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出版者:冶金工业出版社

作者:周廉编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:280.0

装帧:精装

isbn号码:9787502432072

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 材料工程
• 新进展
• 2002年出版
• 学术著作
• 科技文献
• 上下卷
• 综合性
• 前沿技术
• 学科进展

2002年材料科学与工程新进展（上下） 材料科学与工程领域，是人类文明进步的基石。从精密的电子元器件到坚固的建筑结构，从创新的医疗器械到可持续的能源解决方案，无不凝聚着材料科学的智慧与工程的巧思。2002年，这一学科领域依然保持着蓬勃的发展势头，涌现出一系列突破性的研究成果和令人振奋的应用前景。本套《2002年材料科学与工程新进展》上下册，正是对这一年度学术盛宴的全面梳理与深刻洞察。 上册：聚焦基础理论与前沿探索 上册的重点在于深入剖析2002年材料科学与工程领域的基础理论研究和前沿探索。我们精心遴选了该年度在原子尺度、微观结构、相变行为、缺陷机制等方面具有里程碑意义的学术论文和研究报告。 第一部分：原子尺度与量子效应 在原子尺度上，材料的性能表现出截然不同的规律。2002年，密度泛函理论（DFT）等第一性原理计算方法持续优化，为理解原子间相互作用、化学键特性、电子结构提供了更为精确的工具。本册将重点介绍利用这些理论工具研究新兴材料（如纳米材料、拓扑材料）的电子特性、磁性行为以及光学响应的最新进展。例如，关于量子点光学跃迁机理的深入研究，揭示了其在光电器件中的巨大潜力；对新型二维材料（如早期对石墨烯及其类似物的初步探索）的电子结构计算，预示着未来高性能电子器件的可能性。此外，对材料表面与界面效应的研究，包括表面吸附、催化活性、腐蚀机理等，在理解和控制材料性能方面起到了关键作用。2002年的研究成果，进一步深化了我们对表面原子排列、电子态密度以及表面能与材料稳定性的关系的认识。 第二部分：微观结构与相变动力学 材料的宏观性能与其微观结构息息相关。2002年，透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等先进表征技术的发展，使得我们能够以前所未有的精度观察材料的晶体结构、晶界、位错、析出相等微观特征。上册将详细介绍利用这些技术对各种金属合金、陶瓷材料、高分子材料以及复合材料的微观组织进行表征和分析的最新成果。特别关注的是，材料的相变动力学研究在2002年取得了显著进展。例如，对固态相变过程中形核与长大的机理，以及热力学与动力学因素的耦合效应进行了深入探讨。研究人员利用原位观测技术，实时监测材料在加热、冷却、加载等过程中的微观结构演变，从而揭示了相变对材料力学性能、电学性能甚至光学性能的影响机制。这对于设计具有特定相变行为的智能材料（如形状记忆合金）具有重要的指导意义。 第三部分：缺陷科学与材料性能调控 材料中的缺陷，如空位、间隙原子、位错、晶界等，虽然数量微乎其微，却往往对材料的性能起着决定性作用。2002年，缺陷科学的研究更加注重缺陷的形成机制、迁移行为以及其对材料宏观性能（如强度、延展性、导电性、导热性）的影响。本册将收录关于点缺陷在扩散、弛豫等过程中的作用，以及位错在塑性变形过程中的交互作用等方面的最新研究。对晶界工程的深入研究，包括晶界原子结构、偏聚以及对材料脆性、应力腐蚀开裂的影响，也成为重点关注对象。此外，利用辐射技术、热处理技术等手段对材料缺陷进行调控，以改善材料性能的研究也得到了广泛关注。例如，通过引入特定类型的缺陷来增强材料的强度或改善其催化活性。 第四部分：新兴材料的探索与设计 2002年，材料科学与工程领域的新兴材料层出不穷。上册将重点介绍在这一时期备受关注的新型材料，如： 纳米材料： 包括金属纳米颗粒、半导体纳米线、量子点、碳纳米管等。研究重点在于其独特的尺寸效应和表面效应如何赋予材料前所未有的物理化学性质，以及在催化、传感、生物医学、光电器件等领域的潜在应用。 生物材料： 随着生命科学的飞速发展，生物相容性材料、仿生材料、医用高分子材料等成为研究热点。2002年的研究侧重于材料的生物降解性、生物活性、组织工程支架材料的设计与制备，以及药物缓释载体等。 