燃料电池基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业

作者:Whitney Colella

出品人:

页数:330

译者:

出版时间:2007-10

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787121047626

丛书系列:

图书标签:

• 燃料电池
• 燃料电池
• 新能源
• 电化学
• 能源技术
• 可再生能源
• 绿色能源
• 储能
• 化学工程
• 材料科学
• 环境科学

现代材料科学进展与应用 内容提要： 本书系统梳理了21世纪以来材料科学领域的突破性进展，重点聚焦于功能材料、结构材料的创新、制备工艺的革新，以及材料在新能源、信息技术、生物医学等前沿领域的广泛应用。全书力求理论深度与工程实践相结合，为材料科学的研究者、工程师以及相关专业的高年级学生提供一份全面且具有前瞻性的参考资料。 第一章：材料科学的基石与前沿范式 本章首先回顾了传统材料科学的基本理论框架，包括晶体学、晶体缺陷理论、相图分析等核心概念。随后，深入探讨了当前材料研究领域的新范式，特别是计算材料学（Computational Materials Science）的崛起及其对材料设计、性能预测的革命性影响。详细介绍了密度泛函理论（DFT）在预测电子结构和化学反应势能面中的应用，以及分子动力学（MD）模拟在理解材料宏观性能微观机制中的关键作用。本章还涵盖了材料基因组计划（Materials Genome Initiative, MGI）的理念，阐述了如何通过大数据和高通量实验加速新材料的发现和优化进程。 第二章：先进结构材料的革新 本章专注于高性能结构材料的开发与应用。首先，对超高强度钢和轻质高强合金（如铝锂合金、镁合金、钛合金）的微观组织控制和强化机制进行了深入剖析。特别关注了增材制造（Additive Manufacturing, 3D打印）技术对复杂结构件成形能力的影响，以及增材制造金属材料的残余应力、孔隙率等特有问题的解决策略。 其次，详细阐述了先进复合材料的最新进展。重点讨论了碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的界面粘接理论、疲劳断裂行为分析，以及陶瓷基复合材料（CMC）在极端温度环境下的应用潜力。本章通过大量工程案例，展示了这些新材料在航空航天、高速轨道交通等领域的关键性能指标提升。 第三章：功能材料的精细调控与智能响应 功能材料是现代科技发展的重要驱动力。本章系统介绍了半导体材料在下一代光电子器件中的应用，如钙钛矿太阳能电池的载流子传输机制、缺陷工程对效率的影响。在磁性材料方面，重点讨论了自旋电子学（Spintronics）领域，如巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR）效应材料的设计与应用，及其在高密度存储设备中的前景。 智能材料是本章的另一大亮点。详细介绍了形状记忆合金（SMA）和压电陶瓷的本构关系、驱动机制，以及如何利用外部刺激（如温度、电场、磁场）实现材料性能的动态可控。此外，对超材料（Metamaterials）的电磁波调控能力及其在隐身技术、超分辨成像中的理论模型和实验验证进行了深入探讨。 第四章：能源转化与储存材料（除电化学储能外的其他转化形式） 本章关注非电化学储能和转化领域所需的关键材料。首先，详细分析了热电材料（Thermoelectric Materials）的性能评估指标（ZT值）及其热电转换机制，探讨了通过材料结构设计（如引入纳米结构）实现塞贝克系数、电导率和热导率解耦的方法。 其次，深入探讨了光催化材料。重点介绍了二氧化钛（TiO2）及其改性材料在水分解制氢和污染物降解中的应用。分析了材料的带隙结构、表面缺陷对光生载流子分离效率的关键影响，以及如何通过异质结构建优化光吸收和电荷转移路径。本章还涉及了热障涂层（TBCs）材料的热物理性能，及其在燃气轮机叶片等高温部件中的服役行为。 第五章：生物医用材料与组织工程 本章将材料科学的应用延伸至生命科学领域。详细介绍了生物相容性、生物可降解性材料的最新发展，特别是聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等高分子材料在药物缓释系统中的结构设计与释放动力学模型。 在组织工程方面，重点阐述了生物支架材料的设计原则，包括孔隙结构、表面形貌对细胞黏附、增殖和分化的调控作用。介绍了水凝胶（Hydrogels）作为细胞培养基质的优势，以及如何通过“点击化学”等先进交联技术实现支架的精确定制。此外，还探讨了用于体内诊断和治疗的纳米生物医学材料，如磁性纳米粒子用于靶向治疗和磁共振成像（MRI）造影剂的开发。 第六章：材料的表面工程与界面控制 材料的性能往往取决于其表面和界面状态。本章系统介绍了薄膜沉积技术，包括原子层沉积（ALD）、化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）的原理及参数控制。重点分析了ALD在制备超薄、高均匀性功能薄膜方面的独特优势。 随后，深入讨论了表面改性技术，如离子注入、等离子体处理、激光熔覆等，如何用于提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和摩擦学性能。本章强调了界面工程在多层结构材料中的重要性，界面应力、界面扩散等微观过程对宏观力学性能的影响。 第七章：先进材料的表征与分析技术 本章作为材料科学研究的支撑部分，全面介绍了当前最先进的材料表征技术。详细阐述了电子显微学（SEM, TEM及其高分辨模式HRTEM）在晶体结构、缺陷分析中的应用，以及配套的能量色散X射线谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）在元素分析和化学态识别中的功能。 在光谱学方法方面，重点介绍了拉曼散射光谱、X射线光电子能谱（XPS）如何用于确定材料的化学键合环境和表面污染情况。对于力学性能的表征，详细讲解了原位（In-situ）力学测试技术，如在TEM内进行拉伸或压缩实验，以实时观察材料变形和断裂的微观过程。本章旨在使读者掌握如何选择合适的表征手段，以获取全面、准确的材料信息。 结论与展望： 本书最后一部分对材料科学的未来发展方向进行了预测，强调了跨学科合作的重要性，特别是在人工智能赋能材料设计、极端环境材料的开发以及可持续材料体系构建方面，材料科学仍将是推动人类社会进步的核心驱动力之一。

