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| 編輯推薦： |
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界面是将两种材料，或者两种介质分开的若干原子层，其性能与两侧的材料明显不同。表面则是一种简单界面。利用界面的特殊性能则可以实现诸多特殊的功能，或者使材料得到强化与功能化。本书详细介绍了各种界面，如固-固、固-液等界面的结构分析与相的表征，对于功能设计有明显的指导意义。
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| 內容簡介： |
固体界面是指将两个紧密接触的固体分隔开来的若干原子层，其性能与两侧的固体材料的性能明显不同，而固体表面是一种简单的界面，将固体与环境分隔开来。本书着重介绍材料的界面与表面科学与工程应用，内容涵盖固体表面结构、金属表面电子结构、结晶学、固体表面性能以及固-固、固-液、气-固界面结构与性能等内容。
本书适宜材料专业的技术人员参考，亦可供航空航天、电子、能源、轨道交通、机械等专业工程技术人员参考。
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| 目錄：
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1表面科学与工程概论1
1.1材料表面1
1.1.1材料表面的基本概念1
1.1.2材料表面的结构与性能表征3
1.2工业技术领域中的材料表面5
1.3表面科学与工程技术主要研究内容9
1.3.1材料表面科学的研究内容9
1.3.2材料表面实验研究方法10
1.3.3材料表面科学的发展11
1.3.4材料表面工程技术的发展13
2固体表面结构16
2.1固体表面形貌16
2.1.1表面几何形状误差16
2.1.2表面微观几何形状误差17
2.1.3表面形貌的统计参数21
2.2固体表面结构25
2.2.1固体表面原子受力与实际结构25
2.2.2理想表面27
2.2.3表面弛豫与重构结构及类型29
2.2.4表面偏析34
2.2.5表面缺陷36
2.3金属表面电子结构37
2.3.1电荷密度分布40
2.3.2逸出功41
2.4二维结晶学49
2.4.1二维结晶学基本概念50
2.4.2二维结构表征51
2.4.3表面台阶结构表示54
2.4.4表面吸附物二维结构的LEED分析56
3固体表面性能61
3.1固体表面热力学概论61
3.1.1表面现象研究历程61
3.1.2固体表面微观特征62
3.1.3固体的表面张力与表面自由能63
3.1.4表面能与晶面取向67
3.2固体表面的基本特征69
3.2.1固体表面的基本特性69
3.2.2表面弛豫、重构及双电层71
3.3界面势垒73
3.3.1接触界面势垒理论74
3.3.2通用黏附能量函数及其应用75
4液体及其表面与界面78
4.1液体性质78
4.1.1流体的黏度78
4.1.2非牛顿流体的黏度79
4.1.3黏度的其它性质81
4.2液体边界层性质84
4.2.1液体边界处双电层84
4.2.2电黏度效应85
4.3液体表面与界面性质85
4.3.1表面张力与表面能85
4.3.2毛细效应与润湿性87
4.3.3毛细效应在熔渗技术中的应用88
4.3.4表面活性剂91
5固-液界面99
5.1固-液界面润湿性99
5.1.1表面张力与接触角99
5.1.2表面张力引起的内部压力103
5.2固-液界面膜105
5.2.1固-液吸附膜105
5.2.2化学反应膜107
5.3吸附热力学108
5.3.1边界膜占比108
5.3.2吸附热108
6固-气界面110
6.1固-气界面吸附现象110
6.1.1物理吸附110
6.1.2化学吸附110
6.2吸附热力学111
6.2.1吸附平衡与吸附量111
6.2.2吸附曲线112
6.2.3吸附热力学113
6.2.4吸附方程115
6.2.5毛细管凝结与吸附滞后121
6.3影响吸附和脱附的因素123
6.3.1吸附表面性质123
6.3.2影响吸附的因素124
6.4摩擦学中的固-气界面125
6.5表面扩散129
6.5.1表面缺陷及其能量129
6.5.2表面扩散系数131
6.5.3表面扩散的实验研究和唯象理论134
7固-固界面136
7.1固-固界面能136
7.1.1范德华力136
7.1.2表面能136
7.1.3固-固界面能137
7.2黏附理论——球-平面接触模型137
7.3黏附影响因素139
7.3.1粗糙度对接触与黏着的影响139
7.3.2表面微结构对黏着的影响140
7.3.3毛细力对黏着的影响144
8表面工程技术概论146
8.1表面清洁146
8.2机械强化处理147
8.3表面改性技术147
8.4热喷涂工程技术150
8.4.1预处理150
8.4.2热喷涂技术151
8.4.3后处理157
8.4.4热喷涂材料及涂层设计160
8.4.5高速热喷涂技术173
8.4.6冷喷涂技术192
8.4.7纳米涂层制备技术194
8.5激光表面处理技术195
8.5.1激光的产生及其与材料表面的相互作用195
8.5.2激光表面处理技术201
8.5.3激光熔覆工艺研究案例203
8.6化学镀膜技术210
8.6.1化学镀概论210
8.6.2化学镀成膜理论213
8.6.3化学镀镍220
8.6.4化学镀镍层显微结构和性能238
8.6.5化学镀镍的工业应用242
8.7化学气相沉积技术245
8.7.1化学气相沉积薄膜原理246
8.7.2CVD主要工艺参数247
8.7.3CVD反应器248
8.7.4等离子体增强化学气相沉积(PECVD)薄膜249
8.8热浸镀技术252
8.8.1热浸镀技术概述252
8.8.2铜及铜合金热浸镀253
9表面分析技术260
