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電化學工程應用

電化學工程應用

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9789577633873
吳永富
五南
2019年4月25日
250.00  元
HK$ 237.5
省下 $12.5
 
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ISBN:9789577633873
  • 規格:平裝 / 592頁 / 19 x 26 x 2.96 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣


  • 專業/教科書/政府出版品 > 數理化類 > 化學











      自伏打電池被發明以來,電化學工程歷經諸多演變與進展,現已成為應用科學中的重要技術。本書先勾勒電化學工程的基礎原理,再循序介紹電化學技術如何應用於:



      -金屬冶煉

      -化學品製造

      -物件表面加工

      -金屬防蝕

      -能源轉換與儲存

      -電子元件製作

      -環境保護

      -生醫感測



      由於書中提供諸多跨領域的觀點,使主題涵蓋化學、材料科學、電磁學、古典力學與量子力學,非常適合化工、材料、環工、機械、電子、生醫等工程領域的讀者深入閱讀,以發展成具有延伸專長能力的T型人才,或熟稔雙重專長的π型人才。

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    第一章 電化學工程原理

    1-1 電化學反應器

    1-2 熱力學

    1-3 動力學

    1-4 輸送現象

    1-5 程序設計

    1-6 總結



    第二章 電化學應用於冶金工業

    2-1電化學冶金

    2-2 鋁之電解冶金

    2-3 鈉與鎂之電解冶金

    2-4 鋅之電解冶金

    2-5 銅之電解冶金

    2-6 其他金屬之電解冶金

    2-7 總結



    第三章 電化學應用於化學工業

    3-1鹼氯製造

    3-2氟氣製造

    3-3 氫氣製造

    3-4 無機化合物製造

    3-5 有機化合物製造

    3-6總結



    第四章 電化學應用於表面加工業

    4-1 電化學表面處理與加工

    4-2 電解除油

    4-3 電鍍

    4-4 電鑄

    4-5 無電鍍(化學鍍)

    4-6 陽極氧化與電漿微弧氧化

    4-7 電泳沉積

    4-8 電化學加工

    4-9 總結



    第五章 電化學應用於腐蝕防制工程

    5-1 金屬腐蝕

    5-2 腐蝕原理

    5-3 腐蝕類型

    5-4 腐蝕防制

    5-5 總結



    第六章 電化學應用於能源科技

    6-1 一次電池

    6-2 二次電池

    6-3 燃料電池

    6-4 液流電池

    6-5 熱電池

    6-6 染料敏化太陽電池

    6-7 電化學電容

    6-8 總結



    第七章 電化學應用於電子工業

    7-1 薄膜蝕刻製程

    7-2 金屬內連線製程

    7-3 電路板導孔電鍍製程

    7-4 矽穿孔製程

    7-5 總結



    第八章 電化學應用於環境工程

    8-1 廢水處理與資源回收

    8-2 土壤處理

    8-3 電透析分離

    8-4 總結



    第九章 電化學應用於生醫工程

    9-1 電化學感測

    9-2 電化學診斷與治療

    9-3 總結



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    自序



      由於本書的主題-電化學工程牽涉電磁學、化學、材料科學、古典力學與量子力學,具備跨領域(inter-disciplinary)之特質,故已廣泛應用於化工、材料、機械、電子、環工與生醫等領域。且自1990年代起,美國開始推行科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數學(Mathematics)的整合教育,可簡稱為STEM教育,期望透過跨領域的學習,提升國民的科學素養,也培育出更有科技競爭力的人才。此理念吸引全球教育界群起發展跨領域學習,盼能將只重視單一專業的傳統I型人才,逐步進化成熟稔雙重專業的π型人才,但從I型人才進展到π型人才的路途中,還可以先延伸原本的專業,並吸收不同領域的新知,形成T型人才,之後再等待擴充時機。因此,本書循此理念,可扮演良好的T型人才訓練教材,協助增長橫向的串聯能力,作為π型人才的基石。



      新時代的產業鮮少可以歸類至單一領域,通常在產業的專有名稱出現之前,都曾經歷跨領域的整合,因此讀者可採逆向思考來迎接未來挑戰,亦即登上職場舞台發揮之前,需先學習第二專長,但在兼具雙重專長之前,仍要精通第一專長,而在熟稔第一專長的過程中更要站穩腳步。因此,筆者極力推薦化工背景的讀者可先參考本叢書的第一部-《電化學工程原理》,從閱讀中建立穩固的地基。對於電子或機械等其他工程背景的讀者,則可選擇《電化學工程應用》作為第二專長,進而開闢增加自身附加價值的通路。



      發生在16世紀的科學革命是科學與工程進展中最重大的突破,其中的奠基者包括現代科學之父-伽利略,他透過能力有限的工具「以管窺天」,首先觀察了月球的表面與木星的衛星,並且在研究後引出物理現象的數學模型,終而構成現代科學的發展基礎。古希臘時代的埃拉托斯特尼(Eratosthenes)也曾有類似的貢獻,他僅藉由平面幾何的構想就能推估地球的半徑;高斯(Gauss)也只用三角測量的技術就能計算地表的曲率,他們都沒有離開地面,卻能洞悉天上與地下的訊息,僅憑既有知識,創造全新價值。再如英年早逝的伽羅瓦(Galois),為了證明五次方程式沒有公式解,因而提出「群」的概念,但卻在他辭世之後大約百年,意外地點燃相對論與粒子物理學的火種,因為他承襲自伽利略的思維,用具體問題抽象化的方法來紮實理論基礎,後人自然會站在他們的肩膀上適時開天闢地。



      基於此理念,本書除了從第二章至第九章分別介紹電化學應用於金屬冶煉、化學品製造、物件表面加工、金屬防蝕、能源轉換與儲存、電子元件製作、環境保護與生醫感測等技術,也格外強調可以轉移的基礎概念,因而在第一章簡陳了電化學原理,說明現象本質之捕捉和物理模型之建立。雖然書中篇幅有限,無法全面論述各種領域的完整原理,但卻可揣摩「以管窺豹」或「坐井觀天」的情懷,效法格物致知的精神,單從電化學的角度切入,藉由概念的轉移,連結不同的範疇,並由此踏入相關領域後,引導讀者發展成π型人才,創造新價值。



      本書的完成必須感謝顏溪成教授與蔡子萱教授,一位是引領我入門的良師,一位是激勵我深究的益友。我還必須感謝電化學領域中的三位泰斗,分別是著有《Electrochemical Methods》的Allen J. Bard教授、著有《Electrochemical Systems》的John Newman教授,以及著有《Industrial Electrochemistry》的Derek Pletcher教授,本書的經緯雖然參酌了海內外諸多相關書籍,但仍承襲上述三本巨著的思路。由於電化學領域發展的人士皆可謂麥克.法拉第(Michael Faraday)之學徒,所以筆者亦受先賢引領,不僅仿效了業餘科學愛好者-法拉第積極參與無機化學之父-戴維(Humphry Davy)演講之學習態度,亦臨摹了書店裝訂工-法拉第將其演說內容製成筆記並裝訂成冊的職業精神,謹以編撰此書來致敬上述師友和法拉第大師。此外,電化學工程不斷隨著時代演進,跨領域特質愈形濃厚,筆者也殷盼各界專家與菁英不吝賜予指教,協助修訂本書內容,謹此致謝。

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    著者 吳永富




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    1. 電化學工程原理