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出版者:高等教育出版社

作者:高文焕

出品人:

页数:525

译者:

出版时间:2006-6

价格:38.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040160307

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现代材料科学前沿：从原子尺度到宏观应用 本书导言： 在二十一世纪的科技浪潮中，材料科学已成为驱动工业进步、解决能源危机和实现生命健康突破的核心动力。本书《现代材料科学前沿：从原子尺度到宏观应用》并非聚焦于传统的电路或电子元件，而是将视野投向物质世界的微观结构、本征性质以及如何通过精确调控实现前所未有的宏观功能。它旨在为材料学、化学、物理学及相关工程领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面、深入且与时俱进的知识框架。 本书结构清晰，分为四个主要部分，层层递进，确保读者能够从基础理论扎实地过渡到尖端应用。 --- 第一部分：材料科学的理论基石与微观结构 本部分奠定理解先进材料行为的理论基础，深入探讨材料的原子排列、电子结构及其对宏观特性的决定性影响。 第一章：晶体结构与缺陷工程 本章首先回顾晶体学的基本原理，包括布拉维点阵、密堆积结构以及不同晶系（如体心立方、面心立方、六方最密堆积）的几何特性。重点在于解释晶格常数、晶向指数（米勒指数）和晶面指数的计算与应用。 随后，深入分析晶体缺陷的分类与重要性。从点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）开始，探讨它们如何影响材料的扩散过程和电学性能。继而深入线缺陷（位错），详细阐述刃型位错和螺型位错的 Burgers 矢量和应力场，并解释其在塑性变形，特别是加工硬化中的核心作用。最后，讨论面缺陷（晶界、孪晶界）对材料电学和力学性能的阻碍效应。本章强调“缺陷是材料的特性，而非仅仅是‘杂质’”，为后续的性能调控打下基础。 第二章：电子结构与能带理论 本章是理解半导体、导体和绝缘体之间本质区别的关键。我们从量子力学基础出发，引入布洛赫定理，解释周期性势场中电子的薛定谔方程解的形式。核心内容聚焦于能带理论：如何从紧束缚模型和自由电子模型过渡到完整的能量带结构图。详细分析价带、导带和禁带宽度（Band Gap）的概念，并讨论有效质量的物理意义及其对载流子迁移率的影响。此外，还涵盖了费米能级在不同温度和掺杂条件下的变化规律，以及本征半导体与杂质半导体的载流子浓度计算。 第三章：原子间作用力与热力学基础 本章回顾驱动材料形成和演化的热力学驱动力。重点分析不同类型的原子间结合力：离子键、共价键、金属键、范德华力（包括伦敦色散力和偶极-偶极作用）以及氢键。通过比较键能、键长和键角，解释不同材料体系（如陶瓷、聚合物和金属）的宏观硬度、熔点和导热性的差异。热力学方面，深入探讨相图分析：单组分、二元合金体系的相律、共晶点、共熔点和固溶体区域的绘制与解读。理解吉布斯自由能最小化原理在材料稳定性和反应动力学中的指导作用。 --- 第二部分：功能材料的定制与合成 本部分着眼于如何通过精确的化学合成和结构控制，创造出具有特定电、磁、光、热功能的先进材料。 第四章：先进陶瓷与生物相容性材料 本章聚焦于高强度、耐高温、耐腐蚀的陶瓷材料。详细介绍氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）和非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的制备工艺，特别是粉末冶金法和烧结过程中致密度和晶粒尺寸的控制。深入讨论氧化锆的相变增韧机制，这是理解其优异韧性的关键。在生物材料方面，探讨生物活性玻璃和钛合金在植入体中的应用，重点分析其生物相容性、生物降解速率的调控，以及表面改性技术如何促进骨细胞的整合。 第五章：磁性材料的原理与应用 本章系统梳理磁性的来源，从朗之万理论到居里点的概念。详细区分抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性与亚铁磁性。核心内容在于磁畴理论，解释磁滞回线的形成机制，以及矫顽力、剩磁和饱和磁化强度等关键参数的物理意义。深入研究永磁材料（如NdFeB、铁氧体）的高性能化途径，以及软磁材料（如坡莫合金）在电感和变压器中的应用。此外，简要介绍巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）在自旋电子学中的前沿应用。 第六章：光电转换与半导体器件基础 本章探讨材料如何与光相互作用。首先阐述光吸收、光致发光和电致发光的物理过程，包括载流子复合的辐射与非辐射机制。重点讨论发光二极管（LED）和激光器中的能带结构设计。在太阳能领域，深入分析光伏效应，对比晶体硅、薄膜太阳能电池（如CIGS）和钙钛矿材料的效率瓶颈与优势。强调载流子分离和传输在光电器件中的关键作用。 --- 第三部分：聚合物与软物质的构筑 本部分转向那些具有独特柔性、可加工性和刺激响应性的长链分子体系。 第七章：高分子科学与结构-性能关系 本章从聚合反应（加聚与缩聚）的机制出发，解析分子量及其分布对聚合物机械性能的决定性影响。详细论述聚合物的构象、链缠结现象。重点分析玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）的概念及其对材料加工窗口的约束。探讨结晶度在聚烯烃和聚酰胺中的重要性。本章还将介绍共聚物的设计策略，如嵌段共聚物在自组装中的应用。 第八章：刺激响应性软材料 本章聚焦于“智能”高分子。深入探讨水凝胶的溶胀/脱水行为，以及它们如何响应pH值、温度（如PNIPAm）或光照的变化。分析形状记忆聚合物的加载、固定和恢复过程中的微观机制。讨论电活性聚合物（EAP），作为人工肌肉和传感器材料的前景。本章强调如何通过精细调控高分子网络结构，实现对外部刺激的精确、可逆响应。 --- 第四部分：先进制造与材料表征 本部分将理论与实践相结合，介绍先进材料的加工方法以及确保质量和理解行为所需的关键表征技术。 第九章：增材制造（3D打印）中的材料挑战 本章探讨增材制造技术（如激光熔融沉积LMD、选择性激光烧结SLS）对材料提出的新要求。分析粉末材料的流动性、烧结动力学在快速成型中的重要性。重点讨论梯度材料的设计，即如何通过控制打印参数实现同一部件内部材料性能的平滑过渡，以解决应力集中问题。介绍高熵合金在增材制造中的新兴应用，以及其独特的晶体结构优势。 第十章：材料的无损表征技术 本章是理解材料内部结构的“眼睛”。详细介绍X射线衍射（XRD）在晶体结构确定、残余应力分析和晶粒尺寸估计中的应用原理。深入讲解扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的成像原理（二次电子、背散射电子、透射电子），并重点阐述能量色散X射线光谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）在元素分析和化学态分析中的应用。最后，介绍原子力显微镜（AFM）在表面形貌和力学性能成像中的独特优势。 --- 结语： 本书通过对原子尺度理论的严谨论述和对前沿功能材料的广泛覆盖，力求构建一个连贯的知识体系，激励读者超越传统学科的界限，投身于未来材料科学的创新实践中。

