陶瓷組裝及連接技術

譯叢序譯者序前言
第1章跨尺度陶瓷組裝：技術、挑戰(zhàn)與機遇1.1引言1.2先進技術系統(tǒng)中的組裝問題1.2.1微電子和納米電子1.2.2能源1.2.3航空和地面運輸1.3跨領域和跨尺度組裝1.3.1宏觀組裝的科學與技術1.3.2發(fā)電裝置和器件制造中的組裝問題1.3.3納米尺度和生物系統(tǒng)的組裝問題第2章陶瓷組裝部件的先進釬焊技術2.1簡介2.2潤濕性、殘余應力和接頭可靠性2.3接頭設計2.4陶瓷基復合材料的連接2.4.1Si3N4TiN（質量分數(shù)為30%）的連接2.4.2SiC纖維增強硅硼酸鹽玻璃的連接2.4.3莫來石莫來石陶瓷基復合材料的連接2.5總結致謝參考文獻第3章核工業(yè)中陶瓷基復合材料的連接及組裝3.1簡介3.2國際熱核聚變實驗堆3.2.1陶瓷基復合材料的連接在ITER上的應用3.2.2為什么ITER中使用C/C復合材料3.2.3ITER中C/C復合材料連接的設計問題3.2.4ITER中C/C復合材料的連接技術3.2.5C/CCu接頭的力學性能測試3.2.6無損檢測3.2.7ITER中C/CCu界面熱沖擊和高熱流測試3.2.8歐洲聯(lián)合核聚變反應堆3.2.9JET中C/C復合材料的連接技術和設計問題3.2.10總結3.3ITER以外的聚變反應堆3.3.1為什么選擇SiC/SiC復合材料3.3.2SiC/SiC復合材料的連接材料和連接技術3.3.3連接的SiC/SiC材料特性3.4CMCs在先進裂變反應堆中的應用3.5總結致謝參考文獻網絡資源第4章大氣中釬焊：陶瓷陶瓷和陶瓷金屬連接的新方法4.1簡介4.2陶瓷釬焊的方法4.3空氣釬焊的概念4.4空氣釬焊釬料的設計：AgCuO體系4.4.1相平衡4.4.2基體的潤濕4.4.3接頭強度4.4.4推薦的空氣釬焊條件4.5AgCuO體系的成分改良4.5.1使用金屬Pd和Al進行合金化4.5.2使用金屬氧化物TiO2進行合金化4.5.3添加難熔顆粒4.6總結參考文獻第5章碳化硅陶瓷的擴散連接——復雜陶瓷構件的關鍵制造技術5.1簡介5.2實驗5.3結果與討論5.4總結致謝參考文獻第6章C/C復合材料金屬熱管理系統(tǒng)的組裝技術6.1簡介6.2用于熱管理的材料6.3C/C復合材料6.4碳和C/C復合材料與金屬的組裝6.4.1潤濕性6.4.2釬焊6.5接頭完整性、微觀組織和組成6.6CC復合材料/金屬接頭力學性能6.6.1接頭強度和斷口組織6.6.2顯微硬度6.7熱和熱機械方面的討論6.7.1熱膨脹失配及殘余應力6.7.2釬焊接頭導熱性6.8總結和未來前景參考文獻第7章連接和組裝過程中碳金屬體系間的相互作用7.1簡介7.2與碳不反應的金屬在石墨和金剛石表面的潤濕7.3第Ⅷ族金屬在石墨上的潤濕7.4與碳接觸的碳化物形成金屬7.5與碳不反應的熔體中添加碳化物形成金屬后在石墨上的潤濕7.6熔體潤濕固相時熱力學和界面活性的相互關系7.7含有反應和非反應金屬添加劑的Ⅷ族金屬熔體在石墨上的潤濕性7.8相圖、硬化后界面結構和潤濕等溫線類型的關系7.9高壓環(huán)境對金屬熔體在石墨和金剛石上潤濕的影響7.10總結參考文獻第8章陶瓷電路中鐵氧體及功率電感器件的組裝8.1簡介8.2器件物理8.3鐵氧體的合成8.4電磁特性8.5嵌入式功率電感器8.6多層陶瓷變壓器8.7總結致謝參考文獻第9章氧化物熱電發(fā)電裝置9.1簡介9.2熱電發(fā)電9.3氧化物熱電材料9.3.1P型氧化物9.3.2N型氧化物9.4器件工藝學9.4.1P型塊體材料9.4.2N型塊體材料9.5模塊9.5.1實驗過程9.5.2結果與討論9.6總結參考文獻第10章固體氧化物燃料電池（SOFC）及其他電化學發(fā)電裝置的組裝技術10.1簡介10.2電化學反應器的基礎10.2.1電化學活性10.2.2納米結構控制對電化學反應的影響10.2.3SOFC發(fā)展中電化學反應的控制及其應用10.2.4電極支撐的薄膜電解質的結構控制10.3SOFC及其相關研究與發(fā)展10.4微型SOFC的發(fā)展10.4.1研究背景10.4.2微管狀電池的制造10.4.3小型高性能微燃料電池束的發(fā)展10.4.4低溫SOFC的發(fā)展和緊湊型模塊的制造10.4.53D控制的微SOFC的發(fā)展：蜂窩狀電化學反應器10.5電化學DENOx反應器及清潔汽車技術的其他應用10.5.1高性能電化學反應器的發(fā)展10.5.2用于NOx/PM同時凈化的