本书从宏观到纳米尺度介绍了陶瓷组装及连接技术。不仅全面地介绍了陶瓷组装及连接结构、界面、应力等方面的基础理论、连接原则，而且从航空航天、核能和热电能源、微机电系统、固体氧化物燃料电池、多芯片组件以及纳米生物等不同领域，对于目前实际应用过程中的陶瓷先进组装及连接技术及其面临的挑战进行了系统的介绍。本书介绍了陶瓷组装及连接的前沿技术，具有先进性。本书是目前为全面、系统的介绍陶瓷组装、连接技术及其应用方面的著作，内容丰富实用。
本书可作为陶瓷工程技术人员与研究人员的参考书，也可作为材料科学与工程、机械工程、电气和电子工程等专业的本科生和研究生的参考书。
适读人群 ：陶瓷工程技术人员与研究人员，相关专业的本科生和研究生。
1）本书由美国陶瓷学会组织编写，作者均为陶瓷组装及连接技术领域的著名专家。
2）本书涵盖了陶瓷组装及连接的先进工程设计数据、案例及实践，实现了理论与工程应用的完美结合，可以满足相关工程技术与科研人员的实际需求。
3）本书揭示了陶瓷组装与连接从宏观至微观多尺度的关键技术问题。
Mrityunjay Singh，博士，世界陶瓷科学院院士，美国陶瓷学会会士，美国材料学会会士，美国科学促进会会士，NASA Glenn研究中心俄亥俄航空材料研究所首席科学家，Acta Materialia公司主管。其研究领域涉及材料的制备与加工、连接与组装技术。已发表了230多篇学术论文，撰写或编辑了42本著作和杂志，拥有多项发明专利并实现转化应用，获得了40余项的国内外奖励，包括4个R&D 100大奖、NASA公共服务奖和NASA特殊空间法案奖。在NASA公共服务、外太空开发等方面均做出了突出贡献。
Tatsuki Ohji，博士，世界陶瓷科学院院士，美国陶瓷学会会士，日本国家先进工业科学技术研究所（AIST）高级科学家，Acta Materialia公司主管以及多个国际期刊的编委。研究领域包括陶瓷、陶瓷基复合材料、多孔材料、先进陶瓷设计和绿色陶瓷加工工艺等。已发表了320余篇学术论文，并撰写了9本著作，拥有40多项发明专利。
Rajiv Asthana，博士，美国材料学会会士，威斯康星-斯托特大学教授，从事制造工程和技术研究。研究领域涉及陶瓷/金属连接、金属的高温毛细填充及其复合材料的制备工作。已发表了150篇学术论文，并撰写了4本著作。现任Journal of Materials Engineering & Performance杂志副主编，多个杂志的编委和客座编辑。
Sanjay Mathur，博士，德国科隆大学无机化学研究所教授，萨尔兰大学洪堡学者，萨尔兰大学荣誉教授。主要从事纳米功能材料的化学合成及应用方面的技术研究。已发表了150余篇论文，撰写了1本著作，并拥有多项发明专利。现任Journal of Applied Ceramic Technology 和Nanomaterials杂志副主编。
译丛序
译者序
前言
第1章跨尺度陶瓷组装：技术、挑战与机遇
1.1引言
1.2先进技术系统中的组装问题
1.2.1微电子和纳米电子
1.2.2能源
1.2.3航空和地面运输
1.3跨领域和跨尺度组装
1.3.1宏观组装的科学与技术
1.3.2发电装置和器件制造中的组装问题
1.3.3纳米尺度和生物系统的组装问题
第2章陶瓷组装部件的先进钎焊技术
2.1简介
2.2润湿性、残余应力和接头可靠性
2.3接头设计
2.4陶瓷基复合材料的连接
2.4.1Si3N4TiN（质量分数为30%）的连接
2.4.2SiC纤维增强硅硼酸盐玻璃的连接
2.4.3莫来石莫来石陶瓷基复合材料的连接
2.5总结
致谢
参考文献
第3章核工业中陶瓷基复合材料的连接及组装
3.1简介
3.2国际热核聚变实验堆
3.2.1陶瓷基复合材料的连接在ITER上的应用
3.2.2为什么ITER中使用C/C复合材料
3.2.3ITER中C/C复合材料连接的设计问题
3.2.4ITER中C/C复合材料的连接技术
3.2.5C/CCu接头的力学性能测试
3.2.6无损检测
3.2.7ITER中C/CCu界面热冲击和高热流测试
3.2.8欧洲联合核聚变反应堆
3.2.9JET中C/C复合材料的连接技术和设计问题
3.2.10总结
