电子材料导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华

作者:李言荣

出品人:

页数:429

译者:

出版时间:2001-8

价格:34.00元

装帧:

isbn号码:9787302043966

丛书系列:

图书标签:

• 材料学
• 电子材料
• 材料科学
• 半导体
• 绝缘体
• 导体
• 电子工程
• 物理学
• 材料导论
• 电子器件
• 固体物理

创新前沿：现代高分子材料的理论与应用 内容简介 本书深入探讨了现代高分子材料的结构、性能、加工以及在各个尖端技术领域的应用。全书旨在为材料科学、化学工程、机械工程以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级本科生提供一个全面且深入的知识框架，特别侧重于理解高分子链的微观结构如何决定宏观性能，并如何通过精密的合成与设计方法实现特定的功能化目标。 第一部分：高分子科学的基石 第一章：高分子基础：结构、形态与热力学 本章首先界定了高分子的基本概念，包括单体、聚合度与分子量分布的重要性。重点分析了线型、支化、交联和星形等不同拓扑结构对材料性能的影响。随后，详细阐述了聚合物的微观形态学，包括球晶、晶区、非晶区以及它们在不同温度下的转变——玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点（$T_m$）。通过引入自由体积理论和松弛时间概念，解释了聚合物粘弹性行为的物理本质。热力学部分深入讨论了溶解度参数（Hildebrand and Hansen Solubility Parameters, HSP）在预测聚合物相容性与溶胀行为中的应用，以及热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）在表征热行为中的关键作用。 第二章：聚合反应动力学与控制 本章系统梳理了主要的聚合反应类型及其机理。内容涵盖自由基聚合（包括受控自由基聚合，如ATRP和RAFT）、离子聚合（阴离子和阳离子）以及缩聚反应。对每种聚合体系的引发、增长、终止和链转移过程进行了详细的动力学建模分析。特别强调了现代聚合技术如何实现对分子量、分子量分布（PDI）和端基官能团的精确控制，这对于制备高性能功能材料至关重要。同时，也探讨了聚合过程中的反应工程挑战，如反应热的移除和粘度效应。 第二章：高分子表征技术：从分子到宏观 本章集中介绍用于全面解析聚合物结构与性能的先进表征手段。内容涵盖分子量测定（凝胶渗透色谱GPC/SEC，光散射法）、结构解析（核磁共振NMR、红外光谱FTIR、拉曼光谱），以及形态分析（X射线衍射XRD、透射电镜TEM、原子力显微镜AFM）。重点在于如何解读不同技术获得的谱图和图像，并将其与材料的合成历史和预期应用联系起来。粘弹性性能的测试，如动态机械分析（DMA）和流变学，也作为连接微观结构与宏观加工性能的关键手段被深入讨论。 第二部分：功能化高分子设计与合成 第三章：共聚物设计与嵌段结构 本章专注于通过共聚物策略实现材料功能的复合化。详细介绍了无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物的合成方法。特别强调了嵌段共聚物在自组装行为中的独特地位，如形成纳米尺度的微相分离结构（蠕虫状、球状、层状）。分析了驱动自组装的相互作用力（例如，链段间的相互作用参数 $chi$），以及如何利用这些结构来制造高性能分离膜或药物递送载体。 第四章：功能性侧基的引入与响应性材料 本章聚焦于通过在聚合物主链或侧链引入特定的功能性基团来赋予材料对外界刺激（如pH、温度、光照、电场）作出响应的能力。内容包括：对响应性聚合物（如PNIPAM）的热响应行为的深入研究；光响应性聚合物（如含偶氮苯单元的材料）的光致异构化与形状记忆效应；以及用于传感和致动的电活性聚合物的原理。这部分内容是开发智能材料和软机器人的理论基础。 第四章：高分子复合材料与纳米增强 本章探讨了如何通过将高分子基体与无机或有机填料结合，制备性能远超纯聚合物的复合材料。系统介绍了填料的类型（如碳纳米管、石墨烯、粘土纳米片、无机氧化物颗粒）及其在聚合物中的分散、界面粘合机制。深入分析了界面区对复合材料力学性能、导电性、阻燃性和热稳定性的贡献。重点讨论了界面工程的设计原则，以实现填料的有效承载和功能传递。 第三部分：高分子加工、性能与前沿应用 第五章：聚合物加工成型原理 本章从工程角度审视了聚合物的加工过程。详细分析了挤出、注塑、吹塑和压延等主要成型工艺中的流动行为（非牛顿流体特性）。强调了熔体粘度、剪切速率、温度对最终产品结构和性能（如取向、结晶度）的影响。特别关注了反应性加工（Reactive Processing）技术，即在加工过程中继续进行聚合或交联反应，以优化性能和减少生产步骤。 第五章：力学性能与可靠性 本章深入剖析了聚合物的拉伸、压缩、弯曲、冲击和蠕变等宏观力学行为的分子起源。解释了取向、结晶度和交联密度如何影响材料的弹性模量、屈服强度和韧性。重点讨论了聚合物的断裂力学，包括裂纹的萌生、扩展和表面能，以及如何通过引入增韧剂或优化微结构来提高材料的抗冲击性能和耐久性。 第六章：高分子材料的前沿应用领域 本章展示了上述基础理论如何指导尖端技术的实现。内容涵盖： 生物医用高分子： 可降解支架材料、药物控释系统和生物相容性表面涂层设计。 能源存储与转化： 锂离子电池中的固态电解质聚合物、燃料电池中的质子交换膜（PEM）以及有机太阳能电池中的活性层材料。 先进电子与光学材料： 介电常数可调的高性能绝缘材料、光刻胶技术以及有机发光二极管（OLED）中的空穴/电子传输材料。 增材制造（3D打印）： 针对光固化、熔融沉积成型（FDM）等技术对聚合物材料的特殊流变学和固化动力学要求。 全书力求在理论深度与工程实践之间取得平衡，为读者提供一套严谨且实用的高分子材料科学方法论。

