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出版者:

作者:王先逵 编

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2008-6

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787111242499

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 热处理
• 金属材料
• 材料工程
• 热力学
• 相图
• 材料性能
• 工艺技术
• 机械工程
• 金属加工

现代材料学前沿探索：从微观结构到宏观性能 书籍名称： 现代材料学前沿探索：从微观结构到宏观性能 作者： [此处可自行添加资深学者或团队的署名，以增加真实性] 出版社： [此处可自行添加知名学术出版社名称] --- 内容概要 本书是一部系统而深入探讨当代材料科学最新进展的专著。它摒弃了传统材料教科书中对基础知识的冗长重复，直接聚焦于驱动现代工程技术革命的核心——新型材料的开发、结构-性能关系的精细调控，以及前沿制备技术。全书以跨学科的视野，整合了物理学、化学、工程学和信息科学的最新成果，旨在为高年级本科生、研究生、科研人员以及寻求技术突破的工程师提供一个前瞻性的知识框架。 本书的结构设计围绕“发现新材料——理解其内在机制——实现工程应用”的逻辑展开，重点剖析了以下几个关键领域： --- 第一部分：跨越维度的结构解析：原子、晶格与缺陷的精细调控 本部分深入探讨了材料的微观结构，但视角着重于非传统结构和动态结构的表征与控制。 第一章：高熵合金与复杂相材料的构筑原理 聚焦：传统二元、三元合金设计范式的突破。详细阐述高熵合金（HEAs）中“迟滞熵效应”、“高局域畸变”等核心概念如何影响其室温及高温下的机械性能（蠕变抗性、断裂韧性）。 前沿技术：介绍利用相场模拟（Phase Field Modeling）预测复杂多相区的演化路径，以及通过快速凝固技术（如电弧熔炼、激光熔覆）实现亚稳相的稳定化。 第二章：纳米尺度下的量子效应与界面工程 聚焦：深入探讨在纳米尺度（1-100 nm）内，量子尺寸效应、表面能主导效应如何改变块体材料的固有属性。 界面科学：重点剖析材料异质结（Heterostructures）的构建技术，如原子层沉积（ALD）在精确控制界面厚度和化学计量比上的应用。讨论界面态、缺陷态对电子输运和光催化性能的决定性影响。 第三章：拓扑材料与非布洛赫电子态 聚焦：介绍拓扑绝缘体、拓扑半金属等前沿概念，这些材料因其表面态或边缘态的鲁棒性而备受关注。 表征方法：详细介绍如何利用角分辨光电子能谱（ARPES）直接观测狄拉克锥或费米面附近的拓扑保护态，并探讨这些材料在低功耗电子学中的潜在价值。 --- 第二部分：功能化驱动的材料设计：超越机械性能的考量 本部分将视角转向材料的功能性，涵盖电、磁、光、热等领域的创新。 第四章：先进能源存储材料的界面化学 电池系统：重点分析固态电解质界面（SEI/CEI）的形成机理及其对锂/钠离子电池循环稳定性的影响。对比分析全固态电池中固体/固体界面的离子传导障碍。 催化剂的构效关系：研究单原子催化剂（SACs）的负载方法、几何构型对活性位点电子结构的影响，特别是其在燃料电池和CO2还原反应中的效率提升机制。 第五章：智能响应材料与自适应系统 聚焦：形状记忆合金（SMA）的复杂热弹性滞后现象、磁致伸缩材料（Terfenol-D）的高效驱动机制。 前沿应用：探讨刺激响应水凝胶（pH、温度、光照敏感）的交联密度控制，以及如何利用这些材料实现微流控、药物缓释和软体机器人的设计。 第六章：高性能陶瓷基复合材料的增韧机制 聚焦：传统陶瓷脆性的克服策略。深入研究纤维增强陶瓷（CMC）中的基体/界面/纤维三相耦合行为。 韧化途径：重点剖析非氧化物陶瓷中裂纹偏转、桥接、微裂纹闭合等增韧机制的定量分析模型，以及热障涂层（TBCs）中的热物理梯度设计。 --- 第三部分：制备技术与计算模拟的协同进化 本部分着重于先进制造技术如何赋能新材料的精准合成，以及计算工具如何加速材料的发现过程。 第七章：增材制造（3D打印）中的冶金学挑战 选区激光熔化（SLM）/电子束熔化（EBM）：分析高成形速率下的液滴动力学、快速凝固过程中的枝晶生长与偏析现象。讨论增材制造特有的残余应力控制技术和各向异性性能的来源。 原位表征：介绍利用高速相机和红外热电偶对熔池的瞬态行为进行实时监控和反馈控制的方法。 第八章：第一性原理计算在材料筛选中的应用 密度泛函理论（DFT）：系统介绍如何利用DFT计算材料的电子态密度、能带结构、形成能和缺陷激活能，以替代大量昂贵的实验筛选。 高通量计算与机器学习：讨论如何结合材料基因组计划（MGI）的理念，建立材料结构特征与性能之间的多维映射模型，预测新型催化剂或新型储氢材料的性能潜力。 第九章：先进表征技术：从静态到动态的探究 聚焦：介绍同步辐射光源（Synchrotron Radiation）和中子散射技术在研究材料在真实工作环境下（高压、高温、反应气氛）的结构演变。 谱学前沿：深入剖析固态核磁共振（ssNMR）和拉曼光谱在分辨不同晶格位点化学环境和晶格振动模式上的独特优势，特别是用于分析无序或纳米尺度材料。 --- 目标读者与本书价值 本书旨在超越基础知识的罗列，直接面向当前材料科学研究的前沿热点和工业瓶颈。它要求读者具备坚实的固体物理和化学基础，是希望从事新型功能材料、先进制造工艺或计算材料学研究的专业人士不可或缺的参考书。通过本书的学习，读者将能够建立一个整合了微观机制、宏观性能与先进制造策略的完整材料设计思维体系。