3.3ITER以外的聚变反应堆
3.3.1为什么选择SiC/SiC复合材料
3.3.2SiC/SiC复合材料的连接材料和连接技术
3.3.3连接的SiC/SiC材料特性
3.4CMCs在先进裂变反应堆中的应用
3.5总结
致谢
参考文献
网络资源
第4章大气中钎焊：陶瓷陶瓷和陶瓷金属连接的新方法
4.1简介
4.2陶瓷钎焊的方法
4.3空气钎焊的概念
4.4空气钎焊钎料的设计：AgCuO体系
4.4.1相平衡
4.4.2基体的润湿
4.4.3接头强度
4.4.4推荐的空气钎焊条件
4.5AgCuO体系的成分改良
4.5.1使用金属Pd和Al进行合金化
4.5.2使用金属氧化物TiO2进行合金化
4.5.3添加难熔颗粒
4.6总结
参考文献
第5章碳化硅陶瓷的扩散连接——复杂陶瓷构件的关键制造技术
5.1简介
5.2实验
5.3结果与讨论
5.4总结
致谢
参考文献
第6章C/C复合材料金属热管理系统的组装技术
6.1简介
6.2用于热管理的材料
6.3C/C复合材料
6.4碳和C/C复合材料与金属的组装
6.4.1润湿性
6.4.2钎焊
6.5接头完整性、微观组织和组成
6.6CC复合材料/金属接头力学性能
6.6.1接头强度和断口组织
6.6.2显微硬度
6.7热和热机械方面的讨论
6.7.1热膨胀失配及残余应力
6.7.2钎焊接头导热性
6.8总结和未来前景
参考文献
第7章连接和组装过程中碳金属体系间的相互作用
7.1简介
7.2与碳不反应的金属在石墨和金刚石表面的润湿
7.3第Ⅷ族金属在石墨上的润湿
7.4与碳接触的碳化物形成金属
7.5与碳不反应的熔体中添加碳化物形成金属后在石墨上的润湿
7.6熔体润湿固相时热力学和界面活性的相互关系
7.7含有反应和非反应金属添加剂的Ⅷ族金属熔体在石墨上的润湿性
7.8相图、硬化后界面结构和润湿等温线类型的关系
7.9高压环境对金属熔体在石墨和金刚石上润湿的影响
7.10总结
参考文献
第8章陶瓷电路中铁氧体及功率电感器件的组装
8.1简介
8.2器件物理
8.3铁氧体的合成
8.4电磁特性
8.5嵌入式功率电感器
8.6多层陶瓷变压器
8.7总结
致谢
参考文献
第9章氧化物热电发电装置
9.1简介
9.2热电发电
9.3氧化物热电材料
9.3.1P型氧化物
9.3.2N型氧化物
9.4器件工艺学
9.4.1P型块体材料
9.4.2N型块体材料
9.5模块
9.5.1实验过程
9.5.2结果与讨论
9.6总结
参考文献
第10章固体氧化物燃料电池（SOFC）及其他电化学发电装置的组装技术
10.1简介
10.2电化学反应器的基础
10.2.1电化学活性
10.2.2纳米结构控制对电化学反应的影响
10.2.3SOFC发展中电化学反应的控制及其应用
10.2.4电极支撑的薄膜电解质的结构控制
10.3SOFC及其相关研究与发展
10.4微型SOFC的发展
10.4.1研究背景
10.4.2微管状电池的制造
10.4.3小型高性能微燃料电池束的发展
10.4.4低温SOFC的发展和紧凑型模块的制造
10.4.53D控制的微SOFC的发展：蜂窝状电化学反应器
10.5电化学DENOx反应器及清洁汽车技术的其他应用
10.5.1高性能电化学反应器的发展
10.5.2用于NOx/PM同时净化的电化学反应器的发展
参考文献
第11章传感器组装技术
11.1简介
11.2微型点胶工艺
11.2.1喷墨和点胶器
11.2.23D直写技术的适用性
11.2.3陶瓷浆料的流变特性
11.2.4浆料的流变性能
11.2.5沉积速率的监控
11.3装备制造
11.3.1电炉型微型装置
11.3.2微型二氧化锡气敏元件
11.3.3采用喷注器的TE气体传感器元件
11.3.4陶瓷触媒的沉积
11.4传感器性能
11.4.1触媒的尺寸和厚度
11.4.2陶瓷触媒的稳定长效性
11.4.3热电器件触媒
11.5总结
参考文献
第12章功能复合材料和纳米光子及光电子器件的芯片集成
12.1单片集成电路
12.1.1对接接头生长
12.1.2选区生长
12.1.3偏移量子阱
12.1.4量子阱混合
12.1.5多步增长单片集成电路
12.1.6表面钝化和整平
12.1.7通孔和沟道金属互连
