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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Groves, Michael J.

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2005-8

价格:$ 225.94

装帧:HRD

isbn号码:9780849318733

丛书系列:

图书标签:

• 生物技术
• 制药
• 药物开发
• 生物制药
• 基因工程
• 蛋白质工程
• 细胞培养
• 生物反应器
• 药物递送
• 生物分子

好的，这里为您提供一本名为《Advanced Materials Science and Engineering》的图书简介，内容详尽，旨在避免与《Pharmaceutical Biotechnology》产生任何交集，并力求呈现出专业、自然的风格。 --- 《Advanced Materials Science and Engineering》图书简介 I. 概述与学科定位 《Advanced Materials Science and Engineering》是一部旨在全面、深入探讨现代材料科学与工程前沿领域的综合性专著。本书紧密围绕“材料的结构-性能-加工-应用”这一核心逻辑展开，系统梳理了从原子尺度到宏观尺度的材料行为规律，并重点聚焦于当前工业界和学术界最为关注的新型功能材料、智能材料以及极端环境下的材料设计与服役问题。 本书的编写目标是为高年级本科生、研究生，以及从事材料研发、制造和失效分析的工程师和研究人员提供一本既有扎实理论基础，又具备前沿视野的参考读物。我们强调跨学科的视角，将物理学、化学、力学、信息科学与工程实践紧密结合，以期培养读者解决复杂材料工程挑战的能力。 II. 内容结构与核心章节详解 全书共分为六大部分，二十个章节，逻辑递进，层层深入： 第一部分：材料科学基础回顾与新范式 (Foundational Review and New Paradigms) 本部分作为引言与基础铺垫，快速回顾了晶体学、热力学与动力学在材料科学中的关键作用，随后引入当代材料研究的宏观范式转变：从“经验试错法”向“基于第一性原理的材料设计”的过渡。 第1章：材料结构的多尺度描述： 深入探讨从量子化学计算到缺陷工程的尺度效应。重点分析原子弛豫、电子结构与宏观机械性能之间的关联。 第2章：非平衡态材料的相变动力学： 区别于传统平衡态热力学，本章着重讲解快速凝固、高能塑性变形等非平衡过程中的相变机制，如贝氏体转变的非扩散性机制。 第二部分：先进结构材料的性能优化 (Optimization of Advanced Structural Materials) 本部分聚焦于提升结构材料（金属、陶瓷、复合材料）在极端载荷、高温或腐蚀环境下的性能极限。 第3章：高熵合金 (HEAs) 的设计原理与性能： 这是当前金属材料研究的热点。详细阐述了高熵合金的“四个核心效应”（高熵效应、迟滞效应、价电子浓度效应、应变局域化效应），并分析了其在航空航天领域的应用潜力。 第4章：先进陶瓷的增韧技术： 探讨如何克服传统陶瓷脆性。内容包括纤维增韧、裂纹偏转、转变增韧（如氧化锆部分稳定化）以及纳米晶界工程对断裂韧性的影响。 第5章：多相复合材料的界面控制： 关注纤维-基体界面对整体力学和电学性能的主导作用。重点介绍界面反应动力学、界面结合能的精确测量方法。 第三部分：功能材料的物理机制与工程化 (Mechanisms and Engineering of Functional Materials) 本部分是本书的重点之一，系统介绍了具有特定物理功能的材料的内在机理和制造技术。 第6章：半导体异质结与能带工程： 深入剖析III-V族和II-VI族半导体的能带结构。重点讨论界面效应（如量子限制效应）在异质结器件（如LED、激光器）中的应用与优化。 第7章：压电与铁电材料的本构关系： 阐述电场、应力与极化强度之间的耦合关系。详细解析薄膜材料中残余应力对铁电畴结构的影响。 第8章：磁性材料的自旋电子学基础： 介绍巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）。讨论斯格明子（Skyrmions）作为新型信息载体的潜力与挑战。 第9章：超导材料的微观机制与临界参数： 区分传统BCS理论与高温超导（如铜氧化物）的机理差异，并重点分析临界电流密度（$J_c$）的调控方法。 第四部分：材料的加工、成形与表征 (Processing, Fabrication, and Characterization) 本部分从工程实践角度出发，探讨如何通过先进的加工技术来精确构筑所需的材料微观结构。 第10章：增材制造（3D打印）中的材料科学： 聚焦于选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中，熔池的快速凝固行为、残余应力的产生与消除，以及由此导致的微观组织梯度问题。 第11章：薄膜沉积技术的新进展： 深入比较原子层沉积（ALD）和脉冲激光沉积（PLD）的优劣。重点分析ALD在实现原子级厚度和均匀性控制上的优势。 第12章：先进显微分析技术： 介绍球差校正透射电子显微镜（STEM）、聚焦离子束（FIB）在材料界面分析中的应用，以及同步辐射技术在原位（In-situ）研究中的突破。 第五部分：智能与适应性材料 (Smart and Adaptive Materials) 本部分关注能够在外部刺激下改变自身性能的材料系统。 第13章：形状记忆合金（SMA）的本构模型： 详述马氏体相变、热弹滞后现象及其在阻尼与驱动器中的应用。 第14章：自修复材料的设计与机理： 探讨微胶囊释放修复剂、血管网络结构和本征自修复机制（如动态共价键网络）的工程实现。 第15章：应力驱动的响应： 讨论电活性聚合物（EAP）在模拟肌肉运动方面的最新进展，及其驱动效率的瓶颈。 第六部分：材料的失效、寿命与可持续性 (Failure, Lifetime, and Sustainability) 本部分关注材料在实际服役条件下的可靠性与环境影响。 第16章：疲劳与蠕变的微观断裂机制： 深入分析裂纹萌生、扩展的原子尺度过程，特别是应力集中区域的塑性损伤演化。 第17章：材料在极端环境下的腐蚀与防护： 重点讨论高温氧化、氢脆以及应力腐蚀开裂（SCC）的耦合效应。 第18章：材料的生命周期评估（LCA）与循环经济： 探讨稀有金属替代、材料回收技术（如湿法冶金与火法冶金的改进）在可持续工程中的作用。 III. 本书特色 1. 强调理论与工程的深度融合： 每章均包含“理论模型推导”和“工程案例分析”两大部分，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 2. 引入前沿计算工具： 大量篇幅用于介绍密度泛函理论（DFT）、分子动力学（MD）模拟在预测材料性能中的应用实例。 3. 丰富的图表与数据： 包含大量由高分辨率显微镜拍摄的原始图像、精确的应力-应变曲线以及相图数据，以支持直观理解。 4. 跨学科视角： 明确材料学与纳米技术、生物工程（例如仿生材料界面）、新能源技术（如电池电极材料）的交叉前沿。 《Advanced Materials Science and Engineering》旨在成为推动下一代材料创新与应用的关键参考资料。

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