Practical Applications of Sensors pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Migeon, Andre/ Merz, Stephan

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:240

装帧:

isbn号码:9781848210141

丛书系列:

图书标签:

• Sensors
• Practical Applications
• Engineering
• Technology
• Instrumentation
• Measurement
• Data Acquisition
• IoT
• Automation
• Electronics

好的，这是一本关于高级材料科学与工程的图书简介，旨在深入探讨新型功能材料的设计、制备、表征及其在极端环境下的应用。 --- 高级材料科学与工程：功能性纳米复合材料的结构、性能与前沿应用 图书简介 本书聚焦于当前材料科学领域最前沿的研究方向之一——功能性纳米复合材料。随着科技的飞速发展，传统材料的性能已逐渐触及瓶颈，亟需通过精密的结构调控和界面工程来实现性能的突破。本书系统性地阐述了从原子尺度理解材料行为到宏观尺度工程应用的全过程，为材料科学家、工程师以及高年级本科生和研究生提供了一部兼具理论深度与实践指导性的参考著作。 第一部分：理论基础与设计原理 本书首先奠定了理解先进功能材料所必需的理论基础。我们将从热力学与动力学视角重新审视材料的相变和微观结构演化。重点章节详细解析了晶体缺陷理论在影响材料力学和电学性能中的核心作用，特别是位错、晶界和点缺陷如何成为设计新型高性能材料的关键调控节点。 界面科学是本书的核心基石之一。纳米复合材料的优异性能往往源于其独特的界面结构。我们详细讨论了不同类型界面（如固-固、固-液）的能量学、结构匹配性及其对宏观性能的耦合效应。通过密度泛函理论（DFT）计算和分子动力学模拟的应用案例，读者将掌握如何从第一性原理出发，预测和设计具有特定界面特性的功能结构。 第二部分：关键功能材料的制备与表征技术 本部分深入探讨了当前几种极具前景的功能材料体系的制备工艺。我们不仅关注传统合成方法的优化，更侧重于自下而上（Bottom-Up）的纳米结构构建技术。 2.1. 高熵合金（HEAs）与超高温度材料 高熵合金以其复杂晶体结构和独特的“高熵效应”成为下一代航空航天和能源领域的热点。本书详细介绍了熔炼-快淬法、粉末冶金以及增材制造（Additive Manufacturing）在高熵合金制备中的应用。我们将分析其在极端温度、高辐照环境下的稳定性和抗蠕变性能，并辅以透射电子显微镜（TEM）高分辨成像对局部原子排布和析出相的研究实例。 2.2. 智能响应性聚合物与水凝胶 针对生物医学和软体机器人领域的需求，本书阐述了如何通过引入磁性纳米粒子、导电聚合物或形状记忆单元来赋予聚合物材料对外部刺激（如温度、pH值、光照）的快速响应能力。制备章节详细介绍了界面聚合、可控自由基聚合（CRP）等精密合成技术，并着重分析了动态力学分析（DMA）和荧光光谱在表征这些智能材料转变点时的应用。 2.3. 先进电化学储能材料 对于固态电池和超级电容器的研究，材料的离子/电子导电性和结构稳定性至关重要。本章探讨了陶瓷基固态电解质的晶界电阻调控，以及碳基材料（如石墨烯、碳纳米管）的表面功能化以提高电极/电解质界面的接触质量。电化学测试部分，涵盖了阻抗谱分析（EIS）在分离不同电荷转移过程中的应用。 第三部分：先进表征技术与性能关联 高质量的材料研究离不开先进的表征手段。本书提供了一个全面的技术指南，强调如何将多尺度、多模态的表征结果进行有机整合，建立结构-性能之间的精确关联。 X射线散射技术（XRD, SAXS/WAXS）的应用被深入讲解，特别是如何利用同步辐射光源解析纳米尺度下材料的短程有序结构和孔隙率。在机械性能测试方面，本书超越了传统的拉伸试验，引入了原位（In-Situ）拉伸-电镜联用技术，用于实时观察材料在塑性变形过程中微裂纹的萌生、扩展和桥接机制。 此外，我们关注如何利用机器学习模型辅助处理庞大的表征数据，加速新型材料的筛选和性能预测，从而实现材料开发的“数据驱动”范式转型。 第四部分：前沿工程应用与未来展望 本书的最后部分将理论和实验成果转化为具体的工程解决方案。 1. 耐极端环境涂层： 探讨如何利用多层堆叠结构和梯度材料设计来提高热障涂层（TBCs）在超高温氧化环境下的抗热震性能和附着力。 2. 生物医用植入物： 聚焦于具有仿生矿化能力的生物活性陶瓷，研究其与骨组织界面处的化学键合机制，以及如何通过表面粗糙度和能带结构调控细胞粘附。 3. 自修复与增材制造的融合： 分析如何将微胶囊技术或动态共价键网络引入到3D打印的本体材料中，实现结构件的“原地修复”能力，极大地延长关键设备的服役寿命。 通过对这些复杂系统的深入剖析，本书旨在培养读者建立起一种跨学科的材料设计思维，即不再是简单地‘发现’材料，而是主动‘设计’具有特定原子级功能的材料。本书是材料科学研究生、从事前沿研发的工程师以及致力于突破材料性能瓶颈的科研人员的必备参考书。

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