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出版者:上海科学技术文献出版社

作者:陆昌伟

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2002-1

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787543918429

丛书系列:

图书标签:

• 热分析
• 质谱联用
• 热分析技术
• 质谱技术
• 分析化学
• 材料表征
• 热稳定性
• 化学成分分析
• 高分子分析
• 有机分析

跨越边界的探索：材料科学中的先进表征技术 本书旨在为材料科学、化学工程以及物理学领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个关于 非热力学平衡过程 及 高通量筛选 技术的深入视角。本书聚焦于如何运用尖端技术来揭示材料在极端条件或动态环境下的微观结构演变、性能转变以及功能特性。 --- 第一部分：动态过程的实时监测与控制 本部分内容深入探讨了那些时间尺度跨越皮秒到数小时，且涉及显著能量输入的材料制备和改性过程。我们关注的重点是如何在不干扰或仅微小干扰的情况下，实时捕获这些快速变化的现象。 第一章：超快激光诱导的材料相变 本章详细解析了飞秒和皮秒激光与物质相互作用的物理机制，重点关注非平衡态下的熔化、汽化、以及固-固相转变。我们探讨了如何利用时间分辨光谱技术（Time-Resolved Spectroscopy），如瞬态吸收光谱（Transient Absorption Spectroscopy, TAS）和时间分辨X射线衍射（Time-Resolved X-ray Diffraction, TR-XRD），来追踪电子激发态的弛豫过程、载流子的动力学行为，以及晶格结构在超快时间尺度上的重构。特别地，本书将分析激光烧蚀沉积（PLD）过程中等离子体羽流的膨胀动力学及其对薄膜形貌和晶体学的影响。 第二章：高应力与高剪切场下的材料行为 本章侧重于材料在远高于室温的机械载荷下的响应。我们详细阐述了原位高压/高温（HPHT）实验技术，包括金刚石对顶砧（DAC）和扭转扭曲（Torsion-Shear）装置，如何用于合成新颖的超硬材料或模拟地球深部环境。讨论的核心在于，在高应力场下，材料的晶格畸变、位错运动以及界面扩散机制如何被激活，以及如何利用同步辐射光源进行同步光子活化反应监测，以捕获应力诱导的结构弛豫。 第三章：电化学界面的演变动力学 本部分着重于电池、电容器和燃料电池等电化学器件工作状态下的动态界面。我们关注循环伏安法（CV）结合表面增强拉曼散射（SERS）或电化学皇后滴技术（EQCM），用以实时监测电极材料在充放电循环过程中的表面氧化还原状态、电解质插层/脱嵌过程以及钝化层的形成与破坏。深入探讨了锂离子在固体电解质界面（SEI）生长过程中的界面反应机理，以及如何通过控制电流密度来调控生长速率和膜的物理化学性质。 --- 第二部分：多尺度结构解析与表征前沿 本部分致力于介绍那些能够提供从原子尺度到宏观尺度的三维（3D）结构信息的先进成像和分析方法，这些方法对于理解材料的梯度结构和异质性至关重要。 第四章：先进电子显微学中的三维重建 本书详尽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，特别是高角度环形暗场（HAADF）和环形明场（ADF）成像模式对不同原子序物质的敏感性。核心内容包括：如何运用Z-对比度成像揭示复杂氧化物和合金中的原子序排列；以及如何结合焦点变化（Focus-Variation）或电子断层扫描（ET）技术，对纳米颗粒、孔隙网络或复合材料进行亚纳米尺度的三维定量分析。 第五章：同步辐射光源与中子散射的应用 本章作为结构分析的高级篇章，详细讲解了同步辐射（SR）和中子源在材料科学中的不可替代性。重点介绍了小角X射线散射（SAXS）和小角中子散射（SANS）在研究软物质、聚合物微相分离结构以及多孔介质内流体分布方面的优势。对于中子散射，我们特别讨论了反射中子偏振技术（Neutron Reflectometry）在无损探测聚合物薄膜或生物膜界面分子层厚度和密度的能力，以及中子衍射在区分同晶体中不同元素（如氢与氘）位置方面的独特能力。 第六章：微区分析与元素态的耦合 本章探讨了如何将高空间分辨率的成像技术与元素和化学态分析相结合。详述了X射线光电子能谱（XPS）在超薄膜和表面官能团分析中的局限性与增强策略（如共振激发XPS）；并重点介绍了X射线吸收近边结构谱（XANES）和扩展X射线吸收精细结构谱（EXAFS）如何提供局部原子环境、键长、配位数以及氧化态的定量信息。书中提供了多个实例，说明如何通过微区（μ-Area）XPS/EXAFS揭示材料内部不同区域的化学异质性。 --- 第三部分：数据密集型科学与智能表征 本部分关注现代材料研究中信息获取和处理的复杂性，特别是面对海量实验数据时，如何有效地提取知识并加速材料发现的进程。 第七章：高通量实验设计与自动化数据采集 本章讨论了设计实验（Design of Experiments, DoE）方法在加速材料筛选中的应用。内容包括：如何构建参数空间模型，以最少量的实验次数覆盖最广的性能区域；以及如何利用自动化机器人平台和高通量筛选仪（如微阵列合成器）实现数千个样本的快速制备和初步性能评估。重点分析了如何处理和标准化来自不同自动化模块的原始数据。 第八章：基于机器学习的谱学数据解析 随着实验数据量的爆炸式增长，本章聚焦于数据驱动的方法。我们介绍了如何应用主成分分析（PCA）和非监督聚类算法来简化和分类复杂的谱学数据集（如高光谱成像数据）。核心章节阐述了深度学习模型（如卷积神经网络, CNN）在逆问题求解中的应用，例如直接从复杂的X射线散射图案预测材料的潜在结构，或自动识别显微图像中的缺陷类型和密度。 第九章：多模态数据融合与知识图谱构建 本章探讨了整合来自不同表征技术（如结构数据、热力学数据和性能数据）的挑战与机遇。内容涵盖贝叶斯推断在不同模态数据权重分配中的应用，以及如何构建材料知识图谱（Material Knowledge Graph），将实验观测结果与理论计算（如密度泛函理论, DFT）预测结果进行关联，从而实现更快速、更可靠的材料性能预测和新材料设计。 --- 本书的特点在于其对“动态”和“多尺度”的强调，而非仅关注材料的静态平衡态。它提供了一套全面的工具箱，指导读者如何设计实验以捕捉瞬时现象，如何运用先进光源揭示隐藏的微结构，以及如何利用计算智能处理由此产生的大数据。

