全新正版图解粉体和纳米材料978712118化学工业出版社

章 粉体及其质



1.1 粉体及其特殊能（1）——小粒径和高比表面积????????????????????????????????????????????? 2



1.1.1 常见粉体的尺寸和大小??????
???????????????????????????????2



1.1.2 粉粒越小比表面积越大????????????????????????????????????? 4



1.1.3 涂料粒子使光（色）漫反的原理????????????????????????? 6



1.1.4 粉碎成粉体后成形加工变得容易????????????????????????? 8



1.2 粉体及其特殊能（2）——高分散和易流动??????????????????????????????????????? ???10



1.2.1 粉体的流动化????????????????????????????????????????????????
10



1.2.2 粉体的流动模式?????????????????????????????????????????????
12



1.. 粉体的浮游——靠空气浮起来输运?????????????????? 14



1.2.4 地震中因低级液态化而引起的灾害????????????????????? 16



1.3 粉体及其特殊能（3）——低熔点和高化学活?? ????????????????????????????????????????18



1.3.1 颗粒做细，变得易燃、易于溶解????????????????????????? 18



1.3.2 的构造及粉体材料在其中的应用??????????????? 20



1.3.3 小麦筒仓发生粉尘的瞬间??????????????????????????? 22



1.3.4 复印装置（复印机）的工作原理??????????????????? 24



1.3.5 臭氧层孔洞的扩大与微粒子相关？ ??????????????????????26



书角茶桌



为什么夕阳是红色的，而天空是蔚蓝的？?????????????????????? 28







第2章 粉体参数如何测量



2.1 粉体的特及测定（1）——粒径和粒径分布的测定??????????????????????????????????????? 30



2.1.1 如何定义粉体的粒径????????????????????????????????????? 30



2.1.2 不同的测定方法适应不同的粒径范围???????????? ????32



2.1.3 粉体粒径及其计测方法?????????????????????????????????? 34



2.1.4 复杂的粒子形状可由形状指数表示??????????????????? 36



2.1.5 粒径分布如何表示???????????????????????????????????????? 38



2.1.6 纳米粒子大小的测量——微分型电迁移率分析仪(DMA) 和动态光散仪??????????????????????????????????
40



2.2 粉体的特及测定（2）——密度及比表面积的测定??????????????????????????????????????? 42



2.2.1 粒子密度的测定——比重瓶法和贝克曼比重计法?????????????????????? 42



2.2.2 比表面积的测定——透气法和吸附法???????????????? 44



. 粉体的特及测定（3）——折率和附着力的测定??????????????????????????????????????? 46



..1 粉体的折率及其测定?????????? ????????????????????????46



..2 粉体层的附着力和附着力的三个测试方法?????????? 48



.. 粒子的亲水与疏水及其测定?????????????????????? 50



书角茶桌



微小水滴构成的宏伟画作——?????????????????????????????? 52







第3章 粉体的制备与作


3.1 从上到下(top-down) 制备工艺——破碎和粉碎??????????????????????????????????????? ????????????????54



