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出版者:Prentice Hall

作者:Leroy G. Wade

出品人:

页数:1320

译者:

出版时间:2009-2-1

价格:USD 234.07

装帧:Hardcover

isbn号码:9780321592316

丛书系列:

图书标签:

• Chemistry
• 有机化学
• 化学
• 大学教材
• 有机反应
• 结构式
• 光谱学
• 命名法
• 合成
• 机理
• 立体化学

现代材料科学导论 第一版 作者：[虚构作者姓名A]，[虚构作者姓名B] --- 图书简介 《现代材料科学导论》 旨在为初学者和跨学科研究人员提供一个全面而深入的视角，涵盖当代材料科学的核心概念、实验技术以及新兴应用领域。本书摒弃了传统教材中常见的晦涩难懂的纯理论推导，转而采用一种强调结构-性能关系的叙事方式，使读者能够清晰地理解材料的微观结构是如何决定其宏观物理、化学和机械性能的。 本书结构清晰，从基础的晶体学和缺陷理论出发，逐步过渡到聚合物、陶瓷、金属合金以及复合材料的专门章节。我们致力于构建一个坚实的理论基础，同时紧密结合工业和前沿研究中的实际案例，确保读者不仅理解“是什么”，更能理解“为什么”以及“如何应用”。 第一部分：基础与结构（奠定基石） 第1章：材料科学的范畴与历史回顾 本章首先界定材料科学的学科边界，阐明其在现代工程学、物理学和化学中的交叉地位。我们将追溯从古代冶金术到纳米技术革命的历史脉络，强调材料创新是历次工业革命的驱动力。重点讨论材料的分类体系（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）及其在应用中的优缺点对比。 第2章：原子键合与晶体结构基础 深入探讨化学键（离子键、共价键、金属键、范德华力）对材料宏观性能的影响机制。晶体结构部分将详述晶格、晶胞的概念，并详细分析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密排六方（HCP）结构的几何特征，以及如何利用X射线衍射（XRD）技术确定晶体结构和晶格参数。 第3章：材料中的缺陷与非晶态结构 材料的性能往往由缺陷而非完美结构所决定。本章详细阐述点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的类型、形成热力学以及它们在塑性变形、扩散和电学性质中的关键作用。同时，介绍玻璃和非晶态材料的结构特征及其独特的粘弹性行为。 第4章：材料的热力学与动力学 材料科学的核心在于理解材料在不同温度和压力下的相变行为。本章涵盖相图的解读、吉布斯相律的应用，以及热力学第二定律在材料稳定性和驱动力中的体现。动力学部分聚焦于扩散现象，利用菲克定律分析原子迁移过程，并将其与固态反应、晶粒长大等过程联系起来。 第二部分：关键材料体系的性能与设计（深入研究） 第5章：金属与合金 作为工程应用中最成熟的材料体系，金属章节将重点介绍相变对强度的影响，如铁碳合金中的奥氏体、铁素体和渗碳体。详细分析固溶强化、晶界强化、析出强化（沉淀硬化）和形变强化（加工硬化）的微观机理。此外，还将介绍特种合金（如高温合金、形状记忆合金）的设计原则。 第6章：陶瓷材料的结构与性能 本章探讨陶瓷的离子性和共价键特性如何导致其高硬度、高熔点但低韧性的特征。深入分析氧化物、非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的制备方法（如烧结），以及如何通过微结构控制（如晶粒尺寸、孔隙率）来改善其断裂韧性。重点讨论陶瓷的电学和光学特性。 第7章：聚合物科学与工程 聚合物因其轻质、易加工和可定制性而广受欢迎。本章从分子结构（单体、聚合度、拓扑结构）入手，解释线型、支化、交联聚合物的差异。核心内容包括聚合物的粘弹性、玻璃化转变温度（Tg）的确定及其对材料性能的影响，以及纤维增强复合材料中聚合物基体的作用。 第8章：复合材料的增强机制 复合材料代表了材料设计的前沿方向。本章系统性地介绍了增强相（纤维、颗粒、层状结构）与基体材料的组合模式。通过力学模型，解释如何利用混合法则和应力传递机制来预测纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）的各向异性力学性能。 第三部分：功能性材料与前沿技术（面向未来） 第9章：半导体与电子材料 本章聚焦于材料的电学性质。详细解释能带理论，区分导体、半导体和绝缘体。重点分析硅基半导体的掺杂（n型和p型）如何调控载流子浓度，并简要介绍薄膜沉积技术在微电子器件制造中的关键作用。 第10章：磁性与光学材料 探讨磁性材料（铁磁性、抗磁性、顺磁性）的微观起源，如交换作用和磁畴结构，并介绍磁存储技术的发展。光学材料部分则关注材料与电磁波的相互作用，包括吸收、透射、反射和散射，为激光、光纤和显示技术奠定理论基础。 第11章：生物相容性材料与生物医学应用 本章介绍与生物系统相互作用的材料。讨论生物活性、生物惰性和生物可降解材料的设计原则。案例分析包括骨替代材料（如羟基磷灰石）、药物缓释系统和植入式医疗器械（如心脏起搏器外壳）对材料表面处理和纯度的严格要求。 第12章：纳米材料与表面工程 纳米尺度（1-100 nm）引入了显著的尺寸效应。本章介绍合成纳米颗粒、纳米线和二维材料（如石墨烯）的方法。探讨其独特的量子效应和高比表面积带来的新功能，并讨论表面工程技术（如涂层、表面改性）在提高材料耐磨性、耐腐蚀性方面的应用。 --- 本书特色： 1. 理论与实践的无缝连接： 每个章节均附有“案例分析”，展示实际工业问题是如何通过材料科学原理解决的。 2. 数据驱动的分析： 大量使用图表、显微图像和实验数据，帮助读者建立直观的性能感知。 3. 跨学科视角： 强调材料科学在化学工程、机械设计、电子工程和生物技术中的交叉融合。 适用对象： 机械工程、化学工程、物理学、材料科学专业本科生及研究生入门课程。 希望快速了解现代材料体系和工程应用的工程师及技术人员。 《现代材料科学导论》 不仅是一本教科书，更是连接基础科学与未来工程创新的桥梁。通过系统学习，读者将能够像材料科学家一样思考，设计出满足二十一世纪严苛要求的下一代产品和技术。