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这本书的封面设计就透着一股扎实的学术气息，沉静的蓝色为主色调，辅以线条勾勒的微观粒子结构图，瞬间就勾起了我对电子材料这个领域的浓厚兴趣。我本身并非科班出身，对电子材料的了解仅限于“它存在于我们身边的各种电子设备里”，但这种模糊的认知反而激发了我探索的欲望。翻开目录，看到“半导体材料”、“介电材料”、“磁性材料”、“导电材料”等章节时，我感到既熟悉又陌生。熟悉是因为它们是电子设备的核心组成部分，陌生是因为我对其内在的物理化学原理几乎一无所知。我特别期待书中能够像一位和蔼的导师一样，从最基础的概念讲起，比如什么是“能带理论”，它又是如何决定一种材料是导体、半导体还是绝缘体的？我希望它能用形象的比喻和清晰的图示来解释这些抽象的物理概念，而不是一味地抛出枯燥的公式和专业术语。此外，我也很想知道，在不同的应用场景下，对电子材料会有哪些特殊的要求？例如，手机芯片和高性能计算芯片对半导体材料的纯度和晶体结构的要求肯定大相径庭吧？这本书能否给我一个清晰的脉络，让我理解这些材料在实际应用中的“为什么”和“怎么用”？我希望它能成为我打开电子材料世界的第一把钥匙，让我不再仅仅停留在“知道有”的层面，而是能“理解其奥妙”。

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在我看来，电子材料领域的发展，与能源问题的解决息息相关。因此，我对书中关于“能源相关电子材料”的内容尤为感兴趣。我希望能够了解到，哪些材料在太阳能电池、锂离子电池、超级电容器等能量储存和转换设备中发挥着关键作用。例如，我希望书中能够详细介绍半导体材料在太阳能光伏转换中的原理，以及不同类型半导体材料（如硅、钙钛矿）的优缺点和发展前景。对于电池材料，我希望能够理解其充放电机制，以及正负极材料、电解质等关键组分的性能如何影响电池的能量密度、功率密度和循环寿命。我希望这本书能够展现材料科学如何为应对全球能源挑战提供创新的解决方案，并让我对那些能够改变我们能源使用方式的“能源材料”有一个更深刻的认识。