智能材料： 能够响应外界刺激（如温度、光、电、磁场）并发生可逆变化的材料。本册将介绍形状记忆合金、压电材料、热敏材料等在传感器、执行器、自修复材料等方面的最新研究进展。 复合材料： 通过将不同性质的材料复合，实现性能的协同增强。2002年的研究在纳米复合材料、纤维增强复合材料、夹层结构复合材料等方面取得了显著进展，重点关注界面相的形成、增强体与基体之间的协同作用以及其在航空航天、汽车、建筑等领域的应用。 下册：聚焦应用技术与工程实践 下册将视野从基础理论转向更广阔的应用技术和工程实践，着重展现2002年材料科学与工程成果在各个行业中的转化与落地。 第一部分：能源与环境材料 随着全球对能源需求和环境保护意识的提高，2002年，能源与环境材料的研究成为重中之重。 可再生能源材料： 太阳能电池材料（如薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池）的效率提升，以及新型储能材料（如高性能锂离子电池电极材料、超级电容器材料）的开发是研究热点。本册将详细介绍这些材料在提高能源转化效率、延长使用寿命、降低成本等方面的最新进展。 氢能相关材料： 氢气作为一种清洁能源，其储存和利用是关键。2002年的研究在氢储存材料（如金属氢化物、吸附材料）以及氢燃料电池催化剂（如铂基催化剂的改进、非贵金属催化剂的探索）方面取得了重要进展。 环境修复材料： 针对水污染、空气污染、土壤污染等问题，开发新型吸附材料、催化材料、膜分离材料等用于环境治理。本册将介绍在污染物去除、废气净化、废水处理等方面的材料应用研究。 绿色建筑材料： 推广节能、环保、可持续的建筑材料，如高性能保温材料、低挥发性有机化合物（VOCs）涂料、可回收利用的建筑构件等。 第二部分：信息与电子材料 信息技术产业的飞速发展，离不开新型信息与电子材料的支撑。2002年，该领域的研究聚焦于： 半导体材料： 除了传统的硅基半导体，宽禁带半导体（如GaN、SiC）在高温、高频、高功率电子器件中的应用研究得到深入。有机半导体材料在有机发光二极管（OLED）、有机薄膜晶体管（OTFT）等领域的潜力也日益显现。 磁性材料： 巨磁阻材料（GMR）、隧道磁阻材料（TMR）在硬盘存储、磁传感器等领域的应用是研究焦点。新型磁性纳米材料在信息存储、数据传输等方面的探索也日益活跃。 介电材料与铁电材料： 在高性能电容器、存储器、传感器等器件中的应用研究。特别关注介电常数高、漏电流低的薄膜材料的制备与性能优化。 光电子材料： 用于激光器、LED、光探测器、光通信器件等。2002年，在发光效率、器件稳定性、集成度等方面的研究取得了突破。 第三部分：生物医学材料 材料科学在改善人类健康方面发挥着越来越重要的作用。2002年，生物医学材料的研究主要集中在： 植入材料： 骨替代材料（如生物陶瓷、生物玻璃）、人工关节与器官材料（如医用高分子、金属合金）的生物相容性、力学性能和长期稳定性研究。 药物递送系统： 可生物降解聚合物、纳米粒、脂质体等在靶向药物释放、控释技术方面的研究，以提高疗效并减少副作用。 组织工程与再生医学： 用于构建人造组织和器官的支架材料，促进细胞生长、分化和组织再生。研究重点在于材料的微观结构、表面性质与细胞行为之间的相互作用。 生物传感器与诊断材料： 用于疾病早期诊断、生物标记物检测的灵敏、特异性材料。 第四部分：结构材料与先进制造 高性能结构材料是实现工程设计和应用的关键。2002年，该领域的研究重点包括： 金属合金： 高强度钢、钛合金、铝合金等在航空航天、汽车、能源等领域的应用拓展。新型耐高温、耐腐蚀合金的开发。 陶瓷材料： 结构陶瓷、功能陶瓷在高温、腐蚀、磨损等极端环境下的应用。特种陶瓷在电子、光学等领域的创新应用。 高分子材料： 高性能工程塑料、特种橡胶、纤维等在轻量化、耐用性、功能化方面的研究。 先进制造技术： 增材制造（3D打印）技术、精密铸造、粉末冶金等先进制造工艺在复杂构件制造、材料性能优化方面的应用。2002年，对这些技术在材料加工过程中的微观结构控制、性能预测等方面的研究也日益深入。 总结 《2002年材料科学与工程新进展》上下册，以详实的学术内容、前沿的研究视角，为读者提供了一幅2002年材料科学与工程领域蓬勃发展的全景图。本书不仅是对过去一年学术成果的总结，更是对未来研究方向的启迪。无论是科研人员、工程师，还是对材料科学抱有浓厚兴趣的读者，都能从中获益匪浅，深刻理解材料如何塑造我们的世界，以及未来材料科学与工程将如何引领人类社会走向更美好的明天。