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说实话，我本来以为这本关于电子线路的书会是一场与枯燥定义和繁复数学推导的苦战，但阅读体验完全超出了我的预期。这本书的语言风格异常的“接地气”，仿佛是哪位经验丰富的老工程师在手把手教你。我尤其欣赏作者在处理一些经典电路分析时所展现出的那种“庖丁解牛”般的功力。它不是简单地给出结论，而是带着读者一层层剥开问题的本质。例如，在分析反馈放大器时，书中对正反馈和负反馈的讨论，深入浅出地阐述了它们对电路稳定性和增益控制的影响，那些原本在其他资料中让我望而却步的闭环增益计算，在这里变得逻辑清晰，步骤分明。更让我感到惊喜的是，书中对实际应用中的“陷阱”也有所提及。它没有粉饰太平，而是直言不讳地指出了在元件选型、PCB布局等方面可能遇到的实际困难，甚至给出了很多避免常见错误的“经验之谈”。这种将理论与“血淋淋”的实践经验相结合的写法，极大地提升了这本书的实用价值。对于正在努力从理论走向工程实践的我们来说，这种务实的态度，比任何华丽的辞藻都来得珍贵和受用。

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这本书的排版和图示设计简直是电子工程读物中的一股清流。很多技术书籍总是将复杂的电路图塞得满满当当，让人眼花缭乱，但这本《电子线路基础》在视觉呈现上做了极大的优化。电路图的布局清晰、元件标识规范，配合恰到好处的注释，使得即便是第一次接触某个电路拓扑的我，也能迅速定位核心路径。除了标准的原理图，书中还穿插了一些结构框图，这些框图有效地帮助我把握住了整个系统的信号流向和功能划分，这对于理解大型系统（比如一个简单的收音机或电源模块）的整体架构至关重要。我发现，作者在讲解元器件的选型时，并没有局限于传统的BJT或MOS管，而是对几种主流器件的优缺点进行了客观的对比分析，这极大地拓宽了我的视野，让我理解了为什么在不同的应用场景下，工程师们会做出不同的选择。整本书的语言风格保持了一种成熟的学术严谨性，但在需要解释关键概念时，又会适当地运用一些富有启发性的问句来引导读者思考。这本书读完后，我感觉自己对电子线路的“直觉”得到了极大的增强，不再是生硬地套公式，而是能对一个电路的性能走向有一个大致的预判。