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这本书在理论深度上达到了一个令人难以企及的高度，绝对不是市面上那些泛泛而谈的“材料概论”可以比拟的。我尤其对其中对位错动力学和断裂机制的阐述印象深刻。作者对裂纹尖端应力场的张量分析，所采用的数学工具之精妙，简直让我看到了理论物理的优美。他没有回避那些复杂的偏微分方程和边界条件，而是将其作为理解材料极限状态的基石。对于那些追求学术深度的研究人员来说，这本书无疑是一部宝典。然而，这也成为了它最大的局限性——它似乎完全脱离了实际工程的泥土。书中引用的实验数据多是来自几十年前的经典文献，对于近十年新兴的增材制造、原位表征等技术几乎没有提及。读完之后，我感觉自己好像刚从一个纯粹的理论实验室里走出来，对现实中那些充满缺陷、杂质和非理想条件的工业部件，反而失去了敬畏之心。这是一部能让你在概念上登峰造极的书，但对于解决生产线上的实际问题，可能帮助不大。

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我得说，这本书的编排逻辑简直是一场灾难，至少从我这个追求结构清晰、体系完整的读者的角度来看是这样的。它似乎更像是一本优秀研究论文的合集，而非一部经过精心规划的教材。前三分之一的内容，作者在探讨某种特定类型的陶瓷材料的烧结过程时，突然插入了一大段关于高熵合金的电子结构计算的理论分析，两者之间的过渡生硬得像是被一把斧头砍断了一样。我翻阅了好几页，才勉强找到一点点能将两者联系起来的“概念桥梁”，但这个桥梁实在是太细太滑了。当我试图去理解某种金属的低温脆性时，它又迅速跳转到了表面工程的涂层设计，而且后面关于表面处理的章节，内容也显得捉襟见肘，很多前沿技术几乎是一带而过，缺乏深入的探讨和数据支撑。阅读过程中，我不得不频繁地在不同章节间来回翻找，试图拼凑出一个完整的知识图谱。这种跳跃性让我感到非常困惑，我更希望看到的是一个层层递进、脉络分明的体系，而不是这种碎片化的信息轰炸。

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这本书最吸引我的是它那股子对“工艺优化”的近乎偏执的关注点。它没有沉溺于宏大的理论叙事，而是把焦点紧紧地锁定在了“如何把东西做得更好、更稳定”上。我特别喜欢它对各种缺陷的成因分析，以及相应的控制策略——比如，如何通过精确控制冷却速率来抑制枝晶偏析，或者在焊接过程中如何利用局部热循环来调控焊缝区的晶粒尺寸。书中的案例分析非常详实，每一个案例都像是一篇小型的工程报告，清晰地列出了初始状态、所用工艺、出现的问题以及最终的改进措施和效果对比。这对于我们这些需要对产品质量负责的工程师来说，简直是教科书级别的范本。它让你明白，材料性能不是凭空产生的，而是通过一系列可控的、可量化的操作步骤“雕刻”出来的。这本书让人感觉非常踏实，它教导的不是“材料是什么”，而是“材料应该怎么做”。

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这本书的深度和广度，简直就是材料科学领域的一座灯塔！我作为一个刚踏入这个行业的门槛的新手，手里攥着一堆基础理论知识，却感觉在实战中像个无头苍蝇。这本书简直是我的救命稻草。它没有那种让人望而生畏的纯理论堆砌，而是用一种非常直观、甚至可以说是有点“工程师”思维的方式，把那些复杂的相变、晶体结构、力学性能之间的内在联系，掰开了揉碎了讲。特别是关于特定合金系统的微观结构演变，作者的描述细腻得让人惊叹，仿佛我能亲眼看到原子层面的舞蹈。光是读完关于热处理工艺参数对最终材料性能影响的章节，我就感觉我的“材料直觉”一下子被激活了。这本书不是让你死记硬背公式，而是引导你去思考“为什么”会是这样的结果。对我来说，它更像是一位经验丰富的老教授，坐在我身边，手把手地带我入门，那种求知若渴的感觉，久违了。我特别欣赏它在解释复杂热力学原理时，总是能迅速地将其转化为实际可操作的工艺窗口的转变能力，这对于我们工程应用人员来说，简直是太重要了。

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这本书的排版和插图简直是一场视觉的噩梦，看得我眼睛都快花了！我得承认，内容本身可能有些价值，但糟糕的呈现方式直接劝退了大部分读者。首先，字体选择极其小气，而且行间距紧凑得像在压缩文件，稍不留神就会漏看半行字。更要命的是那些图表——很多重要的微观结构照片，本来应该是黑白分明的，结果被印成了灰蒙蒙的一片，对比度极低，上面的标注点细小得像是蚊子脚印。我不得不时常打开手机的手电筒，对着书页才能勉强辨认出那些曲线和柱状图的细节。而且，很多公式的上下标和希腊字母经常出现位置偏移或者模糊不清的情况，这对于严肃的科学阅读来说是致命的。读完一个章节，我感觉不是知识量增加了，而是视力下降了。如果作者和出版社能投入哪怕一点点精力来优化版式设计和印刷质量，这本书的价值或许能提升一个量级，现在看来，它更像是某个内部资料的粗糙复印件。

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