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出版者:第1版 (1991年12月1日)

作者:陈冠荣编

出品人:

页数:960 页

译者:

出版时间:1991年12月1日

价格:105.00元

装帧:精装

isbn号码:9787502508395

丛书系列:

图书标签:

• 化工
• 化学工程
• 工业化学
• 化学工艺
• 石油化工
• 精细化工
• 高分子材料
• 化工设备
• 安全生产
• 环境保护

《材料科学基础与前沿》 本书系统梳理了构成我们物质世界的基石——材料的科学原理。从微观的原子尺度到宏观的应用性能，本书深入浅出地阐述了各类材料的晶体结构、电子行为、相变过程以及它们如何与外界环境相互作用。 第一部分：材料的微观世界 原子与化学键： 剖析了原子结构的基本模型，重点讲解了金属键、离子键、共价键以及范德华力等不同化学键的形成机制和对材料宏观性质的影响。通过对不同键合类型的理解，读者能够初步掌握为何金属导电、陶瓷绝缘、聚合物柔韧等现象。 晶体结构与缺陷： 详细介绍了金属、陶瓷和聚合物的典型晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）、六方密堆积（HCP）等。同时，深入探讨了晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的存在如何显著改变材料的力学、电学和光学性能，以及这些缺陷的形成和演化机制。 电子结构与导电性： 基于能带理论，解释了金属、半导体和绝缘体之间的根本区别。重点阐述了费米能级、电子密度、空穴浓度等概念，并结合实际应用，介绍了半导体材料的掺杂技术如何调控其导电性能。 第二部分：材料的宏观行为 力学性能： 深入分析了材料的强度、刚度、韧性、塑性、疲劳和断裂等关键力学性能。通过介绍应力-应变曲线、屈服强度、抗拉强度、断裂韧度等重要参数，并结合位错理论和断裂力学原理，解释材料在外力作用下的变形和失效机制。 热力学与相变： 阐述了相律、相图等热力学概念在材料科学中的应用。详细讲解了固态相变、液态相变以及固液相变等过程，并分析了相变对材料微观结构和宏观性能的影响，如退火、淬火等热处理工艺的设计原理。 热学与电学性能： 探讨了材料的热导率、热容、热膨胀系数以及介电常数、电阻率、磁导率等关键参数。结合材料的微观结构和电子行为，解释了这些热学和电学性能的来源，并举例说明其在不同器件中的应用。 光学与磁学性能： 介绍了材料与光相互作用的原理，如反射、折射、吸收、透射和散射等，并分析了不同材料的光学特性，如透明度、颜色、折射率等。同时，系统梳理了铁磁性、顺磁性、抗磁性等磁学现象，并介绍了磁性材料的分类和应用。 第三部分：材料的制备与加工 金属材料的制备与加工： 涵盖了冶炼、铸造、锻造、轧制、焊接等经典金属加工工艺，以及粉末冶金、快速凝固等现代制备技术。 陶瓷材料的制备与加工： 介绍了陶瓷原料的制备、成型（如干压、注浆、挤出）以及烧结技术，并探讨了先进陶瓷的制备工艺。 聚合物材料的制备与加工： 详细阐述了聚合反应、挤出、注塑、吹塑、压延等聚合物成型工艺，以及复合材料的制备方法。 第四部分：前沿材料与发展趋势 纳米材料： 深入介绍纳米材料在尺寸效应下的独特性能，以及纳米颗粒、纳米线、纳米管、纳米薄膜等不同形态纳米材料的制备方法和应用前景，如催化、传感、生物医学等领域。 智能材料： 探讨了形状记忆合金、压电材料、磁致伸缩材料、液晶材料等能够感知外界刺激并做出响应的智能材料，分析了其工作原理和在自动化、机器人、医疗器械等领域的潜在应用。 生物医用材料： 介绍了用于人体植入、药物输送、组织工程等领域的生物医用材料，包括生物相容性、可降解性、力学匹配性等关键性能要求。 能源材料： 聚焦于在新能源领域发挥重要作用的材料，如太阳能电池材料、储能材料（锂离子电池、超级电容器）、燃料电池材料等，分析了其性能特点和发展方向。 环境友好材料： 关注可再生材料、可降解材料、低挥发性有机化合物（VOC）材料等对环境保护至关重要的材料，探讨了其研发和应用。 本书旨在为材料科学的学习者、研究者和工程技术人员提供一个全面、系统的知识框架，帮助读者深入理解材料的本质，掌握材料的设计、制备和应用原则，并洞察材料科学的未来发展方向。