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从编辑的角度来看，这套书的索引和术语表设计简直是典范。对于这么一套信息密度极高的专业著作来说，一个清晰的导航系统是至关重要的。我注意到，几乎每一个新出现的专业术语，无论是在文中首次出现还是在后续章节中再次被引用，都会在页脚或章节末尾有简明的定义或交叉引用标记。这极大地减少了读者在查阅资料和回顾旧知时所浪费的时间。而且，作者似乎非常了解读者的“遗忘曲线”，在引入复杂概念时，会巧妙地在不打断当前论述的前提下，用极其精炼的语言回顾前文的核心结论。比如，在第十四章讨论到“自修复材料”的机制时，它非常简短地重申了第三章中关于“应力集中点”的定义，这种无缝衔接的学习体验，让知识的积累过程变得非常高效和平滑。相较于那些堆砌大量晦涩术语却缺乏有效索引的同类书籍，这套书在用户体验（UX）方面无疑是行业内的佼佼者，充分体现了对读者学习过程的尊重。

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这套书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁的白色字体，立刻就给人一种严谨、专业的学术气息。打开书页，纸张的质感也相当不错，不是那种廉价的泛黄纸张，阅读起来眼睛很舒服，即便是长时间的阅读也不会觉得疲惫。尤其值得一提的是，它将“材料科学与工程”这个宏大的主题拆分得非常精妙，上下两册的脉络清晰得让人惊叹。上册似乎更侧重于基础理论的革新和新材料的探索性研究，那些关于晶体结构、热力学极限突破的论述，逻辑链条极其严密，读起来像是在跟随一位大师的思维漫步。而下册则明显转向了应用和实践层面，涉及到的例如先进制造技术、功能性复合材料的实际案例分析，让我这个非专业出身的读者都能从中感受到前沿科技是如何落地生根的。排版布局上，作者团队显然下了不少功夫，图表和公式的穿插得当，既保证了学术的深度，又兼顾了视觉上的可读性，这在同类专业书籍中是少见的细致。那种对知识体系梳理得井井有条的感觉，让初次接触这个领域的读者也能迅速找到自己的切入点，而不是被海量信息淹没。整体来看，从外在的触感到内在的结构，这套书都透露出一种对学术品质近乎偏执的追求。

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如果非要用一个词来概括阅读这套书的感受，那可能是“开拓性”。我个人从事的是偏向传统制造工艺的工作，原本以为这类聚焦“新进展”的资料对我来说可能有些过于前卫和遥远，但事实证明，我完全低估了这些基础理论对指导实际生产的巨大潜能。书中关于“增材制造中的材料各向异性控制”那一块内容，它不仅展示了最新的激光熔融技术，更深入剖析了微观层面上应力场的演变，这直接启发了我重新审视我们车间里遇到的疲劳断裂问题。过去我们只能被动地优化参数，现在，通过理解这些材料的“内在脾气”，我们开始尝试主动设计晶粒结构来抵抗这些应力。这种从宏观现象到微观机理，再回到更优化宏观实践的闭环思考模式，是这套书给予我的最大财富。它不是简单地告诉你“什么新东西出现了”，而是告诉你“为什么新东西会是这样，以及它如何改变我们看待旧问题的角度”，这种深层次的认知重塑，才是真正的学术价值所在。

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这套书最让我感到惊喜的是其对交叉学科融合的深度整合能力。我一直觉得，现代材料科学的发展已经远远超出了传统意义上“冶金学”或“化学”的范畴，而这套书完美地体现了这一点。例如，在讨论生物相容性材料时，它不仅仅引用了高分子化学的知识，还穿插了最新的细胞生物学研究成果，甚至对某些特定的应力环境，还借鉴了计算流体力学的模型。这种跨领域的知识嫁接处理得非常自然流畅，毫不突兀，仿佛这些学科本来就应该在一起探讨问题。更难能可贵的是，作者们在描述新技术时，对伦理和社会影响的探讨也给予了足够的篇幅。比如，某些新型能源材料的稀有元素依赖性问题，书中就非常客观地指出了其潜在的供应链风险，这表明作者们的视野不仅局限于实验室的“小世界”，而是放眼到了全球的资源配置与可持续发展的大图景。这种宏观与微观兼顾，理论与应用并重的态度，让整本书的厚度与广度都得到了极大的提升，读完后感觉自己对整个科技生态系统的理解都上升了一个层次。

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我花了整整一周的时间，才算是初步消化了这本书中关于“纳米结构材料的界面调控”那一章节的内容。坦白讲，初读时确实感到吃力，但这种“吃力”并非源于文字的晦涩，而是因为作者挖掘得实在太深了。他们没有停留在现象的描述上，而是深入到微观尺度，用近乎哲学思辨的方式探讨了能量耗散与结构稳定性的辩证关系。特别是书中引用的几个关键实验数据，那些精细到皮米的测量结果，让人不得不佩服这背后研究团队的耐心与严谨。我特别喜欢作者在讨论某项突破性进展时，所采用的那种“历史回顾与未来展望”相结合的叙事手法。他们会先铺陈传统方法遇到了哪些瓶颈，然后才引出新进展如何巧妙地绕过了这些障碍，这种层层递进的叙事张力，极大地激发了读者的求知欲。每当读到关键的公式推导部分，我都会忍不住停下来，自己拿笔演算一遍，确认每一个变量的物理意义和数学逻辑，那种“茅塞顿开”的快感，是单纯阅读科普读物无法比拟的。这哪里是教科书，分明是一场高水平的思维体操训练。

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