电磁场与电磁波基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:279

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出版时间:2010-7

价格:32.00元

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isbn号码:9787121111884

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图书标签:

• 电磁场
• 电磁波
• 物理学
• 大学教材
• 电磁理论
• 电动力学
• 高等教育
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• 基础教程
• 电磁学

好的，这是一份关于《先进材料的结构与性能》的图书简介，字数约为1500字，力求详实、专业，不涉及您提及的“电磁场与电磁波基础”相关内容。 --- 《先进材料的结构与性能：从微观到宏观的深度解析》 本书导言：新材料时代的基石 在当代科技飞速发展的浪潮中，新材料无疑扮演着驱动变革的核心角色。从航空航天的极端环境挑战，到微电子领域对极限尺寸的追求，再到能源存储和生物医学工程的突破，所有这些进步的根源，都深植于对材料内在结构及其宏观性能之间复杂关系的深刻理解。材料科学已不再是简单的冶金或化学合成，而是一门高度交叉、精密的学科，它要求我们能够驾驭原子尺度的排列、晶格缺陷的调控，乃至多尺度结构演变对材料整体性能（如强度、韧性、导电性、催化活性等）所产生的决定性影响。 《先进材料的结构与性能》正是应运而生，旨在为材料学、物理学、化学工程以及相关交叉学科的研究人员、高年级本科生和研究生提供一部全面、深入且兼具前沿性的参考著作。本书摒弃了对基础电磁理论的冗余叙述，而是将焦点完全聚焦于物质的微观构型如何精确地塑造成我们所需要的宏观功能。 --- 第一部分：晶体结构与晶体缺陷的量化描述 (The Foundation) 本书伊始，便以严谨的数学和物理工具，系统性地阐述了固体材料的结构本质。我们深入探讨了晶体结构的基本概念，包括布拉维点阵、晶体学符号（如米勒指数）的应用，以及如何利用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）技术对晶体结构进行精确表征。 重点章节解析： 1. 对称性与点群理论在材料结构中的体现： 详细分析了晶体对称性如何直接决定材料的光学、压电性和热电性能。我们探讨了群论在预测材料宏观对称性限制方面的强大作用。 2. 晶体缺陷的拓扑学与热力学： 纯粹的完美晶体在自然界中罕见。本书将大量的篇幅投入到晶体缺陷的研究中。这不仅包括零维缺陷（如空位、间隙原子、杂质），还深入到线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）的几何构造和运动机制。我们量化了这些缺陷的热力学形成能和对材料塑性的关键影响，特别是刃型位错和螺型位错的滑移系统分析。 3. 晶界工程： 晶界作为材料内部的“高能”界面，是决定材料高温蠕变性能和电化学反应活性的关键区域。本书详细分析了不同类型的晶界（小角度、大角度）的结构模型（如CSL模型），并阐述了如何通过热处理和成分设计来优化晶界能和降低晶界扩散速率。 --- 第二部分：非晶态、准晶与复合材料的结构调控 (Beyond Periodicity) 现代材料学已超越传统的周期性晶体范畴。《先进材料的结构与性能》对非晶态系统和复杂多相材料给予了同等的重视。 重点章节解析： 1. 无序的秩序：玻璃态材料的结构弛豫： 我们探讨了玻璃转变温度（$T_g$）的物理意义，并使用弛豫时间谱、自由体积理论来描述无序结构中的动力学行为。重点解析了金属玻璃的超高弹性极限和非晶态合金的低温结构演变。 2. 准晶体的奇异对称性： 介绍了艾尔莎瑟（Shechtman）发现的准晶体的概念，解析了其非整数维的晶格描述方法（如投影法）。我们侧重于准晶体结构对摩擦学性能和抗腐蚀性的独特贡献。 3. 多相复合材料的界面控制： 复合材料的性能是各组成相性能的“协同效应”。本书详细分析了纤维增强、颗粒增强和层状结构中，增强相与基体相之间界面的有效载荷传递机制。我们引入了界面张力、界面反应动力学等概念，解释了纳米复合材料中尺寸效应的出现。 --- 第三部分：结构-性能关系的微观机制解析 (The Linkage) 本书的核心价值在于将结构特征与材料的宏观功能紧密关联起来，提供深入的机制分析，而非停留在现象描述层面。 1. 机械性能的原子级起源： 深入探讨了断裂韧性（$K_{IC}$）与裂纹尖端塑性区尺寸的关系。对于陶瓷和金属间化合物，我们用位错动力学模拟和分子动力学（MD）计算的结果，来解释其脆性断裂的起始条件。对于高熵合金，则分析了晶格畸变对易位移量的影响。 2. 电学性能的能带理论基础与缺陷影响： 侧重于半导体和导体材料。我们详细分析了杂质原子和晶格缺陷（如施主/受主能级、陷阱态）如何改变材料的费米能级、载流子浓度和迁移率。对于绝缘体，则侧重于电荷迁移的跳跃机制（Poole-Frenkel效应）。 3. 热学与能源材料的结构耦合： 聚焦于热电材料（如碲化铋）和电池电极材料。在热电材料中，我们阐述了晶格振动（声子）如何被复杂的晶体结构（如笼状结构）有效地散射，从而降低晶格热导率，同时保持较高的载流子输运性能。在锂离子电池正极材料中，结构相变（如层状到尖晶石结构的转变）对充放电循环稳定性的决定性作用得到了详尽的探讨。 --- 第四部分：先进表征技术与结构预测 (Probing and Predicting) 最后一部分，本书介绍了支撑现代材料研究的尖端实验与计算工具，强调如何利用这些工具来“看见”和“预测”结构。 1. 原位/非原位电子显微学： 详细阐述了高分辨透射电镜（HRTEM）如何解析晶格缺陷的原子结构，以及扫描透射电镜（STEM）在原子序数成像方面的优势。特别介绍了原位TEM/SEM技术，用于实时观察材料在应力、加热或电化学反应下的结构动态演变。 2. 谱学技术与结构鉴定： 拉曼光谱、红外光谱、穆斯堡尔谱等如何提供关于化学键合、局部结构畸变和磁性状态的敏感信息。 3. 计算材料学与材料基因工程： 介绍了密度泛函理论（DFT）计算在预测材料稳定结构、能带结构和机械性能方面的应用。重点讲解了基于数据库的材料信息学方法，如何指导新材料的快速筛选与设计，从而加速从微观结构理解到宏观功能实现的转化路径。 --- 总结： 《先进材料的结构与性能》旨在构建一个坚实的理论框架，使读者能够理解材料设计者是如何通过对原子排列和缺陷的精确操控，来定制材料以满足特定应用需求的。本书的深度和广度，确保了它不仅是一本教科书，更是面向未来材料创新者的一本必备工具书。 ---

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