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这本《电子线路基础》真的给我带来了不小的触动，它不仅仅是一本教科书，更像是一本深入浅出的向导，带领我这个对电子世界充满好奇的初学者，一步步揭开了集成电路和元器件的神秘面纱。刚翻开书的时候，我还有点担心会遇到太多晦涩难懂的公式和理论，但作者的叙述方式非常巧妙，总能用生动的比喻来解释那些复杂的概念。比如，讲解电阻、电容、电感这些基础元件时，作者没有停留在枯燥的定义上，而是通过模拟水流、蓄水池等生活化的场景，让我立刻抓住了它们在电路中的作用和相互关系。这本书的结构安排也十分合理，从最基本的电路定律讲起，逐步过渡到半导体器件，再到常用的放大电路和振荡电路。尤其值得称赞的是，书中对每一个电路模块的分析，都清晰地展示了其工作原理、设计考量以及实际应用中的注意事项，这对于我后续进行一些小型动手实验时，提供了非常扎实的理论支撑和实践指导。我特别喜欢书里那些精心绘制的原理图和波形图，它们清晰明了，让原本抽象的电流和电压变化变得触手可及。这本书的价值在于，它成功地架起了理论知识与工程实践之间的桥梁，让我不再是死记硬背，而是真正理解了“电子”是如何在我们的设备中默默工作的。

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翻开这本书，首先感受到的是一种宁静而有条理的氛围，仿佛作者正在引领我们进行一次精密的科学考察。我个人对电路中的时域响应和频域分析尤其感兴趣，而这本书在这方面的处理方式，堪称一绝。它不是简单地扔出拉普拉斯变换的公式，而是首先通过RC、RL电路在阶跃信号下的瞬态表现，直观地展示了时间常数的物理意义，让你真切感受到“时间”在电路中是如何被“记忆”和“延迟”的。当进入到频域分析时，波特图的引入和讲解也是循序渐进，从低通到高通，再到带通滤波器的设计，每一步的推导都伴随着对截止频率、带宽等关键指标的深入解读。我甚至发现，书中的某些章节对非线性电路的分析，也比我之前看过的任何资料都要深入和清晰。它并未回避电路在非线性状态下的复杂性，而是提供了一套系统性的、可操作的分析框架。这本书的深度和广度，使得它不仅适用于初学者打基础，对于有一定经验的工程师回顾和查阅特定模块的深入原理，也同样具有极高的参考价值。它不是一本快餐式的读物，而是一部需要细细品味的经典。

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这本《电子线路基础》给我最大的感受就是其严谨性和覆盖面的广博。我用它来辅助我学习一些更深入的数字电路和微处理器接口知识时，发现它提供的基础殿堂是多么的坚固。这本书在基础理论的阐述上，几乎没有留下任何含糊不清的地方。它对于基尔霍夫定律、戴维南/诺顿定理等基础分析工具的讲解，达到了教科书级别的精准。但与传统晦涩的教材不同，它总能在关键节点插入一些历史背景或者不同分析方法的比较，这让知识点的记忆不再是孤立的，而是融入了一个知识体系。特别是对于运算放大器的部分，作者花了大量的篇幅去讲解其理想模型到实际模型的演变过程，这对于理解后继的滤波器设计至关重要。我特别注意到，书中对器件参数的讨论非常细致，比如晶体管的$eta$值、饱和区和截止区的电压边界等，都给出了具体的范围和影响分析。这种对细节的执着，确保了读者在应用这些知识时，能够预见到不同工作点可能带来的性能差异。这本书更像是一部工具手册，让你在构建任何复杂电路之前，都能找到最可靠的理论基石。

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残害脑细胞

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大二下。

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很到位的教材

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高老的书，汇聚了他40年来教案的精华，哺育一代代学子。高老以他的敬业精神和对教育事业的热爱，写成了这本书。高老和他的模电，可谓清华电子之魂，致敬！

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很到位的教材