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我之所以对这本书抱有极大的期待，是因为我一直认为，理解一种技术的底层逻辑，才能真正掌握它的精髓。电子材料，顾名思义，是电子设备赖以生存的基石。我希望这本书能够深入浅出地介绍各种电子材料的微观结构与宏观性能之间的关系。例如，当谈到半导体材料时，我希望能够了解其晶格结构、能带隙以及杂质对导电性能的影响。当谈到介电材料时，我希望能够理解其介电常数、击穿强度等参数的意义，以及它们在电容器等器件中的作用。更进一步，我希望书中能够探讨不同材料的制备工艺，比如薄膜沉积、晶体生长等，以及这些工艺如何影响材料的纯度、均匀性和缺陷密度，从而最终决定器件的可靠性和性能。我希望这本书能够提供一种“由微观到宏观”的视角，让我能够理解材料的每一个细微之处，都可能对最终的电子产品产生深远的影响。

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我一直对电子元器件的“微缩化”和“集成化”趋势感到惊叹，而电子材料正是实现这一趋势的关键。这本书，我期望它能详细介绍那些能够支撑微电子技术发展的关键材料，比如用于制造芯片的超高纯度硅，用于封装的高导热性材料，以及用于实现高密度互联的特种合金。我特别希望书中能够深入探讨这些材料的制备过程中对纯度和晶体缺陷的控制要求，以及这些微观的差异如何直接影响到最终芯片的性能、功耗和可靠性。我更希望书中能够展示一些现代电子制造工艺的例子，比如光刻、刻蚀、薄膜沉积等，并解释在这些工艺中，材料的哪些特性是至关重要的。我希望通过阅读这本书，能够理解为什么微电子产业对材料的要求如此之高，以及材料科学的进步是如何直接驱动着半导体技术的不断革新，从而为我揭示电子产品“小而强大”的秘密。

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我一直对那些能改变世界的新兴技术充满好奇，而电子材料正是这一切的基础。这本书的内容，我预想中应该会涵盖那些能够支撑未来科技发展的关键材料，比如柔性电子材料、量子点材料、或者更先进的二维材料。我非常期待书中能够详细介绍这些“未来之星”的独特性质，比如它们的制备方法、物理和化学特性，以及它们在下一代显示技术、可穿戴设备、生物传感器、甚至能量收集和存储等领域的潜在应用。我希望书中能够用通俗易懂的语言，解释清楚这些材料的“神奇之处”到底在哪里。例如，量子点为何能够发出如此鲜艳纯净的光？柔性材料又如何克服了传统材料的脆性，实现了弯曲和拉伸？我希望这本书不仅仅是一本教材，更是一本启发思想的书，它能让我看到电子材料科学的前沿动态，感受到它为人类社会带来的无限可能。我希望通过这本书，能够对未来的科技发展方向有一个更清晰的洞察，并且对其中扮演关键角色的电子材料有一个更深入的认识。

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这本书的吸引力在于它能够系统地梳理出电子材料的家族图谱，并深入剖析各个分支的特点。我特别关注书中关于“功能材料”的部分，比如压电材料、热电材料、以及用于信息存储的磁性材料。我希望书中能够详细阐述这些材料是如何通过特定的物理效应实现其独特功能的。例如，压电材料是如何将机械能转化为电能，又或者反过来？热电材料又是如何利用温差产生电能？磁性材料在数据存储中扮演的角色又是什么？我期待书中能够通过具体的例子，比如超声波换能器、温差发电机、硬盘驱动器等，来展示这些功能材料的实际应用，并解释在这些应用中，材料的哪些特性是至关重要的。我希望这本书能够帮助我建立起一个关于“材料如何服务于功能”的认知框架，理解材料科学的创新是如何直接转化为解决实际问题的方案，并为我今后在相关领域进行更深入的学习和研究打下坚实的基础。