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我一直对环保事业充满热情，并且深信科技是解决环境问题的重要途径。我曾经在新闻中看到过关于“绿色化学”、“可降解塑料”、“生物燃料”等概念的报道，这些都让我对有机化学在环保领域的应用产生了浓厚的兴趣。我希望《Organic Chemistry》这本书能够为我提供关于绿色化学的深入解读，让我了解如何设计和合成对环境友好的化学品和工艺。我特别想知道，如何通过改变有机分子的结构，使其更容易被微生物降解，从而减少塑料污染。我也想了解，如何利用生物质资源，通过有机化学的转化，生产可再生的能源，减少对化石燃料的依赖。这本书能够帮助我理解，化学家们是如何通过优化反应条件，减少有毒副产物的产生，从而降低生产过程对环境的影响。我希望能够通过这本书，更深入地了解有机化学在解决环境问题中的作用，并希望能激发我为环保事业贡献自己力量的决心。我渴望能够为创造一个更可持续发展的未来，贡献一份化学的智慧。

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我是一名业余的园艺爱好者，并且一直对植物的生长和繁衍过程感到好奇。我曾经在阅读园艺书籍时，了解到植物需要各种营养元素才能健康生长，但对于这些营养元素在植物体内的转化和作用，以及植物如何通过光合作用来合成自身的有机物，我感到非常模糊。我希望《Organic Chemistry》这本书能够帮助我理解植物的有机化学基础，让我能够更科学地进行园艺实践。我特别想了解，植物是如何通过根系吸收无机物，然后在叶片中通过光合作用合成各种复杂的有机分子，比如糖类、氨基酸、维生素等，这些有机物又是如何被运输到植物的各个部位，支持其生长发育的。我也想了解，植物如何产生那些具有特殊香味的花朵，或者如何合成那些具有药用价值的天然产物。这本书能够帮助我理解，为什么不同的土壤成分会影响植物的生长，以及如何通过施肥来补充植物所需的有机营养。我希望能够通过这本书，更深入地了解植物的生命过程，从而更有效地管理我的花园，培育出更健康、更美丽的植物。