12.2纳米加工技术
12.2.1光刻
12.2.2扫描电子束光刻技术
12.2.3SPL
12.2.4连续图形结构表面
12.2.5并行表面图形化
12.2.6边缘光刻
12.2.7软光刻技术
12.3一般的自组装技术
12.3.1模板化的自组装
12.3.2化学辅助的组装
12.3.3干燥媒介（蒸发诱导）自组装
12.3.4磁、光或电导向的自组装
12.3.5分界面的自组装
12.3.6择形自组装
12.4SAMs
12.4.1SAMs基质类型
12.4.2从气体和液体装配的机制
12.4.3制备SAMs
12.4.4SAMs在现有纳米制造工业中的应用
12.5纳米晶体的组装
12.5.1外延生长自组织固态量子点
12.5.2胶体量子点的自组装
12.5.3聚合物控制纳米颗粒分布（根据聚合状态）
12.5.4自组装形成的单分散纳米晶体的二维和三维序列
12.5.5在自组装样品上吸附半导体纳米晶体的选择性
12.5.6Au纳米晶体/DNA结合物
12.5.7采用溶胶凝胶包容复合疏水性二氧化硅纳米球
12.5.8多尺度自组装形成的分层冷光样品
12.5.9带有有机和无机组件的混合纳米复合材料的优点
12.6用直流电场形成纳米棒阵列
12.6.1纳米棒阵列
12.6.2电场中垂直导向超晶格纳米棒组装
12.7使用DEP和光电镊子（OETS）组装纳米结构
12.7.1DEP
12.7.2OET
12.8纳米切割：制备纳米结构阵列的新方法
12.8.1纳米切割技术
12.8.2使用图形化的基板制造复杂的纳米结构
参考文献
第13章化学气相沉积多功能复合热障涂层
13.1简介
13.2TBC过程
13.3常规CVD法高速制造涂层
13.4激光CVD法高速制造涂层
13.5总结
参考文献
第14章金属互连界面的物理演变及可靠性
14.1简介
14.2互边失效概述
14.2.1腐蚀
14.2.2晶须形成
14.2.3小丘形成
14.2.4应力诱生空洞
14.2.5电迁移
14.3电迁移物理变化
14.3.1尺寸效应下金属电阻率的增加
14.3.2阻挡层尺寸
14.3.3扩散通道扩展的影响
14.3.4驱动力的演变
14.3.5电迁移失效统计学
14.4钎焊接头失效的物理变化
14.5总结
参考文献
第15章可调微波器件中钛酸锶钡薄膜的集成
15.1简介
15.2基于可调谐微波应用的BST器件制造工艺
15.3BST:结构和性能
15.3.1晶体结构
15.3.2相变
15.3.3极化
15.3.4极化与频率
15.3.5电场对铁电材料的影响
15.3.6微观结构和点缺陷化学
15.4BST二极管技术
15.5BST薄膜的沉积技术
15.5.1CSD
15.5.2PLD
15.5.3RF磁控溅射
15.5.4MOCVD
15.6性能对BST薄膜的影响
15.7内扩散解决方法：纳米金刚石/Pt/BST结构
15.8总结
致谢
参考文献
第16章气溶胶沉积(AD)技术及其在微型器件组装中的应用
16.1简介
16.2AD法
16.3室温冲击固化
16.3.1室温下陶瓷颗粒的固化
16.3.2AD过程中冲击颗粒速度和局部温度的升高
16.3.3AD过程陶瓷膜的致密化机制
16.3.4运载气体的影响
16.4沉积特性和膜的图形化
16.4.1沉积率和原料粉末特性的影响
16.4.2陶瓷层的图形化特性
16.5其他类似方法及与AD法的对比
16.5.1基于固态颗粒碰撞的涂层工艺
16.5.2AD法与其他方法的对比
16.5.3AD膜的电性能
16.6设备应用
16.6.1用于抗等离子腐蚀工件的氧化钇AD膜
16.6.2压电器件中的应用
16.6.3高频装置中的应用
16.6.4光学设备中的应用
16.7总结
致谢
参考文献
第17章先进纳米组装方法：图案、定位及自组装
17.1简介
17.2陶瓷的纳米组装（NI）
17.2.1金属氧化物图案的SAM预处理
17.2.2非晶TiO2薄膜的LPP
17.2.3采用种晶层的锐钛矿型TiO2薄膜LPP
17.2.4采用选点消除法的锐钛矿型TiO2薄膜LPP
17.2.5采用钯催化剂的磁性颗粒薄膜的LPP
17.2.6晶体ZnO的LPP和形态控制
