Advanced Structural Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Soboyejo, Winston O. (EDT)/ Srivatsan, T. S. (EDT)

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:

价格:1465.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781574446340

丛书系列:

图书标签:

• 结构材料
• 先进材料
• 材料科学
• 工程材料
• 复合材料
• 金属材料
• 陶瓷材料
• 聚合物材料
• 材料性能
• 结构分析

好的，这是一本关于尖端材料科学与工程的图书简介，内容将聚焦于高性能、多功能和可持续性材料的最新发展，完全不涉及《Advanced Structural Materials》的具体内容。 --- 图书名称：下一代功能性与智能材料：从原子尺度到宏观应用 本书聚焦于21世纪材料科学领域最前沿的探索与突破，旨在全面梳理和深入剖析那些正在重新定义工程、能源、医疗和信息技术边界的新型功能性与智能材料的原理、制备技术与实际应用。本书旨在为材料科学家、工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个关于如何设计、制造和理解具有革命性性能的新一代材料的综合指南。 第一部分：前沿基础与设计理念 本部分奠定了理解下一代材料体系的基础，超越了传统的冶金学和聚合物科学的范畴，深入到原子级和纳米尺度的结构-性能关系。 第一章：超常性能的材料设计哲学 尺寸效应与界面工程： 探讨纳米尺度材料（如量子点、二维材料）中出现的独特物理和化学性质。重点阐述晶界、相界面、孔隙结构对材料宏观力学、电学和热学性能的决定性影响。 拓扑材料与受限几何： 介绍拓扑绝缘体、拓扑超导体等在信息技术中应用的潜力，以及如何通过受限几何结构（如多孔材料、纤维增强复合结构）来诱导材料产生非传统的响应。 高通量计算与AI辅助材料发现（Accelerated Materials Discovery）： 详细介绍密度泛函理论（DFT）、分子动力学模拟（MD）在预测新材料结构、优化合成路径中的作用。讨论机器学习（ML）模型如何加速材料性能数据库的构建与筛选，从而指导实验设计。 第二章：先进能源转化与存储材料 本章集中于解决全球能源挑战所需的关键材料。 下一代电池与超级电容器电极材料： 深入探讨固态电解质的离子传导机制，锂硫、锂空气电池面临的挑战与新型正负极材料（如高熵氧化物、金属有机框架（MOFs）基材料）的开发。 光电转换效率的极限探索： 全面分析钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells, PSCs）的稳定性问题及其界面钝化策略。介绍叠层太阳能电池和光热/光电耦合材料的设计。 热电材料的效率突破： 讨论如何通过调控晶格热导率和电子输运性能，实现高塞贝克系数（ZT值）的材料体系，如碲化物、硅锗合金以及基于二维材料的异质结。 第二部分：智能响应与自适应系统 本部分着重于具有环境感知、信息处理和动态响应能力的材料系统。 第三章：自适应与形状记忆材料 可逆相变与应力释放： 详细分析镍钛（NiTi）基形状记忆合金（SMAs）的马氏体相变机制，以及如何通过合金化和热处理来调控其恢复温度和应变能力。 刺激响应性聚合物与水凝胶（Smart Gels）： 探讨pH、温度、光照、电场等外部刺激如何引起高分子网络的体积变化、溶胀或收缩。介绍其在药物缓释、软体机器人和生物传感器中的应用。 自修复材料的机制设计： 区分微胶囊断裂修复、交联剂重组修复和本征自修复（Intrinsic Self-Healing）机制，并讨论如何将修复功能集成到结构材料中以延长使用寿命。 第四章：多功能集成与传感材料 压电、热释电与电活性聚合物： 阐述非中心对称晶体结构如何产生电学响应。重点关注柔性压电薄膜（如PZT、AlN）在可穿戴传感设备中的应用，以及聚偏氟乙烯（PVDF）及其共聚物的机理。 磁性与磁热效应： 介绍磁性弛豫过程和磁热效应（MCE），探讨基于稀土合金和尖晶石结构材料在磁制冷技术中的潜力。 生物相容性与植入体材料： 深入研究钛合金、羟基磷灰石（HA）涂层和生物活性玻璃的表面改性技术，以优化与骨组织和软组织的整合性。讨论可降解聚合物支架在组织工程中的梯度设计。 第三部分：先进制造与结构表征 本部分关注如何实现复杂结构材料的精确制造，以及如何利用尖端表征技术来验证设计假设。 第五章：增材制造（3D打印）中的材料科学 材料兼容性与过程控制： 探讨选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等技术中，粉末材料的粒径分布、球化度对手熔池流动和最终缺陷形成的影响。 梯度功能结构（Functionally Graded Materials, FGM）： 介绍如何通过调整打印参数或原料配比，在单一构建体内部实现材料性能（如硬度、导电性）的连续变化，以解决热应力集中问题。 生物打印与活体材料： 讨论水凝胶墨水（Bio-inks）的流变学特性，以及如何利用光聚合或交联技术在活细胞存活率的前提下构建复杂的组织支架。 第六章：高分辨率表征技术 同步辐射与中子散射技术： 介绍这些技术在原位（In-situ）研究材料相变、应力分布和原子振动方面的优势，尤其是在极端温度或高压条件下的应用。 透射电子显微镜（TEM）的极限： 重点阐述低电压STEM-EELS（扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱）在鉴定单原子催化剂和识别二维材料界面缺陷方面的能力。 先进无损检测（NDT）： 探讨超声波相控阵、X射线断层扫描（XCT）等技术如何用于评估复杂结构件（如复合材料层合板、增材制造件）内部的微裂纹和孔隙率，确保其服役可靠性。 总结与展望： 本书最后将展望跨学科材料系统的未来，强调材料科学与生物学、信息学、环境科学的深度融合，指出解决可持续性、循环经济和极端环境适应性材料需求的紧迫性与机遇。本书内容丰富，理论与实践紧密结合，是推动下一代材料创新不可或缺的参考工具书。

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