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页数:243

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出版时间:2009-8

价格:36.00元

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isbn号码:9787502449582

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• 无机化学
• 化学
• 高等教育
• 教材
• 大学
• 理学
• 化学学科
• 基础化学
• 无机物
• 教学参考书

《材料科学基础》 简介： 本书旨在为初学者和有一定基础的读者提供一个全面、深入的材料科学导论。我们相信，理解物质的组成、结构、性能及其相互关系是掌握现代科学技术，尤其是工程领域发展的基石。本书的编写目标是构建一个逻辑清晰、条理分明的知识体系，让读者能够循序渐进地理解材料科学的精髓。 第一部分：材料的微观世界——原子、分子与键合 在探索宏观世界的奇妙材料之前，我们首先需要潜入微观层面，理解构成这些材料的基本单元——原子。本书的第一部分将深入剖析原子的结构，包括原子核、电子的排布以及它们如何决定元素的性质。我们将详细介绍量子力学在描述原子行为中的关键作用，如原子轨道、电子云以及电子的量子数。 接下来，我们将重点探讨原子之间如何相互作用，形成化学键。本书将详细介绍不同类型的化学键，包括离子键、共价键和金属键，并深入分析每种键合方式的形成机制、能量以及对材料性质的影响。我们会通过具体的例子，如食盐（NaCl）中的离子键、金刚石（C）中的共价键以及铜（Cu）中的金属键，来阐述这些概念。此外，分子间作用力，如范德华力、氢键等，虽然相对较弱，但对于理解许多材料（特别是高分子材料和生物材料）的宏观性质至关重要，本书也将对此进行详尽的介绍。 第二部分：材料的结构——从有序到无序 一旦理解了原子层面的相互作用，我们便可以开始关注原子如何排列形成宏观材料。本部分将系统介绍材料的各种结构类型。 晶体结构： 大部分固体材料都具有规则的原子排列，即晶体结构。我们将首先介绍晶体学的基本概念，如晶胞、晶格、晶面和晶向。随后，我们会详细讲解常见的晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）、六方密堆积（HCP）等，并分析它们的原子堆积密度和晶体缺陷（如空位、间隙原子、取代原子、位错）对材料性能的影响。理解这些缺陷对于解释材料的强度、塑性、硬度以及许多其他机械性能至关重要。 非晶态结构： 并非所有材料都具有长程有序的晶体结构。许多材料，如玻璃、某些聚合物和许多合金，都呈现出无定形或非晶态结构。我们将讨论非晶态材料的结构特点，以及它们与晶体材料在性能上的差异。 纳米结构与超结构： 随着科学技术的发展，我们对材料结构的控制能力不断增强，能够制备出具有特定纳米尺度或超分子尺度的结构。本书将介绍纳米材料的独特性质，以及如何通过控制材料的结构来设计和优化其功能。 第三部分：材料的性能——物理、化学与机械属性 理解了材料的微观组成和宏观结构后，本部分将聚焦于材料的各种宏观性能，并分析这些性能如何由其结构决定。 力学性能： 工程师最关心的是材料的强度、硬度、韧性、塑性、弹性等力学性能。我们将深入探讨应力-应变曲线，分析弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等关键参数的意义，并解释材料的强化机制，如固溶强化、位错强化、晶粒细化强化等。 热学性能： 材料在受热或导热时的表现也是至关重要的。本书将介绍材料的比热容、热导率、热膨胀系数等热学参数，并解释其在隔热、散热等方面的应用。 电学与磁学性能： 现代科技离不开电和磁。我们将分类介绍导体、半导体和绝缘体的电学特性，以及铁磁性、顺磁性、抗磁性等磁学现象，并举例说明这些材料在电子器件、磁存储等领域的应用。 光学性能： 材料的光学性能，如透明度、反射率、折射率、发光特性等，在显示技术、光学仪器等方面有着广泛应用。本书将介绍这些光学现象的原理。 化学性能： 材料的化学稳定性、耐腐蚀性、催化活性等化学性能直接影响其使用寿命和应用范围。我们将讨论金属的氧化腐蚀、聚合物的降解等问题，并介绍提高材料化学稳定性的方法。 第四部分：材料的分类与应用 基于对材料结构与性能的深入理解，本书的最后一部分将对材料进行系统分类，并结合实际应用进行介绍。 金属材料： 包括各种合金，如钢铁、铝合金、铜合金等，及其在航空航天、汽车制造、建筑等领域的应用。 陶瓷材料： 包括氧化物、氮化物、碳化物等，以及它们在高温、耐磨、绝缘等方面的特性，在航空发动机、电子元件等领域的应用。 聚合物材料： 包括天然聚合物和合成聚合物，如塑料、橡胶、纤维等，以及它们在包装、纺织、医疗等领域的广泛应用。 复合材料： 将两种或多种不同材料复合而成的材料，旨在获得单一材料无法比拟的优异性能，如碳纤维增强塑料（CFRP）等，在轻量化结构中有重要应用。 新兴材料： 简要介绍当前材料科学领域的前沿和热点，如智能材料、生物材料、纳米材料等。 本书的编写风格力求严谨而不失生动，注重理论与实际的结合，通过大量的图表、实例和思考题，帮助读者巩固所学知识，并激发对材料科学的进一步探索兴趣。我们希望本书能成为您进入材料科学世界的可靠向导，为您未来的学习和研究打下坚实的基础。