3.1.1 固体粉碎化技术的变迁——从石磨到气流粉碎机（jet mill）????????????????? 54



3.1.2 粉体越细继续粉碎越难?????????????????????????????????? 56



3.1.3 介质搅拌粉碎机??????????????????????????????????????????? 58



3.1.4 粉碎技术的分类及发展动态???????????????????????????? 60



3.1.5 新型粉碎技术简介???????????????????????????????????????? 62



3.2 分级和集尘——小粒径和高比表面积???????????????????????????? 64



3.2.1 振动筛和移动筛??????????????????????????????????????????? 64



3.2.2 干式分级机的工作原理?????????????????????????????????? 66



3.. 集尘率的定义和代表的集尘装置???????????????? ????68



3.2.4 布袋集尘器和电气集尘装置???????????????????????????? 70



3.3 混料及造粒——小粒径和高比表面积???????????????????????????? 72



3.3.1 代表的混料机??????????????????????????????????????????? 72



3.3.2 造粒及造粒的目的???????????????????????????????????????? 74



3.3.3 自足造粒?????????????
???????????????????????????????????????76



3.3.4 强制造粒????????????????????????????????????????????????????
78



3.4 输送及供给——小粒径和高比表面积???????????????????????????? 80



3.4.1 各种粉体输送机??????????????????????????????????????????? 80



3.4.2 各种粉体供给（加料）机?????????????? ?????????????????82



3.4.3 各种干式分散机??????????????????????????????????????????? 84



3.4.4 粉体微细化所表现的质??????????????????????????????? 86



3.5 从下到上(bottom-up)——非机械式粉体制作方法 ? ? ? ? ? ? 88



3.5.1 PVD法制作粉体??????????????????????????????? ???????????88



3.5.2 CVD法制作粉体?????????????????????????????????????????? 90



3.5.3 液相化学反应法制作粉体??????????????????????????????? 92



3.5.4 界面活剂法制作粉体?????????????????????????????????? 94



3.6 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善 ? ? ? ? ? ? 96



3.6.1 粉体的喷雾干燥??????????????????????????????????????????? 96



3.6.2 粉体颗粒附着、凝聚、固结的分类????????????????????? 98



3.6.3 利用界面反应生成球形粒子的机制?????????????????? 100



3.6.4 复合粒子的分类及其制作?????????????????????????????? 102



书角茶桌



沙尘暴和“核冬天” ? ? ? ?104







第4章 粉体的应用



4.1 日常生活用的粉体 ? ? ? 106



4.1.1 主妇的——日常生活中的粉体?????????????????? 106



4.1.2 食品、调味品中的粉体——绵白糖与砂糖的对比 ? ? ? ? ? ? ?108



4.1.3 粉体粒子的附着现象???????????????????????????????????? 110



4.1.4 古人用沙子制作的防盗墓机构???????????????????????? 112



4.2 粉体在高新技术中的应用?????????????????????????????????????????? 114



4.2.1 液晶显示器中的隔离子????????????????????????????????? 114



4.2.2 CMP用研磨剂????????????????????????????????????????????
116



4.. 粉体技术用于缓释物??????
????????????????????????118



4.2.4 粉体技术用于癌细胞分离?????????????????????????????? 120



书角茶桌



PM10和PM2.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 122







第5章 纳米材料和纳米技术



5.1 纳米概念及相关技术 ? ? ? ? ? ? ? 124



5.1.1 为什么“纳米”范围定义为1～100nm????????????? 124



5.1.2 纳米材料应用实例??????????????????????????????????????? 126



5.1.3 如何用光窥视纳米世界????????????????????????????????? 128



5.1.4 对原子、分子进行直接操作???????????????????????????? 130



5.1.5 集成电路芯片——高能产品的心脏????????? 132



5.1.6 纳米材料的制备方法 ? ? ? ? 134



5.2 纳米世界和纳米领域 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 136



5.2.1 纳米世界 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 136



5.2.2 包罗万象的纳米领域 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?138