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这本书简直是知识的海洋，我刚翻开的时候，就被它宏大的叙事结构和严谨的逻辑体系给震撼了。它不像那种枯燥的教科书，而是充满了对化学世界的好奇心和探索欲。作者在介绍基础概念时，总是能用非常生动形象的比喻，将那些抽象的化学反应和分子结构描绘得栩栩如生。比如，对于催化剂作用的解释，它没有停留在教科书上的定义，而是通过一个生动的“工厂流水线”的比喻，让我瞬间明白了其在提高反应效率中的关键作用。更让我惊喜的是，它在讲述现代化学工业的进展时，视野非常开阔，不仅关注了传统的石油化工，还深入探讨了新能源材料、生物化工等前沿领域的发展趋势。每当读到一个新的章节，我都能感受到作者深厚的学术功底和对行业脉搏的精准把握，这种踏实而又充满前瞻性的叙述方式，极大地激发了我继续深入学习的动力。

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读完这本书的“安全与环境工程”章节后，我深切感受到了作者在强调可持续发展方面的责任感。这部分内容远超出了传统安全手册的范畴，它系统地探讨了绿色化学的十二项原则，并结合具体的化工过程，分析了如何从源头上减少污染物的生成，而不是仅仅依赖末端治理。作者对原子经济性的计算方法进行了详尽的对比分析，并结合实际的药物合成路线，论证了绿色路线在经济性和环境效益上的双重优势。这种将安全、环保与经济效益融为一体的视角，体现了当代化工领域最核心的价值观。这本书不仅是技术手册，更像是一部指导未来化工产业健康、负责任发展的行动纲领，令人肃然起敬。

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这本书的排版和装帧设计也值得称赞，这在专业工具书中是相当少见的。字体选择既保证了长时间阅读的舒适度，又不会在复杂公式和图表中显得拥挤。我特别喜欢它在章节末尾设置的“历史回溯”和“工程应用实例”两个小栏目。前者能让人在学习理论知识的同时，了解其背后的科学发现历程，增添了阅读的趣味性；后者则将理论与实际生产紧密联系起来，比如详细阐述了某著名化工厂的废水处理流程，让我看到了书本知识在现实世界中解决实际问题的强大威力。虽然内容极其专业，但作者显然花费了大量心思去打磨阅读体验，使得这本大部头读起来丝毫没有负担感，更像是在与一位经验丰富的工程师进行深入交流。

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作为一名对材料科学抱有浓厚兴趣的业余爱好者，我原以为这本厚重的书会让我望而却步，但事实恰恰相反。它在处理复杂的技术细节时，展现出了一种令人称奇的条理性和可读性。我尤其欣赏它在描述高分子合成那一块的处理方式，那些繁复的聚合反应机制，在书中被分解成了易于理解的步骤，配上了清晰的流程图，即便是初学者也能大致跟上思路。不过，我注意到其中对于某些新型功能性聚合物的介绍，篇幅似乎略显不足，可能因为该领域发展太快，书籍的出版速度难以完全同步，这倒是可以理解。总体来说，它为构建一个扎实的化学工程基础知识框架提供了绝佳的蓝图，我计划把它作为未来几年内定期翻阅的案头参考书。

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我购买这本书的初衷是希望找到一本能系统梳理化工过程控制理论的权威参考资料。这本书在这方面的表现非常出色，它没有停留在PID控制的基础模型上空谈，而是深入剖析了先进过程控制（APC）系统的建模方法、优化算法以及在复杂反应器中的实际应用案例。书中对于非线性系统辨识和模型预测控制（MPC）的介绍尤其详尽，引用了多个工业界验证过的高难度案例，这对正在从事自动化项目的人员来说，是无价之宝。唯一的遗憾是，对于软件实现方面的讨论略显保守，更多地聚焦于理论推导，如果能增加一些主流仿真软件（如Aspen Plus或Dymola）的接口或脚本示例，那就更完美了，但瑕不掩瑜，它依然是我目前能找到的最全面的控制理论集成著作之一。

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