目錄
叢書序
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 材料高通量實驗技術的發(fā)展 2
1.3 材料高通量實驗方法的分類 4
1.3.1 材料高通量制備方法的分類 5
1.3.2 材料高通量表征技術的分類 6
1.4 材料高通量實驗中的人工智能與數(shù)據(jù)技術 8
參考文獻 12
第2章 塊體材料的高通量制備技術 17
2.1 概述 17
2.2 擴散偶技術制備連續(xù)梯度成分塊體材料 18
2.3 晶體生長法制備連續(xù)梯度成分塊體材料 29
2.3.1 丘克拉斯基晶體生長法 29
2.3.2 布里奇曼晶體生長法 32
2.3.3 區(qū)熔晶體生長法 35
2.4 沉降原子法制備連續(xù)梯度成分塊體材料 38
2.5 多坩堝熔煉技術制備分立成分塊體材料 40
2.6 微波燒結高通量塊體材料的制備 45
2.7 增材制造高通量塊體材料的制備 48
參考文獻 53
第3章 薄膜材料的高通量制備技術 56
3.1 概述 56
3.2 薄膜生長技術的原理及分類 56
3.2.1 蒸發(fā)鍍膜技術 57
3.2.2 濺射鍍膜技術 58
3.2.3 脈沖激光沉積技術 61
3.2.4 分子束外延技術 63
3.3 共沉積法制備高通量薄膜材料樣品庫 65
3.3.1 共沉積薄膜的一般方法 65
3.3.2 脈沖激光共沉積制備連續(xù)梯度成分薄膜材料樣品庫 67
3.3.3 組合脈沖激光共沉積制備連續(xù)梯度成分薄膜材料樣品庫 70
3.3.4 磁控濺射共沉淀制備連續(xù)梯度成分薄膜材料樣品庫 75
3.3.5 多羽流脈沖激光共沉淀制備連續(xù)梯度成分薄膜材料樣品庫 76
3.4 連續(xù)掩模法制備高通量薄膜材料樣品庫 78
3.4.1 連續(xù)掩模的一般方法 78
3.4.2 連續(xù)掩模脈沖激光制備連續(xù)梯度成分薄膜材料樣品庫 82
3.4.3 連續(xù)掩模激光分子束外延制備連續(xù)梯度成分薄膜材料樣品庫 84
3.4.4 連續(xù)掩模磁控濺射制備連續(xù)梯度成分薄膜材料樣品庫 87
3.5 分立掩模法制備高通量薄膜材料樣品庫 91
3.5.1 分立掩模的一般方法 91
3.5.2 分立掩模磁控濺射制備分立成分薄膜材料樣品庫 96
3.5.3 組合掩模磁控濺射制備分立成分薄膜材料樣品庫 97
參考文獻 100
第4章 粉體材料的高通量制備技術 102
4.1 概述 102
4.2 粉體材料高通量制備的一般原理與方法 102
4.3 共沉淀法粉體材料高通量制備技術 104
4.3.1 共沉淀法的一般原理 104
4.3.2 共沉淀法制備乙烯氧化脫氫反應氧化物粉體催化材料樣品庫 105
4.3.3 共沉淀法制備五元合金催化材料樣品庫及高效篩選 106
4.4 水熱法粉體材料高通量制備技術 108
4.4.1 水熱法的一般原理 108
4.4.2 水熱法合成高通量微納粉體催化材料樣品庫 109
4.4.3 超臨界水熱法高通量連續(xù)合成氧化物粉體材料樣品庫 112
4.5 噴墨打印法粉體材料高通量制備技術 114
4.5.1 噴墨打印法的一般原理 114
4.5.2 噴墨打印制備高通量金屬氧化物介孔催化材料樣品庫 115
4.5.3 基于金屬鹽為前驅體的噴墨打印高通量金屬氧化物光催化材料樣品庫 118
4.6 微流控法粉體材料高通量制備技術 120
4.6.1 微流控法的一般原理 120
4.6.2 基于微陣列技術的普魯士藍類金屬有機骨架化合物的高通量合成 121
4.6.3 基于微陣列技術的納米金屬與復合氧化物顆粒材料的高通量合成 124
4.6.4 基于微陣列技術的微單晶顆粒材料的高通量合成 125
4.7 組合電化學粉體材料高通量制備技術 129
4.7.1 組合電化學法的一般原理 129
4.7.2 組合電化學沉積法合成金屬氧化物光催化材料樣品庫 129
4.7.3 組合電化學沉積法制備多孔氧化鋁陣列樣品庫 130
4.8 溶膠-凝膠法粉體材料高通量制備技術 132
4.8.1 溶膠-凝膠法的一般原理 132
4.8.2 溶膠-凝膠法并行合成高通量光催化材料樣品庫 132
4.8.3 溶膠-凝膠法并行合成高通量微納粉體熒光材料樣品庫 134
4.9 溶液燃燒法粉體材料高通量制備技術 138
4.9.1 溶液燃燒法的一般原理 138
4.9.2 溶液燃燒并行合成高通量熒光材料樣品庫 138
4.9.3 電場輔助燃燒合成高通量陶瓷粉體材料樣品庫 140
參考文獻 141
第5章 材料組分與性能的高通量表征技術 145
5.1 概述 145
5.2 材料高通量電學表征技術 146
5.2.1 材料高通量電學表征技術簡介 146
5.2.2 探針式微橋高通量快速電輸運表征 149
5.2.3 導電型原子力顯微鏡高通量材料表征 151
5.3 材料高通量磁學表征技術 156
5.3.1 材料高通量磁學表征技術簡介 156
5.3.2 超導量子干涉磁力顯微鏡高通量磁性能表征 157