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我总是着迷于那些能够跨越学科界限的创新。电子材料，作为连接物理、化学、工程学的桥梁，自然是我关注的焦点。这本书，我希望它能够涵盖一些“交叉学科”的电子材料应用。例如，在生物电子学领域，有哪些材料可以与生物体无缝集成，实现对生理信号的监测和调控？我希望书中能够介绍生物相容性材料、生物传感器材料，以及它们在植入式医疗设备、药物递送系统等方面的应用。此外，我也对“智能材料”在电子领域的应用充满好奇，例如，那些能够响应外部刺激（如温度、光、电场）而改变自身性质的材料，它们又能在哪些电子器件中发挥独特的作用？我希望这本书能够展示电子材料科学的广度和深度，以及它如何与生命科学、信息科学等领域融合，催生出更多令人兴奋的创新应用，为我打开一个更广阔的视野。

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我被这本书的标题深深吸引，它似乎承诺了一个探索电子材料世界奥秘的旅程。我特别希望能在这本书中找到关于“复合材料”和“纳米材料”在电子领域的应用。现今许多高性能的电子元件，往往不再依赖单一的纯材料，而是通过巧妙地结合不同材料的优势来实现。例如，将具有优异导电性的金属纳米粒子嵌入绝缘聚合物基体中，可以制备出既柔软又导电的柔性电子器件。我希望书中能够详细介绍这些复合材料的设计思路，以及它们是如何通过协同效应克服单一材料的局限性。对于纳米材料，我更期待了解它们在量子效应、表面效应等方面的独特表现，以及这些特性如何被应用于开发新型传感器、高效催化剂或具有特殊光学性质的材料。我希望这本书能够展示材料科学的创新是如何通过“混搭”和“微观化”来不断突破现有技术的边界，并为我打开一个全新的材料设计和应用视角。

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对于我这样对物理和化学都有一定基础，但又并非材料专业背景的读者来说，这本书的吸引力在于它能否架起理论与实践的桥梁。我非常期待书中能够深入讲解各种电子材料在不同环境条件下的稳定性问题。例如，在高温、高湿、或者强电磁场环境下，材料的性能会发生怎样的变化？哪些材料更适合在恶劣环境下工作？此外，我更关心书中对“材料老化”和“失效机理”的探讨。电子产品在使用过程中出现故障，往往与材料的退化有关。这本书能否帮助我理解，是什么样的微观过程导致了材料的性能下降，以及工程师们如何通过材料的选择和器件的设计来提高产品的可靠性和使用寿命？我希望这本书能够提供一种“反思”的视角，让我看到材料科学不仅仅是关于“创造”，更是关于“保证”和“持久”，理解如何让电子材料在时间的考验中依然保持其卓越的性能。

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这本书的出版，无疑给像我这样希望深入了解电子材料背后科学原理的读者提供了一个绝佳的机会。我尤其关注书中对于“材料特性与器件性能”之间关系的阐述。我总是好奇，为什么同样是硅，却能制造出性能迥异的处理器？这背后一定隐藏着材料科学的精妙之处。我希望书中能够详细剖析不同晶体结构、掺杂浓度、表面形貌等因素如何影响半导体材料的载流子迁移率、禁带宽度和漏电特性，并进一步解释这些微观层面的差异最终如何体现在我们日常使用的芯片的计算速度、功耗和稳定性上。我期待书中不仅仅停留在理论的讲解，更能提供一些实际的案例分析。例如，介绍几种重要的半导体材料（如硅、锗、砷化镓）的制备工艺、优缺点以及它们各自适用的领域，并能穿插一些经典或前沿的电子器件的设计原理，让读者能够直观地感受到材料科学在电子信息产业中的核心驱动力。我希望通过阅读这本书，能够建立起一个从材料本质到器件功能的清晰认知链条，理解材料选择和优化对于突破电子器件性能瓶颈的重要性，从而对整个电子信息技术的发展有一个更深刻的理解。

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同科普……

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