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这本书的排版和印刷质量也值得称赞，这在技术书籍中是一个经常被忽略的细节，但它直接影响阅读体验。纸张的质感很好，油墨清晰，即使长时间阅读也不会让眼睛感到疲劳。内容编排上，每一个关键术语都有非常明确的定义和标注，参考文献的引用也非常规范，便于需要深入研究的读者进行溯源。我最欣赏的是，作者在讨论不同电池技术路线的未来发展时，展现出的那种广阔的视野和客观的分析能力，没有偏袒任何一种技术，而是基于现有的技术瓶颈和能源市场需求进行理性预测。这本书读完后，我感觉自己对下一代能源技术有了更加立体和成熟的认识，它绝对是能源领域从业者书架上不可或缺的一本工具书和参考手册。

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说实话，我原本对这类技术书籍的阅读体验并不抱太高期望，大多都是干巴巴的理论堆砌，读起来昏昏欲睡。但《燃料电池基础》这本书完全颠覆了我的认知。它的叙事方式非常巧妙，不像传统教材那样板着脸孔，而是像一位经验丰富的前辈在带着你一步步探索未知领域。最让我印象深刻的是，它并没有停留在纯理论层面，而是大量穿插了实际工程案例和最新的研究动态。比如，书中对膜电极组（MEA）的制备工艺进行了详尽的图文说明，甚至提到了不同碳纸对电化学性能的影响，这些细节在其他科普读物中是很少见的。阅读这本书的过程，更像是一次沉浸式的技术考察，让我不仅知其然，更能知其所以然。我尤其欣赏作者在探讨未来挑战时那种严谨又不失乐观的态度，让人对接下来的技术发展充满信心。

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这本关于燃料电池的书简直是为我量身定制的，我之前在网上找了好久都没找到这么系统全面，又这么贴近实际操作的书籍。一开始我对燃料电池这种高新科技还抱着点敬畏，觉得可能有很多复杂的公式和理论推导，看不太懂。但这本书的作者显然非常了解读者的需求，他们用非常生动易懂的语言，把复杂的电化学原理、材料科学和工程应用都串联了起来。特别是关于不同类型燃料电池（比如PEMFC、SOFC）的详细介绍，不仅讲解了它们的工作原理，还深入分析了各自的优缺点和适用场景，这对于我这种想深入了解行业前景的读者来说，简直是宝藏。书里配的图示和流程图也极其清晰，我甚至可以跟着书上的步骤在脑海里模拟整个电池的运行过程，那种豁然开朗的感觉太棒了。我之前对电池的寿命和衰减机制一直很困惑，这本书里专门有一个章节详细探讨了这些问题，给出了很多实用的诊断和维护建议，感觉自己的知识体系一下子就完整了。

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我得承认，我不是学化学或者材料专业的，一开始担心自己看不懂这本书，毕竟“基础”这个词有时候意味着大量的专业术语。这本书的优点就在于，它为你建立了一个非常坚固的底层地基。它没有跳过任何关键的数学或物理基础，但它处理这些基础的方式非常“人性化”。它会先给你一个宏观的认识，让你知道这个公式是用来干什么的，它在电池系统中扮演什么角色，然后再逐步引入细节。这种“先框架后填充”的教学方法，极大地降低了我的学习曲线。我甚至开始能够理解一些前沿期刊上关于新型非贵金属催化剂的论文了，这在读这本书之前是完全不敢想象的。这本书的价值在于，它成功地架起了跨学科学习的桥梁，让不同背景的读者都能从中获益匪浅。

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这本书的厚度让我有点望而生畏，心想这得啃多久才能啃完。然而，一旦翻开，我才发现内容的组织结构极其科学合理，让你根本停不下来。它不像那种把所有知识点揉在一起的大杂烩，而是划分得井井有条，从基础的电化学热力学，到核心的催化剂设计，再到系统集成和控制，每一步都像乐高积木一样，严丝合缝地搭建起完整的知识框架。我发现即便是之前觉得很晦涩的“传质”和“电荷转移”概念，在这本书里也通过巧妙的比喻和模型得到了极佳的阐释。我甚至拿它去参考我们实验室正在进行的实验设计，发现书里提到的很多优化思路都具有极强的指导意义。对于工程师而言，这种理论与实践深度融合的书籍，才是真正的利器，它提供的不仅仅是知识，更是一种解决问题的思维模式。

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