核材料(第1部分)//材料科学与技术丛书(第10A卷). pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:B·R·T·弗罗斯特

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页数:0

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出版时间:1900-01-01

价格:73.0

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isbn号码:9787030070166

丛书系列:材料科学与技术丛书

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• 核材料
• 材料科学
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材料科学与技术丛书（第10B卷）：先进功能材料的合成与应用 丛书总序 “材料科学与技术丛书”旨在系统、深入地探讨当代材料科学领域的前沿理论、关键技术以及新兴应用。本丛书汇集了全球顶尖学者和资深工程师的智慧，力求为材料研究人员、工程师、教育工作者以及政策制定者提供权威、详实且富有洞察力的参考资料。随着全球科技的飞速发展，新材料的发现与应用正日益成为推动社会进步的核心驱动力。从能源转换到信息技术，从生物医学到高端制造，材料的性能与创新直接决定了技术的上限。本丛书的出版，正是为了应对这一时代挑战，促进跨学科交流与合作，加速基础研究成果向实际应用转化的进程。 第10卷专题聚焦：功能材料的范式转变 第十卷被规划为对“功能材料”这一核心领域的深度剖析。功能材料，区别于传统结构材料，其核心价值在于其独特的光、电、磁、热、声等特定物理或化学功能。它们是现代高科技产业的基石。第10卷将分上下两册进行阐述，上册（10A卷）聚焦于某些特定、基础性功能材料的性质与制备，而本册——《材料科学与技术丛书：先进功能材料的合成与应用》（第10B卷）——则将视野扩展到更具前瞻性、多功能集成化以及新兴应用领域的高端功能材料。 本卷将围绕以下几个关键主题展开，旨在描绘当前先进功能材料研究的版图与未来走向： --- 第一部分：智能与响应性材料体系 本部分探讨那些能够对外界刺激（如温度、光照、电场、磁场、pH值或应力）产生可逆或定向响应的材料。这种“智能”特性赋予了材料自我调节、传感甚至执行的能力。 第一章：高精度形状记忆合金与聚合物 本章深入探讨了新一代的镍钛（NiTi）基合金（如高阻尼NiTi-Hf系统）的相变动力学与织构控制。重点分析了如何通过热处理和应变控制来优化其超弹性窗口和疲劳寿命。同时，对可逆聚合物网络（如动态共价键网络）的构建方法进行了详尽介绍，包括硫醇-烯点击化学在自修复高分子中的应用。讨论了这些材料在微机电系统（MEMS）中的驱动器设计，以及在生物植入器械中实现低应力屏蔽的挑战。 第二章：电活性与磁活性复合材料 重点关注介电弹性体（DEs）和磁流变液（MRFs）的界面工程。在DEs方面，分析了引入纳米填料（如氧化石墨烯、碳纳米管）以增强其机电耦合效率的同时，如何抑制电击穿的发生。对于MRFs，深入研究了磁性纳米粒子的表面改性策略，以实现更稳定的悬浮液和更快的黏度响应时间。应用案例集中于软体机器人的致动器设计和先进阻尼系统的优化。 第三章：光响应性分子机器与开关 本章聚焦于利用光能实现分子尺度上可控运动的体系。详细阐述了偶氮苯、螺吡喃等光致异构分子在液晶基质或聚合物薄膜中的嵌入技术。讨论了如何通过调控薄膜厚度和光照波长，实现纳米尺度的光刻、光控药物释放系统的设计原理与实验验证。 --- 第二部分：新能源转换与储存材料的革新 本部分专注于提高能源系统的效率、稳定性和可持续性所需的关键功能材料。 第四章：下一代固态电解质与界面稳定 随着锂离子电池向更高能量密度发展的需求，本章着重分析了无机固态电解质（如LLZO、NASICON结构陶瓷）的离子传导机制。关键内容包括如何通过杂质掺杂（如Ga、Al）来抑制晶界电阻，以及如何利用原位聚合技术在电极/电解质界面形成有效的固体电解质界面（SEI）层，从而克服接触阻抗和锂枝晶生长问题。 第五章：高效光催化剂的表面工程 本章探讨了用于水分解制氢和二氧化碳还原的半导体光催化剂（如改性TiO2、氮化碳）的性能提升策略。核心内容在于界面工程，包括贵金属纳米粒子（如Pt、Rh）的单原子锚定技术，以及通过表面缺陷工程调控费米能级，以优化光生载流子的分离效率和氧化还原电位。 第六章：热电材料的高温与柔性应用 热电材料能够在温差驱动下产生电能（塞贝克效应），或在通电时产生温差（珀尔帖效应）。本章详述了如何通过纳米结构调控（如量子点嵌入、二维层状结构）来解耦塞贝克系数（S）、电导率（σ）和热导率（κ）之间的相互制约关系。特别关注了PbTe基材料在高温下的稳定性和柔性热电器件中基于有机-无机杂化的设计思路。 --- 第三部分：先进光学与量子功能材料 本部分深入研究了材料在光电子学和量子信息技术中的应用潜力。 第七章：钙钛矿太阳能电池的长期稳定性 钙钛矿材料因其优异的光吸收特性和低成本制备潜力而备受关注。本章重点分析了其在湿气、热和光照下的降解机理（如碘空位形成）。深入探讨了多阳离子策略、二维/三维异质结构设计以及钝化添加剂（如胍盐、大分子配体）在抑制缺陷态密度和提升器件工作寿命方面的最新进展。 第八章：低维纳米晶体与量子点发光 本章聚焦于III-V族和II-VI族量子点（QDs）在显示技术中的应用。详细对比了基于核壳结构（Core/Shell）QDs在提高量子产率（PLQY）和窄化光谱半峰宽（FWHM）方面的优势。讨论了如何通过表面配体工程来优化QDs在聚合物基质中的分散性和电荷注入效率，以实现高色域的电致发光器件。 第九章：拓扑绝缘体与自旋电子学 拓扑绝缘体因其体内绝缘、表面导电的独特电子结构而成为自旋电子学研究的热点。本章解析了Bi2Se3、Sb2Te3等材料的能带结构调控方法，重点讨论了如何通过表面掺杂或电场诱导来“开启”或“关闭”表面态。同时，探讨了利用铁磁性外延生长在拓扑表面形成量子自旋霍尔效应（QSHE）的实验实现路径。 --- 第四部分：生物医学交叉功能材料 本部分关注材料科学与生命科学的交叉前沿，特别是用于诊断、治疗和组织工程的材料。 第十章：可生物降解与控释药物载体 本章详细介绍了基于聚酯（如PLGA）、多糖（如壳聚糖）以及无机纳米粒子（如介孔二氧化硅MCM-41）的药物递送系统。重点分析了pH敏感或酶响应性水凝胶的交联技术，以实现靶向释放。讨论了如何通过精确控制纳米载体的尺寸和表面电荷，来优化其在体内的循环时间和跨膜转运效率。 第十一章：生物活性陶瓷与组织再生支架 关注羟基磷灰石（HAp）、生物活性玻璃（如45S5）在骨修复材料中的应用。深入剖析了通过电纺技术或3D打印技术构建多孔、互联结构支架的工艺，以模拟天然细胞外基质（ECM）。讨论了如何通过掺杂生物活性离子（如Sr2+, Zn2+）来增强支架的成骨诱导能力和抗菌性能。 --- 结语 《先进功能材料的合成与应用》（10B卷）的出版，旨在为读者提供一个全面、深入、且具有高度前瞻性的视角，以理解当前功能材料领域中最为活跃和关键的研究方向。本书的贡献在于系统性地连接了基础材料物理化学与尖端工程应用，期望能激发更多研究者投身于新一代功能材料的探索与创新，为解决人类面临的能源、环境和健康挑战提供材料层面的解决方案。