5.3.3 基于場掃描鐵磁共振譜的高通量磁性能表征 158
5.3.4 基于磁光克爾技術的高通量磁性能表征 160
5.4 材料高通量力學表征技術 161
5.4.1 材料高通量力學表征技術簡介 161
5.4.2 基于納米壓痕技術的材料應變性能高通量表征 162
5.4.3 高通量拉伸實驗表征及材料小概率斷裂行為的統(tǒng)計預測 166
5.5 材料高通量熱學表征技術 170
5.5.1 材料高通量熱學表征技術簡介 170
5.5.2 組合微納掃描量熱技術 171
5.5.3 時域熱反射表征技術 175
5.5.4 掃描熱顯微鏡技術 178
5.5.5 紅外熱成像并行表征技術 181
5.6 材料高通量光學表征技術 184
5.6.1 材料高通量光學表征技術簡介 184
5.6.2 光學成像表征技術 185
5.6.3 熒光表征技術 186
5.6.4 催化材料的熒光并行表征技術 188
5.7 材料高通量表征中的化學方法 194
5.7.1 多通道電化學反應池平行表征技術 194
5.7.2 串行質譜表征技術 196
5.7.3 掃描電化學顯微鏡技術 201
5.7.4 掃描液滴電池技術 202
參考文獻 203
第6章 高通量X射線衍射表征技術 210
6.1 概述 210
6.2 樣品臺高通量技術 212
6.2.1 機械臂自動換樣系統(tǒng) 212
6.2.2 高通量透射模式樣品臺 212
6.2.3 高通量反射模式樣品臺 214
6.2.4 帶氣氛保護裝置的高通量樣品臺 215
6.2.5 高通量樣品臺的應用實例 217
6.3 實驗室X射線光源高通量技術 221
6.3.1 液態(tài)金屬靶 221
6.3.2 金剛石復合靶 225
6.3.3 X射線光源高通量技術的應用實例 227
6.4 X射線聚焦光學器件 230
6.4.1 G？bel鏡 231
6.4.2 Kirkpatrick-Baez鏡 232
6.4.3 Montel鏡 232
6.4.4 毛細管聚焦光學器件 233
6.4.5 聚焦光學器件的應用實例 234
6.5 探測器高通量技術 236
6.5.1 成像板探測器 236
6.5.2 CCD探測器 237
6.5.3 混合光子計數(shù)探測器 239
6.5.4 高通量探測器的發(fā)展 241
6.5.5 高通量探測器的應用實例 242
6.6 白光高通量技術 243
6.6.1 單色衍射技術 243
6.6.2 白光勞厄衍射技術 244
6.6.3 白光衍射技術的應用實例 244
6.7 X射線熒光高通量成分表征技術 246
6.7.1 X射線熒光高通量成分表征簡介 246
6.7.2 X射線熒光高通量成分表征的應用實例 247
參考文獻 247
第7章 材料電子顯微鏡高通量表征技術 249
7.1 概述 249
7.2 掃描電鏡高通量表征 249
7.2.1 掃描電鏡的基本原理 249
7.2.2 掃描電鏡的試樣制備方法 251
7.2.3 高通量掃描電鏡技術—多束掃描電鏡 251
7.2.4 多束掃描電鏡技術在材料高通量表征中的應用 255
7.3 透射電鏡電子衍射高通量表征 257
7.3.1 透射電鏡電子衍射的基本原理 257
7.3.2 透射電鏡的試樣制備方法 258
7.3.3 透射電鏡高通量表征技術 258
7.4 透射電鏡洛倫茲成像材料高通量表征 261
7.4.1 透射電鏡洛倫茲成像原理 261
7.4.2 透射電鏡洛倫茲成像在材料高通量表征中的應用 262
7.5 透射電鏡電子全息術材料高通量表征 265
7.5.1 透射電鏡電子全息術的基本原理 265
7.5.2 透射電鏡電子全息術在材料高通量表征中的應用 266
7.6 能量色散X射線譜分析材料高通量表征 273
7.6.1 能量色散X射線譜儀的基本原理 273
7.6.2 能量色散X射線譜儀在材料高通量表征中的應用 274
7.7 掃描透射電子顯微術材料高通量表征 278
7.7.1 掃描透射電子顯微術的基本原理 278
7.7.2 掃描透射電子顯微術在材料高通量表征中的應用 280
7.8 電子能量損失譜高通量表征 282
7.8.1 電子能量損失譜簡介 282
7.8.2 電子能量損失譜在材料高通量表征中的應用 283
7.9 電子探針微區(qū)分析材料高通量成分表征 286
參考文獻 288
第8章 材料高通量實驗中的人工智能方法 292
8.1 概述 292
8.2 材料高通量實驗中的機器學習方法 294
8.2.1 機器學習方法簡介 294
8.2.2 材料高通量實驗中的常用機器學習方法 298
8.2.3 材料高通量實驗中的深度學習方法 306
8.3 大模型在材料高通量實驗中的應用 316
8.3.1 大模型的一般概念 316
8.3.2 常用的大模型在材料高通量實驗中的應用 318
8.4 材料AI機器人智能化自主高通量實驗技術 324
8.4.1 材料智能化自主實驗技術概述 324
8.4.2 材料智能化自主實驗技術的若干應用實例 326
參考文獻 337