電化學反應器的發(fā)展參考文獻第11章傳感器組裝技術11.1簡介11.2微型點膠工藝11.2.1噴墨和點膠器11.2.23D直寫技術的適用性11.2.3陶瓷漿料的流變特性11.2.4漿料的流變性能11.2.5沉積速率的監(jiān)控11.3裝備制造11.3.1電爐型微型裝置11.3.2微型二氧化錫氣敏元件11.3.3采用噴注器的TE氣體傳感器元件11.3.4陶瓷觸媒的沉積11.4傳感器性能11.4.1觸媒的尺寸和厚度11.4.2陶瓷觸媒的穩(wěn)定長效性11.4.3熱電器件觸媒11.5總結參考文獻第12章功能復合材料和納米光子及光電子器件的芯片集成12.1單片集成電路12.1.1對接接頭生長12.1.2選區(qū)生長12.1.3偏移量子阱12.1.4量子阱混合12.1.5多步增長單片集成電路12.1.6表面鈍化和整平12.1.7通孔和溝道金屬互連12.2納米加工技術12.2.1光刻12.2.2掃描電子束光刻技術12.2.3SPL12.2.4連續(xù)圖形結構表面12.2.5并行表面圖形化12.2.6邊緣光刻12.2.7軟光刻技術12.3一般的自組裝技術12.3.1模板化的自組裝12.3.2化學輔助的組裝12.3.3干燥媒介（蒸發(fā)誘導）自組裝12.3.4磁、光或電導向的自組裝12.3.5分界面的自組裝12.3.6擇形自組裝12.4SAMs12.4.1SAMs基質類型12.4.2從氣體和液體裝配的機制12.4.3制備SAMs12.4.4SAMs在現(xiàn)有納米制造工業(yè)中的應用12.5納米晶體的組裝12.5.1外延生長自組織固態(tài)量子點12.5.2膠體量子點的自組裝12.5.3聚合物控制納米顆粒分布（根據(jù)聚合狀態(tài)）12.5.4自組裝形成的單分散納米晶體的二維和三維序列12.5.5在自組裝樣品上吸附半導體納米晶體的選擇性12.5.6Au納米晶體/DNA結合物12.5.7采用溶膠凝膠包容復合疏水性二氧化硅納米球12.5.8多尺度自組裝形成的分層冷光樣品12.5.9帶有有機和無機組件的混合納米復合材料的優(yōu)點12.6用直流電場形成納米棒陣列12.6.1納米棒陣列12.6.2電場中垂直導向超晶格納米棒組裝12.7使用DEP和光電鑷子（OETS）組裝納米結構12.7.1DEP12.7.2OET12.8納米切割：制備納米結構陣列的新方法12.8.1納米切割技術12.8.2使用圖形化的基板制造復雜的納米結構參考文獻第13章化學氣相沉積多功能復合熱障涂層13.1簡介13.2TBC過程13.3常規(guī)CVD法高速制造涂層13.4激光CVD法高速制造涂層13.5總結參考文獻第14章金屬互連界面的物理演變及可靠性14.1簡介14.2互邊失效概述14.2.1腐蝕14.2.2晶須形成14.2.3小丘形成14.2.4應力誘生空洞14.2.5電遷移14.3電遷移物理變化14.3.1尺寸效應下金屬電阻率的增加14.3.2阻擋層尺寸14.3.3擴散通道擴展的影響14.3.4驅動力的演變14.3.5電遷移失效統(tǒng)計學14.4釬焊接頭失效的物理變化14.5總結參考文獻第15章可調微波器件中鈦酸鍶鋇薄膜的集成15.1簡介15.2基于可調諧微波應用的BST器件制造工藝15.3BST:結構和性能15.3.1晶體結構15.3.2相變15.3.3極化15.3.4極化與頻率15.3.5電場對鐵電材料的影響15.3.6微觀結構和點缺陷化學15.4BST二極管技術15.5BST薄膜的沉積技術15.5.1CSD15.5.2PLD15.5.3RF磁控濺射15.5.4MOCVD15.6性能對BST薄膜的影響15.7內擴散解決方法：納米金剛石/Pt/BST結構15.8總結致謝參考文獻第16章氣溶膠沉積(AD)技術及其在微型器件組裝中的應用16.1簡介16.2AD法16.3室溫沖擊固化16.3.1室溫下陶瓷顆粒的固化16.3.2AD過程中沖擊顆粒速度和局部溫度的升高16.3.3AD過程陶瓷膜的致密化機制16.3.4運載氣體的影響16.4沉積特性和膜的圖形化16.4.1沉積率和原料粉末特性的影響16.4.2陶瓷層的圖形化特性16.5其他類似方法及與AD法的對比16.5.1基于固態(tài)顆粒碰撞的涂層工藝16.5.2AD法與其他方法的對比16.5.3AD膜的電性能16.6設備應用16.6.1用于抗等離子腐蝕工件的氧化釔AD膜16.6.2壓電器件中的應用16.6.3高頻裝置中的應用16.6.4光學設備中的應用16.7總結致謝參考文