9.1表面分析技术分类260
9.1.1表面分析的作用260
9.1.2表面分析技术概述260
9.1.3探针与材料表面的相互作用261
9.1.4表面成分分析技术263
9.1.5表面结构分析技术267
9.2涂(膜)层性能测试和评价技术269
9.2.1涂层性能269
9.2.2力学性能277
9.2.3化学和电化学性能279
9.2.4耐热性能282
9.2.5薄膜绝缘性能283
9.2.6涂(膜)层残余应力测试技术284
9.2.7涂(膜)层质量评价285
9.2.8电性能288
9.2.9热电性能293
9.2.10热膨胀性能295
9.2.11磁性能296
10新型合金中的表面与界面300
10.1高熵合金的界面300
10.1.1高熵合金的形成与特性301
10.1.2高熵合金的设计原则与方法304
10.1.3高熵合金种类与结构308
10.1.4高熵合金的界面309
10.2芯片用引线框架铜合金界面318
10.2.1Cu-Mg-Fe-Sn-P-RE合金的设计与制备318
10.2.2Cu-Mg-Fe-Sn-P-RE合金的铸态及热变形显微组织321
10.2.3Cu-Mg-Fe-Sn-P-RE合金的组织及时效沉淀相界面330
10.3高速铁路接触线用铜合金表面与界面333
10.3.1Cu-Zr-RE合金的设计与制备333
10.3.2Cu-Zr-RE合金的冷变形及热变形显微组织336
10.3.3Cu-Zr-RE合金的时效结构及沉淀相界面343
10.4氧化石墨烯掺杂电接触复合材料的表面与界面345
10.4.1GO/Al2O3-Cu/35W5Cr复合材料的设计与制备347
10.4.2GO/Al2O3-Cu/35W5Cr复合材料的电子结构分析347
10.4.3GO/Al2O3-Cu/35W5Cr复合材料的微观结构及强化相界面349
10.4.4GO/Al2O3-Cu/35W5Cr复合材料的电接触表面353
10.5真空开关用电接触复合材料的表面与界面354
10.5.1TiC/Cu-Al2O3复合材料的设计与制备354
10.5.2TiC/Cu-Al2O3的微观结构及强化相界面355
参考文献359
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| 內容試閱：
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航空航天技术、半导体信息产业、5G产业，以及薄膜材料、能源环境、化工催化和精密机械、智能装备、高速轨道交通装备等技术领域的发展，都离不开材料表面与界面科学与工程技术的发展。固体界面是指把两个紧密接触的固体分隔开来的若干原子层，界面的性能与界面两侧的固体材料的性能明显不同。而固体表面是一种简单的界面，它将固体与周围环境（如理想条件下的真空）隔离开来。工业领域材料的磨损、腐蚀与断裂失效无不从表面开始，因此材料表面微观结构与其原料加工、制备、服役与失效全寿命周期的物理、化学、物理化学交互作用行为密切相关。
表面工程技术是建立在表面（界面）科学基础之上，由材料、机械、物理、化学、电子等多学科相互复合、渗透而成的一门交叉学科，是在材料、电子信息、5G通信、机械、化工、能源、建筑、航空航天、交通等诸多领域得到广泛应用的工程技术之一。
近年来，随着科学技术的飞速发展，人们对材料在高温、高压、高速、高度自动化和苛刻工况下长期稳定运转的性能，尤其是材料的表面性能，如耐磨、耐蚀、耐热、电磁及光学等性能的要求不断提高，使得传统的材料表面改性技术及手段已无法满足需要；与此同时，人们也普遍希望通过对材料表面进行改性，以达到用普通材料替代昂贵材料之目的。因而，表面工程技术迅速成为一门极具研究和应用价值的学科，许多新的表面技术不断涌现，传统的表面技术不断得到改进、完善、交叉和复合，从而大大丰富和发展了原有的表面科学与表面工程学。
本书介绍了材料表面与界面科学的基础知识与主要的表面工程与分析技术，包括工业技术领域中的材料表面与界面、固体表面结构、金属表面电子结构、二维结晶学、固体表面性能、液体及其表面性质、固-液界面、气-固界面、固-固界面、表面工程技术与表面分析技术等；总结了笔者近年来在激光表面处理技术、高速热喷涂技术、化学气相沉积镀膜技术与化学镀膜技术、新型合金的表面与界面等领域取得的一些研究进展。
本书有关研究工作得到国家自然科学基金、原机械工业部机械工业技术发展基金、河南省科技开放合作项目等多项基金的资助。中国科学院金属研究所王胜刚研究员、河南科技大学王顺兴教授、刘素芹副教授、朱宏喜副教授、刘玉亮博士、殷婷实验师等，以及河南科技大学部分材料科学与工程学科硕士研究生、金属材料工程专业本科生参与了相关工作。相关工作还得到有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心、高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室、河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室、河南科技大学材料分析中心、河南省工程材料实验教学示范中心等科教平台的大力支持，在此表示衷心的感谢。
本书由田保红、张毅、刘勇和周孟等撰写。河南科技大学材料科学与工程学院任凤章教授参与了第9.2节的撰写，殷婷实验师参与了第8.8节的撰写，硕士研究生孙文宇参与了第10.1节的撰写，王冰洁参与了第10.2节的撰写，田卡、孙慧丽、李艳参与了第10.3节的撰写，张晓辉参与了第10.4节的撰写，杨志强参与了第10.5节的撰写。在本书撰写过程中参考了大量相关文献，引用了许多知名学者的成果，笔者在此表示衷心的感谢。限于笔者水平，难免存在疏漏与不当之处，敬请读者批评指正。
编者
2020年7月于河南科技大学
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