无机及分析化学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:董元彦 编

出品人:

页数:334

译者:

出版时间:2004-8

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787030082664

丛书系列:

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• 考研
• 无机化学
• 分析化学
• 化学
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现代材料科学基础：从微观到宏观的探索 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代材料科学基础知识体系，重点关注材料的微观结构、宏观性能及其在工程应用中的行为。不同于传统化学学科侧重于物质的组成和反应规律，本书将材料科学视为一门跨学科的综合性领域，深度融合了物理学、化学、工程学以及计算模拟的最新进展。 全书内容围绕材料的“结构-性能-加工-应用”这一核心逻辑展开，力求使读者不仅理解材料“是什么”，更能洞悉其“为什么”具有特定的性质，以及“如何”通过调控来优化其功能。 第一部分：材料的微观世界与基本分类 本部分首先奠定了材料科学的理论基础。我们将从原子尺度出发，详细阐述晶体结构理论，包括晶格点阵、晶胞、晶向指数（密勒指数）的确定与意义。重点讨论理想晶体与实际晶体之间的差异，深入剖析各类晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷）对材料宏观力学性能和电学性能的决定性影响。 随后，内容转向四大类基础材料的系统介绍： 1. 金属材料： 探讨金属的共价键和自由电子模型，解释金属的延展性、导电性和光泽的本质。详细介绍常见的晶体结构（如FCC、BCC、HCP）及其对相变的影响。着重分析合金化原理，如固溶强化、沉淀强化、晶界强化机制，并引入相图分析的基本方法，以理解固态反应和热处理工艺的物理化学基础。 2. 陶瓷材料： 侧重于离子键和共价键占主导的化合物。解析陶瓷的固有高硬度、耐高温和化学惰性的来源。深入探讨晶体结构对称性与压电效应、铁电效应之间的内在联系。重点讨论粉体制备、烧结过程中的致密化机理，以及气孔率对材料强度的影响模型。 3. 高分子材料（聚合物）： 从单体到聚合物的合成过程出发，讲解聚合反应的类型（加聚、缩聚）。详细阐述聚合物的微观结构特征，如链段柔性、结晶度、玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）。通过粘弹性理论，解释聚合物在不同温度和应力作用下的流变行为，这是理解橡胶、塑料和纤维性能的关键。 4. 复合材料： 介绍纤维增强复合材料（FRP）和粒子增强复合材料的界面设计原则。着重分析材料性能的各向异性特征，以及如何通过界面优化（如偶联剂的使用）来实现性能的协同增强。 第二部分：材料的性能及其热力学与动力学控制 本部分将性能的探讨提升到更严格的物理化学和动力学层面。 1. 热力学基础： 应用吉布斯自由能、相平衡条件（如柯歇尔方程）来预测材料在不同温度和压力下的稳定性。详细分析固态反应的驱动力，如扩散过程中的化学势梯度。 2. 输运现象： 深入研究电、热、质量在材料中的传输机制。在电学方面，区分导体、半导体和绝缘体的能带结构理论，并引入掺杂如何精确调控半导体的导电类型和载流子浓度。在扩散方面，引入菲克定律，分析原子在晶格缺陷中迁移的激活能，解释热激活过程在材料老化和蠕变中的作用。 3. 力学性能的深入解析： 超越简单的应力-应变曲线，探讨材料的断裂韧性（KIC）、疲劳极限和蠕变行为。引入位错理论，解释金属的塑性变形机制——位错的产生、运动和交互作用如何决定材料的加工硬化程度和屈服强度。针对脆性材料，分析Griffith裂纹扩展的能量判据。 第三部分：材料的加工、处理与新兴领域 材料的最终性能高度依赖于其加工历史。本部分聚焦于如何通过人为干预来塑造材料的性能。 1. 热处理工艺： 详细阐述退火、正火、淬火和回火在钢材和铝合金中的应用。以Fe-C相图为例，解释相变过程（如珠光体、马氏体转变）的动力学控制，以及冷却速率如何决定最终微观结构和机械性能的权衡。 2. 表面工程： 讨论如何通过表面改性技术来提升材料的耐磨损和抗腐蚀性能。内容包括气相沉积（CVD/PVD）、渗碳/渗氮等热化学扩散过程，以及离子束辅助的表面改性技术。 3. 新型功能材料概览： 展望材料科学的前沿领域，介绍智能材料的基本概念。包括： 磁性材料： 铁磁性、抗磁性与顺磁性的微观起源，以及磁畴理论。 光学材料： 介电常数与折射率的调控，以及薄膜光学在光电器件中的应用。 生物材料： 介绍生物相容性、生物活性与可降解性材料的设计原则，关注其在组织工程和植入体中的挑战与机遇。 全书贯穿大量的工程实例和定量分析模型，旨在培养读者运用科学原理解决实际材料问题的能力。通过对不同材料体系的结构与性能进行对比分析，读者将建立起宏观的材料视野和严谨的科学思维。

