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出版者:化学工业

作者:张荣强

出品人:

页数:59

译者:

出版时间:2004-10

价格:20.0

装帧:平装

isbn号码:9787502560867

丛书系列:

图书标签:

• 778
• 工业设计
• 产品设计
• 设计方法
• 设计流程
• 创新设计
• 人机工程学
• 材料工艺
• 造型设计
• 设计史
• 设计理论

现代材料科学前沿探索 内容简介 《现代材料科学前沿探索》是一部深入剖析当代材料科学领域最新突破与未来发展方向的专业著作。本书汇集了多位国际知名材料学家和工程专家的智慧结晶，旨在为材料研究人员、工程师、高年级本科生及研究生提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识平台。全书内容紧密围绕当前科技革命的核心驱动力——新材料的研发与应用展开，涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔范畴。 本书结构严谨，逻辑清晰，共分为六大部分，三十余个章节，力求在展现材料科学广度的同时，又不失对其核心机制的深度挖掘。 第一部分：基础理论的革新与深化 本部分着重于对材料科学基础理论体系的梳理与拓展。重点讨论了量子力学在材料性质预测中的精确化应用，特别是如何利用密度泛函理论（DFT）和第一性原理计算，更准确地预测新型化合物的结构稳定性、电子能带结构及磁学特性。书中详细阐述了晶体缺陷理论在理解材料宏观性能差异中的关键作用，并引入了近年来兴起的“拓扑材料”概念，解释了拓扑绝缘体和拓扑半金属的独特电子结构及其潜在的低能耗电子学应用前景。此外，还对材料的非平衡态热力学进行了深入探讨，为理解快速成型、极端条件下的材料演化提供了理论框架。 第二部分：先进结构材料的突破 本部分聚焦于结构材料领域近年来取得的重大进展，特别是那些对航空航天、高端制造至关重要的材料体系。 超高强度与韧性合金： 详细介绍了高熵合金（HEAs）的设计原理、制备工艺及其在极端温度下的力学行为。重点分析了通过晶界工程、析出相调控等手段实现强度与塑性协同提升的技术路径。 先进复合材料： 深入探讨了碳纳米管（CNTs）和石墨烯增强的金属基、陶瓷基复合材料的界面控制技术。书中展示了通过原位生长法优化纤维/基体界面，有效提高复合材料的抗疲劳性能和损伤容限的最新研究成果。 增材制造（3D打印）材料体系： 论述了针对激光选区熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造工艺的专用材料特性要求，特别是对打印过程中快速凝固导致的微观结构演变及其对最终性能影响的模拟与表征方法。 第三部分：功能材料的智能化与多功能化 功能材料是当前材料科学研究的热点，本部分系统介绍了具有特定电、磁、光、热响应特性的材料及其在信息技术和能源领域的前沿应用。 智能响应材料： 重点分析了形状记忆合金（SMAs）的驱动机制、响应速度优化，以及磁致伸缩材料在精密驱动器中的应用。同时，对自修复高分子材料的微胶囊技术和本征修复机制进行了详尽的阐述。 光电功能材料： 集中讨论了钙钛矿太阳能电池的稳定性问题和效率提升策略，深入剖析了有机发光二极管（OLEDs）中电荷传输层和发光层的界面效应。书中还包含了新型光纤材料在太赫兹波段应用的最新进展。 磁性材料与信息存储： 介绍了斯格明子（Skyrmions）等新型拓扑磁结构在下一代非易失性存储器（MRAM）中的潜力，及其对材料维度和界面耦合的要求。 第四部分：能源材料的革命性进展 能源是人类社会发展的永恒主题，本部分围绕高效储能和清洁能源转化两大方向展开论述。 下一代电池技术： 全面评估了固态电解质（氧化物、硫化物、聚合物）的离子导电性调控，并探讨了锂硫电池、钠离子电池等后锂离子时代体系面临的关键挑战（如体积膨胀、界面副反应）。书中对金属锂负极的枝晶生长抑制策略进行了详细的工程化分析。 催化与转化材料： 阐述了单原子催化剂（SACs）的设计原理，如何通过精确调控活性位点实现高选择性和高效率的电催化析氧/析氢反应。此外，还探讨了用于二氧化碳捕获与转化的多孔配位聚合物（MOFs）的结构设计。 第五部分：生物材料与交叉学科前沿 本部分体现了材料科学向生命科学深度融合的趋势，强调了材料在生物医学工程中的关键作用。 生物相容性与可降解材料： 详细介绍了用于组织工程支架的生物活性玻璃、形状记忆聚合物的生物力学匹配性研究。特别关注了可植入器件的生物腐蚀机制与长期稳定性。 药物递送系统： 探讨了基于纳米颗粒（如脂质体、聚合物胶束）的主动靶向药物递送策略，以及pH敏感、温度敏感等智能触发型释放系统的构建。 第六部分：计算材料学与人工智能的融合 最后一部分展望了材料科学的研究范式转变。计算材料学已不再是辅助工具，而是成为发现新材料的核心引擎。 高通量计算与材料基因组计划： 介绍了如何利用自动化实验平台与先进的计算模型相结合，加速材料的筛选和优化过程。 机器学习在材料发现中的应用： 重点分析了深度学习模型（如图神经网络GNN）如何从庞大的材料数据库中学习结构-性质关系，用于预测未知材料的性能、优化合成路径，并指导实验设计，极大地提高了研发效率。 《现代材料科学前沿探索》以其前瞻性的视野、严谨的学术态度和详实的案例分析，成为当前材料科学领域不可或缺的参考读物。它不仅系统梳理了过去十年的成就，更为未来材料的创新指明了方向。

