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

2.4.1 Si3N4-TiN（质量分数为30％）的连接

2.4.2 SiC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

3.2.3 ITER中C/C复合材料连接的设计问题

3.2.4 ITER中C/C复合材料的连接技术

3.2.5 C/C-Cu接头的力学性能测试

3.2.6 无损检测

3.2.7 ITER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

3.2.9 JET中C/C复合材料的连接技术和设计问题

3.2.10 总结

3.3 ITER以外的聚变反应堆

3.3.1 为什么选择SiC/SiC复合材料

3.3.2 SiC/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

3.4 CMCs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

4.5 Ag-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

6.3 C/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

6.6 C-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

9.3.1 P型氧化物

9.3.2 N型氧化物

9.4 器件工艺学

9.4.1 P型块体材料

9.4.2 N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

10.2.3 SOFC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

10.3 SOFC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

10.4.5 3D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

11.2.2 3D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

12.2.3 SPL

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

12.4 SAMs

12.4.1 SAMs基质类型

12.4.2 从气体和液体装配的机制

12.4.3 制备SAMs

12.4.4 SAMs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

12.5.6 Au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

12.7.1 DEP

12.7.2 OETs

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

13.2 TBC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

15.3 BST：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

15.4 BST二极管技术

15.5 BST薄膜的沉积技术

15.5.1 CSD

15.5.2 PLD

15.5.3 RF磁控溅射

15.5.4 MOCVD

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

16.2 AD法

16.3 室温冲击固化

16.3.1 室温下陶瓷颗粒的固化

16.3.2 AD过程中冲击颗粒速度和局部温度的升高

16.3.3 AD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

16.5.2 AD法与其他方法的对比

16.5.3 AD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

19.2 DLC的性能和准备

19.2.1 DLC薄膜：制备

19.2.2 DLC薄膜：材料性能

19.3 DLC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

19.3.3 FIB辅助CVD法制备DLC纳米结构

19.4 DLC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

20.3 1D纳米结构的特性

20.3.1 NCs

20.3.2 纳米微粒和纳米线的维度效应

20.3.3 1D金属氧化物的物理性质

20.3.4 1D纳米结构的机械特性

20.4 纳米线的综合应用与设备组装

20.4.1 FET

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

21.3.1 VLS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