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出版者:中国纺织

作者:罗巨涛 编

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2000-6-1

价格:22.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787506403771

丛书系列:

图书标签:

• 纺织
• 染料
• 专业英语
• 纺织工程
• 化学
• 材料科学
• 服装设计
• 技术英语
• 行业术语
• 染色工艺

科技前沿：现代材料科学的突破与应用 书籍简介 本书是一部全面深入探讨当代材料科学最新进展及其在各领域广泛应用的权威著作。它旨在为材料学、化学、物理学、工程学等相关专业的学生、研究人员以及产业界的专业人士提供一个清晰、前瞻性的知识框架，以理解和驾驭下一代材料的开发与应用。 第一部分：基础理论的重塑与拓展 本部分聚焦于材料科学基础理论的最新发展，特别是在原子尺度和量子力学层面的深刻洞察。我们不再仅仅停留在宏观性能的描述，而是深入探讨材料结构与性能之间复杂关系的微观根源。 第一章：量子材料的计算设计 本章详细介绍了利用高精度第一性原理计算（如密度泛函理论，DFT）来预测和设计具有特定电子、磁学或光学特性的新型量子材料。重点探讨了超导体的微观机制及其在高温超导领域的最新突破，以及拓扑绝缘体在信息传输中的潜力。内容涵盖了晶格动力学、电子结构分析以及缺陷工程对材料性能的精细调控。 第二章：非晶态与高熵合金的结构演化 传统的晶体结构理论难以完全解释非晶态材料和高熵合金的独特性能。本章引入了复杂性科学和机器学习模型，用于模拟和理解这些无序或多组分系统中的原子排列、弛豫过程和相分离行为。重点讨论了高熵合金在极端环境（高温、高压、强辐照）下的稳定性和蠕变抗性，以及玻璃态转变温度的理论预测方法。 第三章：界面与表面科学的精确控制 材料的性能往往受制于其界面。本章深入研究了异质结的形成机理、界面缺陷的电子效应以及表面重构的动力学。我们详细阐述了原子层沉积（ALD）和分子束外延（MBE）等先进技术如何实现亚纳米级别的界面质量控制，以及这些控制如何影响催化效率和电化学储能性能。 第二部分：功能材料的革新 本部分是全书的重头戏，集中展示了在能源、信息和生物医学领域具有颠覆性潜力的功能材料。 第四章：下一代能源存储与转换材料 本章聚焦于解决能源危机的关键材料挑战。在电池技术方面，详细分析了固态电解质的设计原则、锂金属负极的枝晶抑制策略以及钠离子电池的商业化前景。在光伏领域，深入剖析了钙钛矿太阳能电池的稳定性提升技术、叠层结构的设计优化，以及量子点太阳能电池的理论效率极限。此外，还涵盖了高效电解水制氢催化剂（如铱基、钴基氧化物）的界面工程。 第五章：智能与响应性材料系统 智能材料能够感知外部刺激并做出可逆响应，是未来人机交互和自适应系统的基础。本章系统介绍了形状记忆合金（SMA）的应力诱导马氏变换机制、电活性聚合物（EAPs）的驱动原理及其在仿生机器人中的应用。特别关注了光响应性液晶材料和磁流变液的非牛顿流体力学行为及其在阻尼与传感方面的应用。 第六章：生物相容性与组织工程支架 本章探讨了材料如何与生命系统安全有效地相互作用。内容包括可降解聚合物（如PLGA、PCL）的降解动力学模型、生物活性陶瓷（如羟基磷灰石）的骨整合机制。重点分析了静电纺丝技术在制造具有仿生微结构的组织工程支架中的应用，以及表面修饰技术如何引导干细胞的分化方向。 第三部分：先进制造与表征技术 材料的创新离不开制造手段和表征能力的飞跃。本部分聚焦于如何将理论设计转化为实际可用的产品，并确保质量控制。 第七章：增材制造中的材料行为 3D打印技术正在重塑制造业。本章重点分析了激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中金属粉末的熔化、流动、凝固以及残余应力的形成机制。探讨了如何通过优化工艺参数和使用新型合金粉末，来控制打印部件的微观组织，克服传统增材制造中常见的孔隙率和各向异性问题。 第八章：先进电子显微镜的突破 现代材料科学的进步与成像技术的进步密不可分。本章详细介绍了球差校正透射电子显微镜（STEM）在原子分辨率成像中的应用，尤其是在识别极低浓度杂质和分析二维材料层间相互作用方面的能力。同时，探讨了同步辐射光源在原位、实时表征材料在工作状态下（如电池充放电、催化反应中）的结构变化，实现“时空分辨”的材料科学研究。 第九章：高通量筛选与数据驱动的材料发现 面对爆炸性的新材料数据，传统试错法效率低下。本章介绍了高通量实验平台（如微阵列合成）的设计原理及其数据采集流程。更重要的是，系统阐述了如何利用机器学习（ML）和人工智能（AI）算法，从庞大的实验数据库中挖掘潜在的材料结构-性能关系，加速新材料的筛选和优化过程，实现材料设计的范式转变。 结论：材料科学的未来展望 本书最后一部分对当前研究热点进行了总结，并展望了材料科学在未来十年内可能出现的重大变革，特别是新一代多功能复合材料、自修复材料以及跨尺度的集成系统将在社会发展中扮演的关键角色。全书结构严谨，内容前沿，图表丰富，是理解和推进现代材料科学不可或缺的参考书。

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