化工基础实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787811075809

丛书系列:

图书标签:

• 化工
• 基础
• 实验
• 化学工程
• 分析化学
• 操作技能
• 高等教育
• 大学教材
• 实践教学
• 实验指导
• 理学

现代材料科学与工程导论 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代材料科学与工程领域的概览。它不仅仅是传统材料学科知识的简单汇编，更侧重于介绍当前最前沿的研究热点、新兴材料体系以及它们在未来技术发展中的关键作用。全书结构严谨，内容涵盖从原子尺度结构到宏观性能的完整链条，辅以大量的实际工程应用案例分析。 第一部分：材料科学的基石与结构基础 本部分首先奠定读者对材料科学核心概念的理解。我们从晶体结构与缺陷理论入手，详细阐述了金属、陶瓷和高分子材料的微观结构特征，特别是点缺陷、线缺陷和平面缺陷如何决定材料的力学、电学和光学性能。不同于仅停留在教科书式的介绍，本章深入探讨了衍射技术（如X射线衍射和电子衍射）在解析晶体结构和确定晶界行为中的最新进展。 随后，深入探讨电子结构与能带理论。通过量子力学的基本原理，解释了金属导电性、半导体本征与掺杂效应以及绝缘体特性产生的根本原因。重点介绍了第一性原理计算方法（如密度泛函理论DFT）在预测新材料电子特性方面的应用，这对于功能材料的设计至关重要。 第二部分：热力学、动力学与相变控制 材料的行为受热力学和动力学法则的严格支配。本部分将材料热力学提升至应用层面，重点分析了合金凝固过程中的相图解析与非平衡态热力学。我们详细讨论了吉布斯自由能最小化原理在材料合成和稳定化中的指导意义。 动力学与扩散理论是理解材料加工和老化过程的核心。本章详细阐述了Fick定律、Arrhenius方程在材料内部原子迁移中的应用，特别关注了在高温和极端环境下（如快离子导体或高熵合金体系）的非经典扩散行为。 相变控制是现代材料工程的关键技术。我们不仅覆盖了经典的固态相变（如析出、马氏转变），更侧重于快速凝固技术、非晶态材料的形成，以及如何通过热处理工艺精确调控微观组织以获得所需宏观性能。 第三部分：结构材料的性能与加工 本部分聚焦于支撑现代工业的结构材料，并强调了先进加工技术对性能提升的决定性作用。 1. 先进金属材料 超越传统的钢铁和铝合金，本书详细剖析了高熵合金（HEAs）的“复杂性设计原则”及其在超高温和抗辐照环境下的潜力。同时，对增材制造（3D打印）金属粉末的凝固行为和由此产生的残余应力问题进行了深入的力学分析。在力学性能方面，重点讨论了断裂韧性、疲劳寿命预测，并引入了基于损伤力学和梯度材料理论的先进疲劳分析模型。 2. 工程陶瓷与复合材料 本书对结构陶瓷（如SiC、AlN）的超高硬度、耐磨性和热稳定性进行了系统梳理，同时剖析了其脆性断裂的挑战，引入了增韧技术，如晶须增强和微裂纹偏转机制。 复合材料章节着重于界面工程。详细分析了纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂）的界面结合强度、层合板的铺层设计，以及金属基复合材料（MMC）中硬质颗粒对基体性能的协同效应。 第四部分：功能材料与前沿应用 这是本书最具时代性的部分，涵盖了信息技术、能源和生物医学领域的核心材料。 1. 半导体与光电子材料 深入讲解了III-V族和II-VI族半导体的特性，及其在LED、激光二极管和光伏电池中的应用。特别强调了钙钛矿太阳能电池的稳定性挑战与界面修饰策略。此外，对二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物TMDs）的载流子输运特性和在超快速电子器件中的潜力进行了前沿探讨。 2. 磁性与铁电材料 对软磁材料（如坡莫合金）和硬磁材料（如稀土永磁体）的磁化机制进行了区分。重点介绍了自旋电子学（Spintronics）的基本概念，如巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR），以及它们在新型存储器（MRAM）中的应用。铁电材料的本征极化与畴壁动力学也是本章的重点。 3. 能源存储材料 电池是现代能源系统的核心。本书详细分析了锂离子电池的正负极材料（如NCM、LFP、硅基负极）的结构稳定性、充放电过程中的体积变化与界面副反应（SEI膜的形成与演变）。同时，对固态电解质的离子导电机制和界面接触问题进行了前瞻性论述。 第五部分：材料的表征、计算与可持续性 本部分关注如何科学地“看清”材料并优化其生命周期。 1. 现代材料表征技术 除了传统的电镜（SEM/TEM）和光谱学方法，本章重点介绍同步辐射技术、原子探针层析成像（APT）等高空间分辨率表征手段在解析复杂界面和纳米结构中的独特能力。对原位（In-situ）表征技术，即在实时服役条件下观察材料行为的方法论进行了详细介绍。 2. 材料信息学与设计 引入材料基因组计划（Materials Genome Initiative）的理念，探讨如何利用高通量实验、机器学习和数据挖掘加速新材料的发现和优化过程。本书提供了如何构建和利用材料数据库的初步框架。 3. 可持续性与循环经济 最后，本书关注材料的生命周期管理。探讨了材料的生物相容性、毒理学评估，以及关键稀有金属的回收技术（如湿法冶金与电化学分离），旨在培养读者对材料环境影响的全局观。 --- 适用对象： 本书适合材料科学与工程、化学工程、机械工程及物理学等相关专业的高年级本科生和研究生作为核心教材或参考书，亦可供从事相关研发工作的工程师和科研人员参考。通过阅读本书，读者将掌握理解和创新现代工程材料所需的理论深度和实践广度。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