獻第17章先進納米組裝方法：圖案、定位及自組裝17.1簡介17.2陶瓷的納米組裝（NI）17.2.1金屬氧化物圖案的SAM預處理17.2.2非晶TiO2薄膜的LPP17.2.3采用種晶層的銳鈦礦型TiO2薄膜LPP17.2.4采用選點消除法的銳鈦礦型TiO2薄膜LPP17.2.5采用鈀催化劑的磁性顆粒薄膜的LPP17.2.6晶體ZnO的LPP和形態(tài)控制17.2.7氧化釔的LPP：Eu薄膜17.2.8總結17.3顆粒的納米組裝17.3.1液體中膠體晶體的圖案化17.3.2膠體晶體和二維陣列的干法圖案化17.3.3膠體晶體的圖案化以及雙溶液法球面組裝17.4總結參考文獻第18章新型器件及電路中納米線組裝：進展與挑戰(zhàn)18.1簡介18.2一維納米級建造模塊：合成和生長機制18.2.1合成方法18.2.2生長機制18.2.3一維半導體材料18.3結構性能表征以及二者的關系18.3.1對一維結構的研究18.3.2依賴于尺寸及形狀的物理性質18.4納米器件結構的開發(fā)18.4.1場效應晶體管器件制備18.4.2納米線元件集成為復雜的納米器件結構18.5總結致謝參考文獻第19章納米結構設計中類金剛石的組裝（類金剛石薄膜的微納制造）19.1微納機械器件基礎19.2DLC的性能和準備19.2.1DLC薄膜：制備19.2.2DLC薄膜：材料性能19.3DLC機械設備：制造和性能19.3.1圖案化生長提拉制備DLC微機械設備19.3.2通過聚焦離子束刻蝕技術制備DLC微納機械設備19.3.3FIB輔助CVD法制備DLC納米結構19.4DLC微納結構發(fā)展前景致謝參考文獻第20章一維陶瓷納米線的合成、性能、組裝及應用20.1簡介20.2垂直取向陶瓷納米結構合成方法20.2.1無模板輔助合成法20.2.2模板輔助法20.31D納米結構的特性20.3.1NCs20.3.2納米微粒和納米線的維度效應20.3.31D金屬氧化物的物理性質20.3.41D納米結構的機械特性20.4納米線的綜合應用與設備組裝20.4.1FET20.4.2光電器件20.4.3傳感器20.4.4納米發(fā)電機20.4.5太陽電池20.4.6燃料電池參考文獻第21章基于薄膜技術的納米組裝技術21.1簡介21.2納米結構的自發(fā)有序化21.3應用模板法與篩選法的自組織過程21.3.1VLS生長21.3.2圖案化技術21.3.3光刻和電子束刻蝕21.3.4納米光刻技術21.3.5納米線電子學21.4總結參考文獻第22章納米線規(guī)模化集成的發(fā)展及挑戰(zhàn)22.1簡介22.2納米線制造22.3納米線的排列和定位22.3.1微流體通道組裝22.3.2電泳組裝22.3.3朗繆爾布羅杰特組裝22.4納米線的互連22.4.1納米線連接方法22.4.2常用方法連接納米線的性能22.5橋接納米線22.5.1兩垂直平面間的納米橋接22.5.2兩水平面間的納米柱廊22.5.3橋接納米線的力學性能22.5.4橋接納米線的接觸性能22.6總結致謝參考文獻第23章微電子電氣互聯(lián)、電子封裝、系統(tǒng)集成中噴墨打印技術及納米材料的應用23.1簡介23.2印刷電子與噴墨印刷技術23.2.1印刷電子23.2.2噴墨印刷技術23.3納米顆粒及其在噴墨印刷技術中的應用23.3.1簡介23.3.2納米顆粒在噴墨打印技術中的應用23.3.3納米顆粒油墨的噴墨印刷要求23.3.4噴墨印刷油墨的未來發(fā)展趨勢23.4噴墨印刷在微電子領域的應用23.4.1電子產品的噴墨印刷技術23.4.2微電子技術的應用23.4.3噴墨印刷技術面臨的挑戰(zhàn)23.4.4電子產品生產中的激光燒結與對流爐燒結23.5可印刷電子技術的環(huán)境因素23.5.1簡介23.5.2噴墨印刷面臨的環(huán)境問題23.5.3噴墨印刷的環(huán)保優(yōu)勢23.5.4從環(huán)保的角度選擇材料23.5.5噴墨打印的總體環(huán)境效率23.6總結參考文獻第24章人工器官的生物組裝24.1簡介24.2骨骼的組織24.3用于人工關節(jié)的陶瓷24.4用于骨骼替代物的陶瓷24.5生物活性陶瓷與活體骨骼的生物組裝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團24.5.3生物活性金屬24.5.4生物活性陶瓷聚合物復合材料24.5.5生物活性無機有機復合裝置24.5.6生物活性水泥24.6總結參考文獻