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这本书在学术思想的深度和广度上，给我带来了极大的震撼，它不仅仅是在梳理既有的知识点，更像是在进行一场对未来技术趋势的深刻预判。作者在讨论某一特定领域时，总能敏锐地捕捉到当前研究的前沿瓶颈，并提出一系列富有洞察力的假设和解决方案。其中有一章专门探讨了分布式计算中的数据一致性问题，它没有停留在传统的CAP理论的讨论上，而是深入剖析了在量子计算和边缘计算混合架构下，现有一致性模型所面临的挑战，并提出了一种基于博弈论的新型协调机制，其逻辑的精妙和前瞻性，让我反复阅读了好几遍，每次都有新的领悟。这种超越当前主流认知的探讨，使得整本书的价值得到了质的提升，它不再是一本“教科书”，更像是一份“路线图”。阅读过程中，我能明显感受到作者在不同学科交叉领域之间自如穿梭的能力，他能够将物理学、数学、计算机科学的理论融会贯通，形成一种独到的分析视角，这对于拓宽我个人的研究视野，起到了关键性的引导作用。

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我花了整整一个周末沉浸在这本关于现代信息工程基础理论的专著中，它的叙事结构极其精妙，采用了“问题引入—理论构建—实际应用—未来展望”的递进式展开模式。开篇部分并没有急于抛出复杂的数学模型，而是从历史背景和现实中的工程难题入手，用生动的小故事或者经典的案例来铺垫，极大地激发了读者的学习兴趣。随后，作者在构建核心理论时，展现出了令人惊叹的严谨性，每一步的推导都力求清晰无冗余，仿佛是手把手带着读者攀登知识的高峰。特别是对于那些抽象概念的阐述，作者独具匠心地设计了大量的可视化图表和流程示意图，这些图表并非简单的装饰，而是真正起到了解构复杂逻辑的作用，使得原本晦涩难懂的原理变得触手可及。这本书的优势在于其极强的兼容性，它既能满足专业研究人员对深层理论的探讨需求，又能让初学者通过循序渐进的讲解，构建起坚实的知识体系。我特别喜欢它在章节末尾设置的“思考与拓展”部分，它引导我跳出书本本身的叙述框架，去联想更广阔的应用场景，这种互动式的学习体验，是单纯的知识灌输所无法比拟的。

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从一个长期在相关领域摸爬滚打的实践者的角度来看，这本书最令人称道之处，在于它那无与伦比的“可操作性验证”。很多理论书籍往往止步于纸面上的完美，但在实际的工程环境中部署时便会遇到各种意想不到的“陷阱”。然而，这本书的作者似乎将自己多年的现场经验倾注其中，每一个理论模型的推导之后，几乎都紧跟着一个详细的“工程实现考量”或“限制条件分析”。例如，在讨论优化算法的收敛性时，作者不仅给出了数学证明，还专门用一个篇幅分析了在有限精度浮点运算和内存带宽受限的情况下，理论最优解与实际可达解之间的偏差，并给出了实用的工程补偿策略。这种从“理论到实践”的无缝对接，极大地增强了这本书的实用价值，让我感觉手中拿着的不是一本纯粹的理论著作，而是一套经过反复打磨和实战检验的工具手册。它帮助我预见并规避了许多在实际项目中可能遇到的难题，这才是对读者最大的贡献。

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我通常对那种充满冗长描述和空泛感叹的学术作品感到不耐烦，但这本书的行文风格却异常的凝练和高效。作者似乎有一种神奇的魔力，能够用最少的文字传达最丰富的信息量。全书几乎没有一句废话，每一个句子都承载着明确的论点或论据，阅读起来酣畅淋漓，效率极高。我发现，自己阅读其他同类书籍时可能需要花费双倍的时间来筛选关键信息，但在这本书里，知识点被精准地切割和呈现，像一个个高密度的信息块，可以直接被大脑吸收。这种精炼的风格，很大程度上得益于作者对专业术语的精准把控和恰当运用，既保证了专业性，又避免了不必要的晦涩。此外，全书的引用系统也做得非常出色，所有的参考文献都标注得极其规范和详尽，这为后续的深入探究提供了极大的便利，体现了作者严谨的治学态度。对于时间紧张的从业者来说，这种高效的知识传递方式，无疑是最宝贵的财富。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了一种低调而富有质感的哑光处理，中央的烫金书名在灯光下若隐若现，透露出一种沉稳的学术气息。刚拿到手的时候，我最先注意到的就是它的开本，恰到好处的尺寸，既方便携带阅读，又保证了内页排版的舒展度。内页纸张的选取也颇为讲究，微微泛黄的米白色纸张，有效减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳，字体的选择清晰锐利，行距和段落间距也处理得非常舒适，这无疑为阅读体验增添了许多分数。更值得称赞的是，这本书的装订非常牢固，即便是像我这样喜欢将书本完全摊开阅读的读者，也丝毫不用担心书脊受损的问题。翻阅之初，我本能地去找目录和前言，它们编排得逻辑清晰，能迅速引导读者对全书的框架有一个宏观的把握。从排版细节上就能看出出版社对这部作品的重视，每一个小小的标点符号似乎都经过了精心的校对，这对于一本技术性很强的读物来说，是极其重要的品质保证。整体来说，这本书在实体呈现上，完全符合一本严肃的、高质量丛书应有的风范，拿在手里就有一种知识的厚重感。

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