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这本书的装帧设计有一种冷峻的美感，但更吸引我的是它对前沿技术的关注度。我注意到其中提到了几个近年来才在顶级期刊上崭露头角的联用技术方向，这表明作者的知识储备非常新颖，紧跟学科发展的步伐。我希望它能对“在线”或“原位”分析技术给予足够的篇幅，因为将测试过程与反应实时耦合，是当代材料表征领域的一大趋势。例如，在高温高压环境下对催化剂活性变化的实时监测，这需要极为精密的仪器控制和数据解析能力。如果这本书能提供一个清晰的框架，指导读者如何设计和优化这类复杂的实验，那它就超越了一本普通参考书的范畴，成为了一份引领未来研究方向的路线图。它散发出一种令人信服的权威感，仿佛背后是无数次成功实验的沉淀和对未知领域的深刻洞察。

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我对这本书的实用性抱有极高的期望值。市面上的很多理论书籍往往停留在纯粹的学术讨论层面，缺乏与实际实验操作的有效连接。然而，从这本书的章节安排来看，它似乎花了大量的篇幅来讨论实际案例的分析和仪器操作的注意事项。我非常期待能在其中找到关于不同类型热分析仪器的详细比较，以及它们在特定材料科学问题上应用的最佳实践指南。例如，如何通过结合热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）的数据来精确判断聚合物的降解路径，这类实操性的内容对我目前的科研工作具有直接的指导意义。如果书中能提供一些“陷阱”或“常见错误”的警示，那就更完美了，因为在复杂的联用技术中，一个小小的操作失误就可能导致完全错误的结论。这本书如果能成为我工作台边一本随时可翻阅的“实验圣经”，那它的价值就无可估量了。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调，配上一些抽象的分子结构图，立刻就能抓住我的眼球。我是一个对科学书籍情有独钟的读者，尤其是那些能把复杂理论用引人入胜的方式呈现出来的作品。拿到手里就能感受到它沉甸甸的分量，这预示着内容的扎实和深度。初读目录，我就被那些充满学术气息但又极具探索性的章节标题吸引住了，比如“谱图解析的艺术与科学”、“高分辨质谱的突破性进展”。我期待着它能在基础理论讲解上做到深入浅出，毕竟，很多同类书籍往往在理论的阐述上显得过于枯燥和晦涩，让人望而却步。我希望它能像一位经验丰富的导师，既能为初学者指点迷津，也能让资深研究者从中获得新的启发和视角。这本书的装帧质量也相当出色，纸张的触感温润细腻，即便是长时间阅读也不会感到疲惫，这对于需要反复查阅的工具书来说，无疑是一个巨大的加分项。

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阅读体验上，我必须赞扬作者在语言风格上的克制与精准。这本书的语言风格是那种典型的严谨学者风范，没有丝毫的浮夸或矫揉造作。每一个句子都像是经过精密计算的砝码，准确地承载着其应有的信息量，用词考究且到位。这让我在阅读过程中充满了敬意，深感作者在内容组织上的逻辑性和条理性。它不是那种轻松的科普读物，而是要求读者全身心投入、需要思考和消化的深度著作。我特别喜欢作者在引入新的分析技术时，总是会先回顾其历史背景和发展脉络，这种“追本溯源”的方式，使得新知识的吸收建立在一个坚实的历史和理论基础之上，而不是空中楼阁。对于希望建立系统性知识框架的研究者来说，这种递进式的讲解方式是至关重要的，它确保了知识点的相互支撑，构建了一个稳固的知识塔。

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作为一个业余的化学爱好者，我通常对那些过于技术化的专业书籍敬而远之，但这次我决定挑战一下自己，毕竟“热分析”和“质谱”这两个词汇本身就充满了神秘感和探索的欲望。这本书的排版布局堪称教科书级别的典范，清晰的段落划分、恰到好处的图表穿插，让原本可能令人望而生畏的知识点变得易于消化。我尤其欣赏作者在关键概念引入时所采用的类比和比喻手法，它们如同夜空中闪烁的灯塔，瞬间点亮了那些晦涩难懂的物理化学原理。虽然我还没有完全掌握书中的所有高级算法和数据处理方法，但我已经感受到了作者试图构建一个完整知识体系的良苦用心。它不仅仅是在罗列事实和公式，更像是在讲述一个宏大的科学故事，从宏观现象到微观机制的层层剥茧。这种叙事性的写作风格，极大地降低了阅读的门槛，让一个局外人也能窥见科学前沿的精彩一角。

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