沉積350
1834其他常見熱電薄膜制備技術351
184離子鍍膜技術在熱電器件中的應用351
1841在微型熱電器件研究中的應用351
1842在熱電器件電極制備中的應用352
185展望354
參考文獻354
第19章離子鍍膜在低溫離子化學熱處理中的應用357
191概述357
1911離子化學熱處理357
1912低溫離子化學熱處理357
192低溫離子化學熱處理工藝358
1921不銹鋼低溫離子化學熱處理工藝358
1922工模具鋼低溫離子化學熱處理工藝360
193低溫離子化學熱處理溫度的選擇361
1931常規離子滲氮溫度361
1932低溫離子化學熱處理溫度362
194低溫離子化學熱處理新技術364
1941增設活性屏技術364
1942熱絲增強低溫離子滲技術366
1943弧光放電增強低溫離子滲技術367
參考文獻370

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