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这本《Organic Chemistry》的书名，光是听起来就让人联想到那些错综复杂的分子结构图，以及需要死记硬背的反应机理。我一直以为有机化学是所有化学分支中最具挑战性的一门，充满了各种碳链、官能团，还有那些名字听起来就让人头疼的反应，比如 Diels-Alder 反应、Wittig 反应，以及数不清的命名反应。每次看到教科书上的那些三维立体图，我都会感到一阵眩晕，感觉自己永远也无法真正理解它们是如何堆叠、如何相互作用的。我曾经尝试过自学一些基础的有机化学概念，但很快就被那些繁琐的命名规则和复杂的立体化学所淹没。特别是当涉及到手性分子时，我更是感到力不从心，分不清 R 式和 S 式，更别提那些非对映异构体和对映异构体之间的细微差别了。我一直渴望找到一本能够真正帮助我理解有机化学精髓的教材，一本能够将那些抽象的概念变得生动形象，并且能够引导我一步步建立起扎实的知识体系的书。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师一样，耐心解答我心中的疑惑，循序渐进地带领我穿越有机化学的迷宫，最终让我能够独立地分析和解决有机化学问题。我对这本书的期待非常高，希望它能够提供清晰易懂的解释，丰富的例题和练习，以及能够激发我学习兴趣的案例和应用。

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我一直对生命科学有着浓厚的兴趣，而有机化学作为生命科学的基础，在我看来是理解生物体运作的关键。我一直认为，我们身体内的每一个生理过程，从 DNA 的复制到蛋白质的合成，再到能量的产生，都离不开复杂的有机分子之间的相互作用。我曾经在阅读生物学相关书籍时，遇到过很多关于蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质的描述，但总觉得缺少了对这些分子结构和反应机制的深入理解。当我看到《Organic Chemistry》这本书时，我立刻被它所吸引。我想，这本书一定能够填补我在这方面的知识空白，让我能够更深刻地理解生物学的奥秘。我特别期待书中能够详细介绍各种重要的生物分子，比如氨基酸、核苷酸、糖类和脂肪酸，以及它们是如何构成生命的基本单位。我希望能够了解它们在细胞内的结构和功能，以及它们之间是如何通过化学反应相互连接和转化的。此外，我也对药物化学和生物技术领域非常感兴趣，我相信有机化学的学习将为我探索这些领域打下坚实的基础。我希望这本书能够提供相关的知识，帮助我理解药物是如何设计和合成的，以及生物技术是如何利用有机化学原理来解决实际问题的。我渴望能够通过这本书，将抽象的化学知识与我热爱的生命科学领域紧密联系起来，从而获得更全面、更深入的理解。

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我对烹饪有着极大的热情，并且一直深信，美味的食物背后隐藏着深刻的化学原理。我曾经在观看烹饪节目时，听到过厨师们提及“美拉德反应”、“焦糖化反应”等术语，并且了解到这些反应是如何影响食物的色泽和风味的，这让我对背后的化学过程产生了浓厚的兴趣。我希望《Organic Chemistry》这本书能够为我揭示食物中的化学奥秘，让我能够更科学、更精妙地进行烹饪。我特别想了解，构成食物的主要有机分子，比如蛋白质、碳水化合物、脂肪，在加热、发酵、腌制等过程中会发生哪些有趣的化学变化。我希望能够理解，为什么有些食物会产生独特的香气，为什么有些食材会改变颜色，以及为什么不同的烹饪方法会带来截然不同的口感。这本书能够帮助我理解，如何通过控制温度、pH值、以及不同食材的组合，来优化这些化学反应，从而烹饪出更加美味、更加健康的食物。我甚至希望能够通过这本书，理解一些分子美食学的概念，探索更多前沿的烹饪技术。我渴望能够将这本书的知识应用到我的厨房中，用科学的眼光去品味和创造美食，将烹饪提升到一个全新的境界。

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我一直对科学研究充满好奇，并且对那些能够解释世界运转规律的理论感到着迷。我曾经在阅读一些科学普及读物时，接触到过一些关于有机化学的片段，比如分子模拟、新材料的开发，以及对宇宙中复杂有机分子的探索。这些片段让我对有机化学产生了浓厚的兴趣，但我发现自己对这些领域的了解非常有限，缺乏深入的科学知识来支持我的好奇心。当我看到《Organic Chemistry》这本书时，我立刻意识到这正是我所需要的。我希望这本书能够提供一个全面的视角，让我了解有机化学在科学研究中的重要地位和广泛应用。我特别想知道，有机化学是如何帮助科学家们设计和合成具有特定功能的分子，例如用于药物研发、催化剂设计、以及功能性材料的开发。我也对有机化学在天体化学中的作用感到好奇，希望了解科学家们是如何通过有机化学来研究宇宙中复杂分子的起源和演化。这本书能够帮助我理解那些宏大的科学目标背后，隐藏着怎样的微观分子世界的奥秘。我渴望能够通过这本书，建立起对有机化学的系统认知，从而为我未来更深入的科学探索打下坚实的基础，让我能够更好地理解和参与到那些令人兴奋的科学前沿研究中去。

