陶瓷组装及连接技术

目录

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1Si3N4TiN（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/CCu接头的力学性能测试

326无损检测

327ITER中C/CCu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：AgCuO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5AgCuO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6CC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DENOx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