17.2.7氧化钇的LPP：Eu薄膜
17.2.8总结
17.3颗粒的纳米组装
17.3.1液体中胶体晶体的图案化
17.3.2胶体晶体和二维阵列的干法图案化
17.3.3胶体晶体的图案化以及双溶液法球面组装
17.4总结
参考文献
第18章新型器件及电路中纳米线组装：进展与挑战
18.1简介
18.2一维纳米级建造模块：合成和生长机制
18.2.1合成方法
18.2.2生长机制
18.2.3一维半导体材料
18.3结构性能表征以及二者的关系
18.3.1对一维结构的研究
18.3.2依赖于尺寸及形状的物理性质
18.4纳米器件结构的开发
18.4.1场效应晶体管器件制备
18.4.2纳米线元件集成为复杂的纳米器件结构
18.5总结
致谢
参考文献
第19章纳米结构设计中类金刚石的组装（类金刚石薄膜的微纳制造）
19.1微纳机械器件基础
19.2DLC的性能和准备
19.2.1DLC薄膜：制备
19.2.2DLC薄膜：材料性能
19.3DLC机械设备：制造和性能
19.3.1图案化生长提拉制备DLC微机械设备
19.3.2通过聚焦离子束刻蚀技术制备DLC微纳机械设备
19.3.3FIB辅助CVD法制备DLC纳米结构
19.4DLC微纳结构发展前景
致谢
参考文献
第20章一维陶瓷纳米线的合成、性能、组装及应用
20.1简介
20.2垂直取向陶瓷纳米结构合成方法
20.2.1无模板辅助合成法
20.2.2模板辅助法
20.31D纳米结构的特性
20.3.1NCs
20.3.2纳米微粒和纳米线的维度效应
20.3.31D金属氧化物的物理性质
20.3.41D纳米结构的机械特性
20.4纳米线的综合应用与设备组装
20.4.1FET
20.4.2光电器件
20.4.3传感器
20.4.4纳米发电机
20.4.5太阳电池
20.4.6燃料电池
参考文献
第21章基于薄膜技术的纳米组装技术
21.1简介
21.2纳米结构的自发有序化
21.3应用模板法与筛选法的自组织过程
21.3.1VLS生长
21.3.2图案化技术
21.3.3光刻和电子束刻蚀
21.3.4纳米光刻技术
21.3.5纳米线电子学
21.4总结
参考文献
第22章纳米线规模化集成的发展及挑战
22.1简介
22.2纳米线制造
22.3纳米线的排列和定位
22.3.1微流体通道组装
22.3.2电泳组装
22.3.3朗缪尔布罗杰特组装
22.4纳米线的互连
22.4.1纳米线连接方法
22.4.2常用方法连接纳米线的性能
22.5桥接纳米线
22.5.1两垂直平面间的纳米桥接
22.5.2两水平面间的纳米柱廊
22.5.3桥接纳米线的力学性能
22.5.4桥接纳米线的接触性能
22.6总结
致谢
参考文献
第23章微电子电气互联、电子封装、系统集成中喷墨打印技术及纳米材料的
应用
23.1简介
23.2印刷电子与喷墨印刷技术
23.2.1印刷电子
23.2.2喷墨印刷技术
23.3纳米颗粒及其在喷墨印刷技术中的应用
23.3.1简介
23.3.2纳米颗粒在喷墨打印技术中的应用
23.3.3纳米颗粒油墨的喷墨印刷要求
23.3.4喷墨印刷油墨的未来发展趋势
23.4喷墨印刷在微电子领域的应用
23.4.1电子产品的喷墨印刷技术
23.4.2微电子技术的应用
23.4.3喷墨印刷技术面临的挑战
23.4.4电子产品生产中的激光烧结与对流炉烧结
23.5可印刷电子技术的环境因素
23.5.1简介
23.5.2喷墨印刷面临的环境问题
23.5.3喷墨印刷的环保优势
23.5.4从环保的角度选择材料
23.5.5喷墨打印的总体环境效率
23.6总结
参考文献
第24章人工器官的生物组装
24.1简介
24.2骨骼的组织
24.3用于人工关节的陶瓷
24.4用于骨骼替代物的陶瓷
24.5生物活性陶瓷与活体骨骼的生物组装
24.5.1人工材料形成磷灰石的要求
24.5.2磷灰石形核的有效官能团
24.5.3生物活性金属
24.5.4生物活性陶瓷聚合物复合材料
24.5.5生物活性无机有机复合装置
24.5.6生物活性水泥
24.6总结
参考文献
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