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这本书的排版和设计简直让人眼前一亮，封面那种简洁又不失深邃的配色，一下子就抓住了我的注意力。拿到手里，那种沉甸甸的质感，就知道里面内容肯定很扎实。尤其是内页的纸张，印刷的清晰度和光泽度都恰到好处，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳，这对于我们这种需要大量查阅资料的学习者来说，简直是福音。内容结构上也看得出编纂者的用心，知识点的梳理逻辑非常顺畅，从基础理论到复杂反应的过渡处理得非常自然，不像有些教材那样生硬地堆砌概念。比如，它在介绍晶体结构时，不仅有传统的二维图示，还穿插了大量的立体剖面图，甚至还有一些关键概念的拓展阅读链接，让人很容易就能构建起一个立体的空间想象，而不是仅仅停留在抽象的符号层面。我特别喜欢它在每个章节末尾设置的“思维导图”回顾部分，它不是简单的知识点罗列，而是通过层级和连接清晰地展示了各个概念之间的内在联系，对于考试前的快速复习和查漏补缺起到了巨大的作用。而且，书中的习题设计也非常巧妙，从基础的计算题到需要深入理解原理的推导题，难度梯度设置得非常合理，真正做到了学以致用。

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我对化学书的实用性要求很高，而这本书在这方面表现得尤为出色。它不仅仅是一本教科书，更像是一本高级的实验参考手册。书中对各类化学反应的机理分析，详尽到令人发指的程度，每一个中间体的形成、过渡态的能量变化，都有细致的文字描述和精准的示意图辅助。我尤其赞赏它对“例外情况”的重视，很多教材为了简洁会忽略那些不那么常见的但却至关重要的特例，但这本书却把它们单独列出来进行讲解，分析这些例外情况背后的深层原因，这对于培养严谨的科学思维至关重要。此外，它对实验安全和规范操作的强调也贯穿始终，这在实际操作中是保命符。它不是简单地罗列安全守则，而是结合具体的反应危险性，解释为什么需要采取特定的防护措施，这种“知其然，知其所以然”的教育方式，让我对接下来的实验课充满了信心。这种对细节的执着和对实践的敬畏，让这本书的价值远超其本身的价格。

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说实话，我本来对化学这种偏理论的学科有点畏惧，但这本书的讲述方式彻底扭转了我的看法。它的语言风格非常生动活泼，简直像一位经验丰富又充满热情的老师在耳边细细讲解。作者似乎非常擅长将那些看似枯燥的定律和机制，用非常贴近生活或者宏大宇宙尺度的例子来阐述，一下子就让原本冰冷的公式变得鲜活起来。举个例子，它在解释熵增定律时，没有仅仅停留在$Delta S$的变化上，而是用到了星系演化和信息论的角度来类比，那种由微观到宏观的视角切换，让人拍案叫绝。更难能可贵的是，这本书在介绍前沿研究热点时，也做到了深入浅出，比如对新型催化剂的介绍，它没有陷入过多的专业术语泥潭，而是清晰地指出了这类研究解决的实际问题和未来的潜力，这极大地激发了我对这个领域的好奇心和探索欲。很多教材只是告诉你“是什么”，但这本书更致力于告诉你“为什么是这样”，以及“它能做什么”，这种探索性的精神，是任何死记硬背都无法替代的宝贵财富。

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从装帧设计到内容组织，这本书都透露出一种严谨的学术态度，但其风格却远非传统意义上的刻板说教。它在处理复杂概念时，经常采用“提问—假设—验证—结论”的叙事路径，这种类似侦探破案的过程，极大地增强了阅读的代入感。比如，当解释热力学第二定律时，作者并没有直接给出定义，而是先描述了几个看似矛盾的宏观现象，引导读者去思考，究竟是什么基本原理在支配这些过程？然后才引出熵增的概念作为统一的解释框架。这种教学法，彻底激活了我的批判性思维。我常常读完一个章节后，会忍不住合上书本，自己尝试推导或反驳书中的某个论点，这极大地巩固了知识的吸收。此外，书中还穿插了一些历史小故事和科学家的轶事，这些点缀让整个学习过程变得轻松愉快，也让我对化学史有了更立体的认知。总而言之，这是一本既能让你扎实掌握基础，又能引领你思考前沿的杰作。

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这本书的学术深度和广度，真的让我对化学这门学科有了全新的认识。它对经典理论的阐述非常透彻，但在继承传统的同时，又大胆地融入了许多现代化学的最新发展。我注意到它对量子化学基础概念的引入非常谨慎且循序渐进，没有直接抛出复杂的薛定谔方程，而是先通过波粒二象性、原子轨道的概念，为后续的深入学习铺设了坚实的数学和物理基础。这种多学科交叉的叙事方式，极大地拓宽了读者的知识边界。它不仅仅是在教你如何解题，更是在培养你用多重视角审视化学问题的能力。比如，在讨论配位化学时，书中不仅涉及了经典的晶体场理论和配位场理论，还引入了分子轨道理论来解释更复杂的磁性和光谱性质，并用实际的分子结构模型进行验证。这种层层递进、不断深入挖掘本质的能力，是这本书带给我最宝贵的财富，它让我意识到，化学的世界远比高中时想象的要广阔和迷人得多。

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