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好的，这是一份关于其他图书的详细简介，完全不涉及《传感器与检测技术》电子教案的内容。 --- 图书简介：《现代材料科学前沿与应用》 第一部分：宏观视角下的材料世界 本书深入剖析了当代材料科学研究的核心领域和未来发展方向。我们首先从宏观层面探讨了传统材料，如金属合金、陶瓷和高分子材料的最新改良与性能提升。重点关注了如何通过精细的微观结构控制来优化这些材料的力学、热学和电学性能。 金属材料的再探索： 传统金属材料正经历一场深刻的变革。本书详细介绍了高熵合金（HEAs）的设计原理、合成方法及其在极端环境下的应用潜力，例如高温涡轮叶片和先进核反应堆结构件。此外，对超细晶粒和纳米晶粒金属的制备技术，如高能球磨和搅拌摩擦加工，进行了详尽的阐述，这些材料在强度和韧性的平衡方面展现出卓越的性能。我们还探讨了金属基复合材料（MMCs）的界面工程学，理解如何通过优化基体与增强相之间的界面结合，实现材料性能的突破。 陶瓷材料的智能化与多功能化： 现代陶瓷不再仅仅是耐高温的惰性物质。本书聚焦于功能陶瓷，特别是压电陶瓷、铁电陶瓷和导电陶瓷的最新进展。我们详细分析了锆钛酸钡（PZT）等经典材料的优化策略，以及新型非铅压电材料（如铌酸铋钠 BNT 基体系）的开发路径。在结构陶瓷方面，重点介绍了碳化硅（SiC）和氮化硅（Si3N4）在航空航天和高端轴承领域的应用挑战与解决方案，特别是如何通过引入晶界工程来提高其断裂韧性。 高分子科学的生物相容性与自修复： 高分子材料领域正以前所未有的速度向生物医学和环境友好型方向发展。本书系统梳理了智能高分子，如形状记忆聚合物（SMPs）和刺激响应水凝胶（SRHs）的构效关系。在生物医学应用方面，我们深入探讨了可降解聚合物在药物缓释系统和组织工程支架中的作用机制。特别值得一提的是，关于高分子材料的“自修复”技术，本书不仅介绍了微胶囊修复机制，还详细分析了基于动态共价键和超分子相互作用的本征自修复体系的设计原理和实际应用案例。 第二部分：纳米尺度下的奇迹 材料科学的革命性进步往往源于对纳米尺度的精准操控。本部分是全书的核心，旨在揭示纳米材料的独特物理化学性质及其颠覆性应用。 量子点与光电转换： 详细阐述了半导体量子点（QDs）的尺寸量子效应及其在显示技术（QLED）中的应用。重点分析了不同核壳结构量子点的合成方法，如核壳结构对光致发光量子效率（PLQE）和稳定性的影响。此外，本书也探讨了量子点在光催化和生物成像领域的前沿应用，包括近红外（NIR）发射量子点的开发。 二维材料的泛化： 除了广为人知的石墨烯，本书系统介绍了后石墨烯时代的二维材料家族。包括过渡金属硫化物（TMDs）如 MoS2 和 WSe2 的电子特性、带隙可调性及其在超薄晶体管和光电器件中的应用。我们还深入研究了氮化硼（h-BN）作为理想绝缘体的潜力，以及 MXenes 家族（二维过渡金属碳化物/氮化物）在储能和电磁屏蔽方面的惊人表现。对这些二维材料的宏量可控制备技术，如化学气相沉积（CVD）和湿化学剥离，进行了细致的对比分析。 纳米结构的热电材料： 热电材料能够将温差直接转化为电能，或反之。本书聚焦于如何通过纳米化结构，如纳米线、纳米晶和多层超晶格结构，来有效降低材料的热导率，同时保持高塞贝克系数。详细讨论了碲化铋（Bi2Te3）基纳米复合材料的优化策略，以期提高其热电优值（ZT），促进其在废热回收领域的商业化进程。 第三部分：先进制造与性能表征 材料的性能不仅仅取决于其化学成分，更依赖于其制备工艺和表征手段。本部分侧重于制造前沿技术和先进的无损检测方法。 增材制造（3D 打印）中的材料挑战： 增材制造正在改变传统的材料加工范式。本书探讨了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等技术在金属和陶瓷零件制造中的应用。特别关注了打印过程中由于快速加热和冷却导致的微结构演变、残余应力控制以及如何通过后处理（如热等静压 HIP）来消除孔隙和改善性能。对于功能梯度材料（FGMs）的直接打印技术，也进行了深入的论述。 计算材料学与高通量筛选： 理论计算已成为材料设计不可或缺的工具。本书介绍了密度泛函理论（DFT）在预测材料结构、电子态和反应势垒中的应用。重点介绍了利用机器学习（ML）和人工智能（AI）加速材料信息学的进程，包括构建材料数据库、预测新材料性能以及指导实验合成的“数据驱动”研发范式。 先进无损检测（NDT）技术： 为了确保高风险领域（如航空航天、能源）中先进材料的可靠性，必须依赖尖端的无损检测技术。本书详细介绍了相控阵超声（PAUT）在复杂几何结构检测中的优势，以及数字射线成像（DRT）和聚焦超声波断层成像（FUTI）在早期缺陷识别中的应用。对于功能材料，如压电陶瓷的内部缺陷，我们探讨了超声波衰减谱分析和热波成像（TWI）的独特诊断能力。 结语： 《现代材料科学前沿与应用》旨在为材料科学、化学工程、机械工程及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供一个全面、深入且与时俱进的知识框架。通过对基础理论、前沿研究和先进制造工艺的系统梳理，本书力求激发读者对材料世界无限可能性的探索热情。 ---
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