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最后一个角度，我希望这套丛书能激发我们对设计伦理和未来责任的思考。在消费主义盛行的今天，工业设计肩负着巨大的社会责任。一本真正有深度的设计丛书，不应该回避关于“过度设计”或“产品寿命终结”等尖锐话题。我希望书中能探讨，如何设计出耐用、易于升级换代，甚至是具有情感依恋价值的产品，从而对抗“计划报废”。例如，探讨设计师如何利用材料科学的进步来减少环境足迹，或者如何设计出更具包容性的产品，考虑到老年用户或残障人士的需求。如果这套书能够引领读者思考“设计的终极目的是什么”，不仅仅是为了销售，更是为了提升人类的生活质量和地球的可持续性，那么它的价值就超越了纯粹的技术和艺术范畴，成为了一部具有人文关怀的当代设计宣言。这种对“善设计”的追求，才是衡量一本设计丛书是否卓越的最终标尺。

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这部关于“工业产品设计丛书”的评价，我希望能从几个不同的角度来分享我的阅读体验，尽管我没有直接接触过这本书，但可以基于我对设计领域的理解，去“想象”和“评价”一本优秀的工业产品设计丛书可能带来的价值和影响。 翻开这套书，最先触动我的是它那种严谨而又充满活力的气息。我一直觉得，好的设计不仅仅是表面的美观，更是对人类行为深刻洞察的体现。我期望这套丛书能够深入剖析从概念诞生到最终落地的全过程，不仅仅是展示那些光鲜亮丽的最终产品，而是去挖掘那些隐藏在背后的设计决策逻辑。比如，如何平衡功能性与情感化表达？如何通过材料的选择来传达品牌的调性？我特别关注那些关于“用户研究”和“人机交互”的篇章，因为在我看来，工业设计真正的核心竞争力在于它能否让冰冷的技术产品，变得有温度、易于使用，甚至能与用户产生情感连接。如果这本书能够提供扎实的案例分析，展示设计迭代过程中遇到的真实困境以及设计师们如何用创造性的思维去克服它们，那它对于初入行或希望提升设计思维深度的读者来说，无疑是极其宝贵的精神食粮。它应该是一本能够激发我们重新审视日常生活中那些被我们视为理所当然的设计的“工具书”和“思想启迪录”。

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作为一名长期关注制造业升级转型的观察者，我更期待这套“工业产品设计丛书”能够站在一个更高的战略层面去审视设计在现代产业生态中的位置。今天的工业设计早已超越了单纯的美学范畴，它与供应链管理、可持续发展、甚至企业文化紧密交织。我希望看到的不仅仅是漂亮的渲染图，而是关于“设计驱动创新”的系统性论述。例如，书中是否探讨了如何将循环经济的理念融入到产品生命周期的每一个环节？在面对全球供应链碎片化和快速变化的市场需求时，设计团队如何构建快速响应的敏捷开发流程？如果这本书能涵盖工业4.0背景下，设计如何与数字化制造、增材制造等前沿技术进行深度融合的实践路径，那就太棒了。这种前瞻性和战略指导性，对于那些希望将设计部门从成本中心转变为利润中心的企业管理者和资深设计师来说，价值是无可估量的。它不应该仅仅停留在“做什么”的层面，更要深入到“为什么这样做”以及“如何构建一个支撑持续创新的设计体系”。

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我最近在研究一些经典案例的“失败”教训，因为错误往往比成功能揭示更多本质性的东西。所以，我非常好奇，这套“工业产品设计丛书”在介绍成功案例时，是否也秉持着一种批判性的眼光？真正的设计大师，往往是那些敢于挑战行业惯例，并且能够清晰阐述其颠覆性思维的人。我期待看到书中对那些曾经被市场冷遇，但其设计理念在今天看来却极其前卫的产品进行深度剖析。比如，早期对模块化设计、可修复性或低功耗设计的探索。如果丛书能够呈现不同文化背景下设计哲学的差异，例如北欧的极简主义如何与东亚的复杂性美学进行对话和融合，那将极大地拓宽读者的国际视野。对我而言，阅读设计书籍的乐趣，很大程度上来自于对那些“不走寻常路”的设计师思维模式的模仿与学习，理解他们是如何在严格的技术限制下，找到突破口，并最终定义新的设计语言。

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从实用性的角度出发，这套丛书如果能够提供一套可操作的“工具箱”，那将是极具吸引力的。我指的是那些具体到执行层面的方法论，而不是空泛的理论阐述。比如，在工业设计的初期阶段，如何构建一套高效的头脑风暴模型？如何使用物理原型而不是单纯的软件模拟来快速验证设计假设？对于结构设计和外观造型的耦合问题，书中是否有提供详尽的流程图或清单供参考？特别是在涉及到复杂机械结构或精密电子产品时，设计师如何与工程师进行无缝协作，避免“设计完美但无法制造”的窘境？如果能看到一些关于特定行业设计规范（如医疗器械、航空航天内饰）的介绍，哪怕是概述性的，都会让这本书的参考价值飙升。我更倾向于那些排版清晰、图文并茂，能够让人在动手实践时随时翻阅并找到对应指导的参考资料，而不是那种只能用来陈列的书籍。

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