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我必须承认，这本书在基础理论的阐述上，确实是下足了功夫的。对于化学键的形成、热力学第二定律的引入，以及酸碱电离平衡的深度挖掘，作者的处理方式非常扎实和严谨，几乎达到了教科书的标准范本级别。特别是它对“活度”和“有效浓度”等高级概念的引入，没有采取一蹴而就的方式，而是通过一系列层层递进的近似和修正，让读者能够体会到这些理论工具是如何从理想状态一步步逼近真实体系的。这使得我在后续学习更前沿的物理化学或者分析化学时，基础非常牢固，那些复杂的公式不再是孤立的符号堆砌，而是有其深厚的理论根源作为支撑。但话说回来，对于那些未来不打算从事纯粹化学研究的学生来说，这本书的某些内容深度显得有些“溢出”了，比如关于某些特定配合物的详细稳定常数列表，我估计在实际应用中很少会用到，阅读时只能囫囵吞枣地略过，这多少有些浪费时间。

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说实话，这本书的排版和插图设计，真的有待商榷。对于一门需要大量图示来辅助理解的学科来说，这里的配图显得有些单调和过时了。很多重要的分子结构图或者实验装置图，如果不是我自己在网上或者通过其他更现代的资源去查找补充，仅仅依靠书上的黑白线条图，我很难真正建立起空间感和立体感。特别是涉及到晶体结构和轨道杂化的部分，书上简单的二维表示法，让我初期理解起来颇费周折，经常需要对照着手机屏幕上的3D模型才能勉强跟上作者的论述。另外，这本书的习题部分虽然数量不少，覆盖面也广，但有些题目的解析过于简略，尤其是那些需要多步推理的综合性大题，书上常常只是给出了最终答案，而缺失了详细的解题思路或关键步骤的提示。这对于我们这些习惯于通过“模仿”来学习的学生来说，无疑增加了一层学习的难度，很多时候，我们并不知道自己错在哪里，是概念理解有偏差，还是计算环节出了问题。

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从考试的角度来看，这本书绝对是“压箱底”的参考资料。它几乎涵盖了所有可能出现在期末考试或者资格考试中的知识点，而且出题的覆盖面非常全面，从最基础的摩尔概念到复杂的配位化学，几乎没有遗漏。我周围的同学，凡是期末成绩名列前茅的，无一例外都把这本书翻烂了，上面密密麻麻的批注和重点标记，简直就是一本“私人定制”的提分宝典。但是，这本书的另一个特点是，它对一些“灰色地带”或者特定背景下的例外情况，阐述得不够清晰。化学世界充满了“特例”，而这本书在强调普适规律的同时，对那些不遵循主流规则的现象，往往只是简单提及，没有提供足够的背景解释。这导致我在面对那些“送分陷阱”或需要灵活变通的题目时，会因为过于依赖书本的“标准答案”而感到束手无策。可以说，它教会了我“是什么”，但有时没能完全教会我“为什么会这样，以及在什么情况下会变成那样”。

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这本书的语言风格，用一个词来形容，就是“克制”。它很少使用感性的词汇去煽动读者的学习热情，更像是冷静的记录者，一丝不苟地陈述事实和理论。这种风格的优点是避免了不必要的干扰，保证了信息的纯粹性；但缺点也同样明显，那就是在讲述一些相对抽象的概念时，显得有些干巴巴的，缺乏必要的“引人入胜”之处。我记得有好几次，我都是在图书馆翻到快睡着的时候，才被一个突如其来的、看似很重要的定义惊醒。如果作者能在每一章的开头或者结尾，加入一些与现实生活或前沿科技相关的应用案例作为引子或总结，哪怕只是几段小小的脚注，相信对于提高读者的学习兴趣和保持专注度会有极大的帮助。现在这样，内容虽好，但阅读体验上确实略显沉闷。

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这本厚重的教科书，拿到手里沉甸甸的，封面设计倒是中规中矩，没有什么特别出彩的地方，但字里行间透着一股严谨和专业的气息。我是在大学二年级接触到这本书的，当时对化学的理解还停留在高中那个比较基础的层面，所以刚开始翻阅的时候，那种扑面而来的专业术语和复杂的公式符号，说实话，有点让人望而生畏。它不像市面上那些为了迎合大众口味而写得轻松愉快的科普读物，这本书的目标群体显然是那些真正想深入学习化学这门学科的学生。我记得有一次为了弄懂一个电化学平衡的计算过程，我花了整整一个下午，对照着书上的例题和详细的步骤，反反复复地推演，那种茅塞顿开的感觉，至今记忆犹新。这本书的优点在于它的逻辑性极强，章节之间的衔接非常自然，虽然内容深度较大，但只要跟着作者的思路一步步走下去，就能构建起一个相对完整的知识体系。不过，对于初学者来说，可能需要一些耐心和毅力去啃下这块“硬骨头”。

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