5.. 纳米技术应用领域??????????????? ????????????????????????140



5.2.4 纳米技术之树?????????????????????????????????????????????
142



5.3 纳米技术的应用领域????????????????????????????????????????????????
144



5.3.1 纳米结构与纳米组织???????????????????????????????????? 144



5.3.2 半导体集成电路微细化有无极限？?????????????????? ?146



5.3.3 纳米光合作用和染料敏化太阳能电池??????????????? 148



5.3.4 在利用纳米技术的环境中容易实现化学反应?????? 150



5.3.5 干法成膜和湿法成膜技术（bottom-up方式）?????????????????????????????????????? 152



5.3.6 干法刻蚀和湿法刻蚀加工技术（top-down方式） ? ? ? ? ? 154



书角茶桌



纳米材料 ? ? ? ? ? 156







第6章 碳纳米管和石墨烯



6.1 碳纳米管的结构 ? ? ? ? ? ? ?158



6.1.1 的管状物质 ? ? 158



6.1.2 单层石墨片、富勒烯、碳纳米环和碳纳米螺旋管 ? ? ? ? ? 160



6.1.3 从单层石墨片卷成碳纳米管??????????????????????????? 162



6.1.4 单层和多层碳纳米管???????????????????????????????????? 164



6.2 碳纳米管的制作 ? ? ? ? ? ? 166



6.2.1 电弧法制作碳纳米管??????????????????????????? ?????????166



6.2.2 化学气相沉积等制作碳纳米管???????????????????????? 168



6.3 碳纳米管的质??????????????????????????????????????????????????????
170



6.3.1 碳纳米管优异的特???????????????????????????????????? 170



6.3.2 需要解决的特异问题——以碳纳米管三极管为例??????????????????????????? 172



6.4 碳纳米管的应用??????????????????????????????????????????????????????
174



6.4.1 试探应（1）——可能的应用领域????????????????? 174



6.4.2 试探应（2）——场发显示器（FED）????????? 176



6.4.3 试探应（3）——碳纳米管???????????????? 178



6.4.4 试探应（4）——使用碳纳米管的显示器?????? 180



6.5 石墨烯的结构和制作方法 ? ? ? ?182



6.5.1 何谓石墨烯 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?182



6.5.2 石墨烯的制作方法——“自上而下”的方式?????? 184



6.5.3 石墨烯的制作方法——“自下而上”的方式?????? 186



6.6 石墨烯的应用?????????????????????????????????????????????????????????
188



6.6.1 试探应（1）——产品的潜在用途??????????????? 188



6.6.2 试探应（2）——柔显示??????????????????????? 190



6.6.3 试探应（3）——石墨烯电容器和锂电池???????? 192



6.6.4 试探应（4）——石墨烯量子点光源??????????? 194



6.6.5 试探应（5）——石墨烯3D 打印????????????????? 196



书角茶桌



碳纳米管天梯 ? ? ? ? ? ? ?198







第7章 纳米材料的应用



7.1 在微及IC芯片制作中的应用 ? ? ? 202



7.1.1 利用纳米技术改变半导体的特 ? ? 202



7.1.2 MOS FET器件进一步微细化 ? ? ? ? ? 204



7.1.3 纳米技术引入集成电路制程 ? ? ? ? ? ? ? ?206



7.1.4 光刻胶的光化学反应 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 208



7.1.5 藉由STM探针预激活进行自组织化???????????????? 210



7.1.6 在晶圆表面制作纳米结构 ? ? ? ? ? ? ? ?212



7.1.7 单个离子注入法 ? ? ? ? ? ? 214



7.2 纳米生物自组装和纳米医疗 ? ? ? ? ? 216



7.2.1 自然界是纳米技术的宝库 ? ?216



7.2.2 纳米技术为生物医学产业插上腾飞的翅膀????????? 218



7.. 生物体中发挥重要作用的分子机械?????????????????? 220



7.2.4 在金刚石表面制作生物分子 ? ? ? ? 222



7.2.5 未来有可能利用生物纳米技术制作鸡蛋和雏鸡??? 224



7.2.6 藉由分子集合改变结构和质 ? ? ? 226



7.2.7 作为药物输送载体的高分子纳米胶态粒子????????? 228



7.2.8 利用高分子纳米胶态粒子实现DDS?????????????????? 0



7.3 在新材料和新能源领域的应用 ? ? ? ? ? ? ? ?2



7.3.1 原子和分子尺度的自组装 ? ? ? ? ? 2<

《图解粉体和纳米材料》是“名师讲科技前沿系列”中的一本，内容包括粉体及其质、粉体参数如何测量、粉体的制备与操作、粉体的应用、纳米材料和纳米技术、碳纳米管和石墨烯、纳米材料的应用7章。

针对入门者、应用者、研究开发者、决策者等多方面的需求，本书采用每章之下 “节节清”的论述方式，图文对照，并给出“本节重点”。力求做到深入浅出，通俗易懂；层次分明，思路清晰；内容丰富，重点突出；选材新颖，强调应用。使粉体和纳米材料的相关知识新起来、动起来、活起来。

本书可作为材料、机械、化工、物理、化学、能源、环境、建筑等专业学生参考书，对于相关行业的科技、工程技术人员，也有参考价值。

 

    本书作者为清华大学材料学院知名教授，采用图文并茂的形式，通过大量示意图配合简洁文字介绍了粉体材料和纳米材料的能与制备，以及其在医学和微领域的应用详加介绍，使读者对于纳米材料的质、能与应用之间的联系一目了然，可读强。