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我在一个非化学相关但经常需要接触化学产品的行业工作，工作中经常会遇到一些化学术语和产品信息，但往往觉得理解起来有些吃力，尤其是涉及到有机化合物的性能和用途时。我经常需要理解不同有机溶剂的特性，比如它们的挥发性、溶解性以及对材料的影响，还有一些合成的聚合物材料，它们的性能差异巨大，往往需要理解其分子结构才能更好地进行产品选择和应用。我希望《Organic Chemistry》这本书能够帮助我理解这些基础的有机化学原理，让我能够更专业、更深入地理解我工作中所接触到的化学品。我希望这本书能够用比较通俗易懂的语言来解释复杂的概念，避免过多的专业术语，或者对术语进行详细的解释。我希望书中能够包含一些实际的应用案例，比如不同有机化合物在涂料、塑料、医药、化妆品等行业的应用，这样我才能将书本知识与实际工作联系起来。我还需要了解一些基本的有机反应，以便我能更好地理解产品的合成过程和潜在的风险。我希望通过阅读这本书，能够提升我的专业知识水平，让我能够更自信地处理与化学品相关的工作，并在职业发展上取得更大的进步。

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我是一名艺术爱好者，尤其对材料科学在艺术创作中的应用着迷。我一直认为，颜料、染料、溶剂以及各种用于雕塑和绘画的粘合剂，其本质都是复杂的有机化合物。我曾经在学习一些传统绘画技法时，了解到古老颜料的制备过程，其中涉及到许多有机物的提取和转化，让我觉得非常神奇。我想，如果我能对有机化学有更深入的理解，我或许能够更巧妙地运用各种材料，创作出更具表现力的艺术作品。我希望《Organic Chemistry》这本书能够帮助我理解不同有机材料的分子结构和化学性质，以及它们是如何影响艺术品的色彩、质感、稳定性和耐久性的。我特别想了解，哪些有机化合物可以作为稳定剂，防止作品褪色或老化，哪些有机溶剂可以用于溶解和混合不同的颜料，以及如何通过有机合成来创造出具有独特视觉效果的新型材料。我希望这本书能够提供一些与艺术相关的案例，比如著名艺术品中使用的颜料分析，或者现代艺术家如何利用有机化学原理进行创新。这本书能够让我将抽象的化学知识与我热爱的艺术创作紧密结合，从而激发我更多的灵感和可能性，让我能够以全新的视角去探索艺术的边界。

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我是一名普通的消费者，但我对产品的成分和安全性非常关注。我曾经在购买化妆品、食品、清洁剂等产品时，看到过各种各样的有机化学成分列表，但我对这些成分的真实作用和潜在影响一无所知。我希望《Organic Chemistry》这本书能够帮助我更好地理解产品成分表，让我能够做出更明智的消费选择。我希望这本书能够用比较通俗易懂的语言，解释一些常见的有机化学成分，比如防腐剂、香料、表面活性剂、乳化剂等，它们的化学结构是什么样的，它们在产品中起什么作用，以及它们是否可能对人体健康或环境造成潜在风险。我希望能够了解，哪些成分是天然的，哪些是合成的，以及它们的安全性是如何评估的。这本书能够帮助我辨别虚假的宣传，理解产品背后的科学原理，从而不再盲目跟风，而是能够根据自己的需求和对健康的考量，选择真正安全、有效的产品。我渴望能够通过这本书，成为一个更理性的消费者，用我的选择来支持那些负责任的生产商。

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我是一名在校的大学生，目前正在攻读化学专业。在我的学习过程中，有机化学一直是我觉得最具有挑战性的一门课程。我常常在课后感到力不从心，因为我发现自己很难完全理解老师讲授的内容，特别是那些复杂的反应机理和立体化学的概念。我常常需要花费大量的时间去查阅其他的参考书，但这又常常让我感到更加困惑，因为不同的书籍对同一个概念的解释方式可能大相径庭。我一直在寻找一本能够系统性地梳理有机化学知识，并且能够提供清晰、准确解释的书籍。我希望这本书能够包含所有的基本概念，并且能够从最基础的部分开始，逐步深入到更复杂的知识点。我特别希望能有详细的例题，并且能够提供详细的解题思路和步骤，这样我才能真正理解如何应用这些知识来解决问题。同时，我还需要大量的练习题来巩固我的学习效果，并且希望这些练习题的难度能够循序渐进，让我能够逐步提升我的解题能力。我对这本书的期望非常高，希望它能够成为我在有机化学学习道路上的得力助手，帮助我克服学习中的困难，最终取得优异的成绩。

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