化学实验（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:212

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出版时间:2009-8

价格:24.00元

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isbn号码:9787122053459

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• 化学
• 实验
• 中学化学
• 上册
• 教学
• 科学
• 教育
• 理科
• 教材
• 实验指导

现代材料科学导论 内容提要： 本书旨在为材料科学领域的研究人员、工程师及高等院校学生提供一个全面而深入的现代材料科学基础知识框架。全书内容聚焦于材料的微观结构、性能、制备工艺及其应用之间的内在联系，重点阐述了结构-性能关系在新型功能材料设计中的核心地位。本书深入探讨了金属合金、陶瓷、聚合物、复合材料以及新兴的纳米材料和智能材料的物理化学基础和工程应用。 第一章 绪论：材料科学的基石 本章首先界定材料科学的范畴及其在现代工程技术中的战略意义，追溯了材料发展史的关键转折点，从青铜时代到信息时代对材料需求的演变。我们将详细介绍材料分类体系，包括传统材料和先进材料的划分标准，并强调“结构-性能-加工-应用”的材料设计哲学。本章会引入热力学和动力学在材料行为预测中的基础作用，为后续章节的深入探讨奠定理论基础。重点讨论原子尺度上的化学键合类型（离子键、共价键、金属键、范德华力）如何决定材料的宏观特性，如熔点、硬度与导电性。 第二章 晶体结构与衍射技术 本章深入解析了固体材料的周期性排列——晶体结构。我们将系统介绍布拉维点阵、晶体学符号（如Miller指数）、晶胞概念，并详细阐述体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密排六方（HCP）等基本晶格的几何特征及其对材料力学性能的影响。随后，重点介绍X射线衍射（XRD）在晶体结构分析中的原理和应用，包括衍射条件（布拉格定律）的推导、晶面间距的测量以及对晶体缺陷（如位错、晶界）的间接表征。本章还将涉及电子衍射和中子衍射在特定材料研究中的优势。 第三章 晶体缺陷与材料性能 材料性能的差异往往源于其内部的非完美性。本章致力于系统梳理晶体缺陷的分类、形成机制及其对材料宏观性能的决定性影响。缺陷类型涵盖点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错——刃型、螺旋型及其复合形式）、面缺陷（晶界、堆垛层错）和体缺陷。特别强调位错运动是塑性变形的根本机制，深入分析位错的缠结、交割和攀移如何控制金属的强化（如固溶强化、加工硬化和沉淀强化）。同时，探讨点缺陷在扩散过程中的作用，为理解材料的热处理和老化过程提供理论支撑。 第四章 材料的热力学与相变动力学 本章聚焦于材料科学中的核心理论——热力学。系统阐述吉布斯自由能的概念及其在确定平衡相和相变驱动力中的作用。通过相图的构建与解读，解释单组元和多组元体系（如二元合金的杠杆定律和垂直截距规则）的相平衡关系。动力学部分则侧重于相变过程的演化，深入讲解形核理论（经典成核理论）和长大机制（如扩散控制的生长），并结合冷却速率分析非平衡相变的发生，如亚共晶合金中的树枝晶生长现象。 第五章 金属材料的结构与性能 本章专注于金属和合金。在微观结构部分，详细解析了合金化（固溶体形成）、相变组织（如珠光体、贝氏体、马氏体）的形成过程及其对强度、韧性的影响。重点论述了钢铁材料的热处理工艺，如退火、正火、淬火和回火的微观机理及其对最终性能的调控。此外，本章还将介绍先进高强钢（如先进高强钢AHSS）和非铁金属合金（如铝锂合金、镍基高温合金）的最新发展和应用。 第六章 陶瓷材料的特性与应用 陶瓷材料因其高硬度、耐高温和优异的化学稳定性而备受关注。本章从离子键和共价键为主的化学键合角度，解释了传统陶瓷（如氧化铝、氧化锆）的高杨氏模量和脆性的根源。详细讨论了陶瓷的烧结过程（固相烧结与液相烧结）及其对最终密度的影响。随后，系统介绍结构陶瓷（如SiC、Si3N4）的断裂韧性提升策略（如转变增韧），以及功能陶瓷在电子、压电和生物医学领域的应用。 第七章 聚合物科学基础 本章系统介绍有机高分子材料的结构、合成与性能。探讨聚合物的分子量分布、拓扑结构（线型、支化、交联）对材料粘弹性的影响。重点分析聚合物的玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）的测定与意义，并解释分子链的松弛机制。内容涵盖热塑性塑料、热固性树脂以及橡胶的性能特点，并介绍纤维增强复合材料中树脂基体的作用。 第八章 复合材料的设计与制造 复合材料是解决单一材料性能局限性的关键途径。本章阐述复合材料的定义、分类（如颗粒增强、纤维增强、结构复合材料）及其性能预测模型（如混合律）。特别深入分析纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂）的力学行为，包括界面作用、各向异性和损伤模式（如脱粘、纤维断裂）。本章还将介绍先进的制造技术，如树脂传递模塑（RTM）和预浸料铺放技术。 第九章 电子、光学与磁性材料 本章探讨材料如何响应电磁场。在电子材料方面，根据能带理论详细区分导体、半导体和绝缘体的导电差异，并深入分析掺杂对半导体性能的调控，探讨PN结的形成与应用。在光学材料方面，阐述光与物质的相互作用（吸收、反射、透射），介绍透明陶瓷和光纤材料的特性。磁性材料部分，系统介绍抗磁性、顺磁性和铁磁性的微观起源，重点分析磁畴结构、磁滞回线及其在永磁体、软磁材料和磁记录介质中的应用。 第十章 先进材料与纳米技术 本章展望材料科学的前沿领域。纳米材料部分，介绍量子尺寸效应，讨论如量子点、纳米线和石墨烯等零维、一维和二维材料的独特性能。重点关注制备技术，如化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）。此外，本章还将介绍形状记忆合金（SMA）、智能响应材料（如形状记忆聚合物）以及生物相容性材料在未来工程中的潜在价值。 结语：材料的未来与可持续发展 本章对全书内容进行总结，并探讨材料科学在能源转型、环境修复和信息技术发展中的前瞻性研究方向。强调绿色化学原则在材料制备中的重要性，以及材料回收与循环利用面临的挑战与机遇。 --- 适用对象： 材料科学与工程、物理学、化学等相关专业的本科高年级学生及研究生。 从事材料研发、生产制造和质量控制的工程技术人员。 对现代先进材料技术感兴趣的科研工作者。 本书特色： 强调原理： 深入剖析结构与性能的定量关系，而非停留在现象描述。 注重前沿： 包含大量的先进材料和纳米技术内容，紧跟学科发展步伐。 图文并茂： 大量使用高质量的相图、晶体结构图和显微照片，辅助理解复杂概念。

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