Essentials Of Computational Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Cramer, Christopher J.

出品人:

页数:596

译者:

出版时间:

价格:205

装帧:HRD

isbn号码:9780470091814

丛书系列:

图书标签:

• Computational Chemistry
• Molecular Modeling
• Quantum Chemistry
• Chemical Physics
• Algorithms
• Programming
• Mathematics
• Theoretical Chemistry
• Density Functional Theory
• Molecular Dynamics

深入探索材料科学的前沿：先进材料的结构、性质与应用 图书名称： 跨越边界：先进材料的革命性进展 作者： [请在此处填写作者姓名，例如：张伟，李明] 出版社： [请在此处填写出版社名称，例如：科学技术出版社] ISBN： [请在此处填写ISBN号] --- 内容简介： 本书《跨越边界：先进材料的革命性进展》旨在全面而深入地探讨当代材料科学领域最前沿的研究方向、核心理论基础及其在工程技术中的颠覆性应用。本书聚焦于传统材料学范畴之外的，那些因其独特的结构、前所未有的性能或全新的功能特性而正在重塑工业格局的新兴材料体系。全书以严谨的学术视角和清晰的逻辑结构，构建了一幅涵盖纳米材料、智能材料、功能复合材料以及极端环境材料的宏大图景。 本书的编写遵循“理论指导实验，应用反哺基础”的原则，不仅详细阐述了构成这些先进材料的微观结构与原子排列规律，更深入剖析了这些结构如何决定材料的宏观力学、电学、光学和热学性能。内容组织兼顾了材料科学的深度与跨学科的广度，特别强调了量子力学、凝聚态物理原理在理解新材料行为中的关键作用。 第一部分：纳米尺度下的物质新秩序 本部分是全书的基石之一，重点剖析了尺度效应在材料性能中扮演的核心角色。我们从量子尺寸效应和表面能主导的理论出发，系统介绍了各类低维纳米结构的合成方法与表征技术。 1.1 碳基纳米材料的精细调控： 本书详细探讨了石墨烯家族（单层、双层、氧化石墨烯及其衍生物）的电子结构、机械柔韧性以及导电性的各向异性。重点讨论了碳纳米管（CNTs）的 chirality 对其金属性或半导体特性的决定性影响，并深入介绍了可控化学气相沉积（CVD）技术在制造高质量、特定手性的纳米管阵列中的最新进展。此外，对富勒烯及其衍生物在分子电子学中的潜力进行了展望。 1.2 半导体量子点（QDs）与界面物理： 量子点的光学特性，特别是其尺寸依赖性光致发光（Size-Dependent Photoluminescence），是本章的理论核心。我们阐述了束缚态模型如何解释这种现象，并详述了核壳（Core/Shell）结构的构建策略，以解决传统量子点容易发生的荧光淬灭问题。在应用方面，本书重点分析了QDs在下一代显示技术（如QLED）和生物成像中的突破性进展。 1.3 拓扑材料的奇异电子态： 引入了凝聚态物理的前沿概念，重点讲解了拓扑绝缘体（Topological Insulators）的表面态——受拓扑保护的无能隙电子导电层。详细对比了三维（3D）与二维（2D）拓扑材料的特性，并讨论了如何通过引入磁性或应变来打开拓扑表面态的能隙，以期实现高效的自旋电子器件。 第二部分：赋予材料“生命”与“智能” 先进材料不再是惰性的结构支撑物，它们开始具备响应环境变化、自我修复或执行复杂逻辑运算的能力。本部分聚焦于这些响应性材料和智能系统。 2.1 形状记忆合金（SMAs）与应力恢复机制： 详细解析了镍钛（NiTi）合金中马氏体相变的微观机理，特别是其热弹性马氏体转变的迟滞现象。本书不仅展示了双向（Two-way）形状记忆效应的实现路径，更探讨了如何通过元素掺杂或引入第二相粒子来优化其疲劳寿命和工作温度范围。 2.2 刺激响应型聚合物（智能水凝胶）： 聚焦于能够对温度（如PNIPAM）、pH值、光照或电场产生可逆体积变化的聚合物网络。通过Flory-Rehner溶胀理论，解释了网络交联密度如何控制材料的溶胀比和响应速度。这些材料在药物缓释、软体机器人和生物传感器中的应用被赋予了详细的案例分析。 2.3 介电弹性体（DEs）与柔性驱动器： 探讨了利用高介电常数聚合物在外部电场作用下产生巨大应变的能力。本书着重分析了电场对材料内部电荷分布的影响，以及如何通过优化电极材料和预拉伸技术来提高其机电耦合效率，为柔性电子和人造肌肉技术奠定理论基础。 第三部分：极端环境下的结构稳定与功能集成 现代工程对材料提出了在极端温度、高强度载荷或强腐蚀环境下保持长期稳定性的苛刻要求。本部分关注的是结构完整性与多功能集成的尖端材料。 3.1 高熵合金（HEAs）的设计原理与性能优化： 与传统合金设计理念不同，HEAs依赖于高混合熵和等原子比来稳定面心立方（FCC）或体心立方（BCC）单相结构，从而获得卓越的强度、韧性和抗辐照性能。本书深入讨论了非等原子比HEAs的设计空间探索，以及如何利用计算模拟（如CALPHAD方法）预测其相稳定性。 3.2 陶瓷基复合材料（CMCs）的断裂韧性提升： 重点剖析了纤维增韧机制，特别是反应性涂层（如PyC/SiC）在SiC/SiC纤维增强复合材料中对裂纹偏转、桥接和纤维拉出（Pull-out）的调控作用。这些材料是下一代航空发动机涡轮叶片和高超音速飞行器热防护系统的核心。 3.3 功能梯度材料（FGMs）的界面工程： 阐述了FGMs如何通过材料成分或微观结构的连续变化，来平滑不同材料间的热膨胀系数差异或力学性能不匹配问题。详细介绍了梯度层的设计模型（如线性、指数或幂律分布），及其在解决热应力集中、提高界面结合强度中的不可替代作用。 --- 读者对象： 本书内容涵盖了从基础理论到尖端应用的多个层面，特别适合以下读者： 材料科学、化学、物理学及相关工程专业的研究生和高年级本科生。 从事新材料研发、工艺优化和失效分析的工程师和技术人员。 渴望了解材料前沿技术及其对未来产业影响的科研工作者和政策制定者。 本书的结构设计确保了读者能够系统地构建对先进材料领域的认知框架，并能将所学理论应用于解决实际的工程挑战。 --- (总计字数：约1550字)

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