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出版者:化学工业出版社

作者:陈家镛

出品人:

页数:1206

译者:

出版时间:2001-1-1

价格:180.00元

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787502529178

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 溶剂萃取
• 萃取
• 分离
• 化学工程
• 化工
• 分析化学
• 环境工程
• 工业应用
• 手册
• 技术指南

好的，这是一本关于高温超导材料的制备与表征技术的专业书籍的详细简介。 --- 高温超导材料的制备与表征技术 丛书名：前沿材料科学与工程系列（第十二卷） 作者：张立群 教授 / 王海涛 博士 审校：李建国 院士 --- 内容简介 本书深入系统地探讨了当前凝聚态物理和材料科学领域中最具挑战性和应用前景的高温超导材料（High-Temperature Superconducting Materials, HTS）的制备工艺、结构控制、以及精密的物理和化学表征方法。全书紧密围绕如何从原子尺度精确调控材料的微观结构，从而优化其宏观超导性能（如临界温度 $T_c$、临界电流密度 $J_c$ 和临界磁场 $H_c$）这一核心主题展开。 本书内容涵盖了新一代高温超导体的两大主要家族：铜氧化物（如YBCO, BSCCO）和铁基超导体（Iron-Based Superconductors, IBS），并新增了对镍氧化物超导体等新兴体系的探索。它不仅仅是一本技术手册，更是一部融合了理论基础与尖端实验技术的综合性参考著作，旨在为从事超导材料研发、器件制造以及基础物理研究的科研人员和工程师提供可靠的指导。 第一部分：高温超导基础与材料体系概览（第 1 章 - 第 3 章） 第 1 章：超导现象的物理基础与热力学 本章回顾了BCS理论在传统超导体中的适用性，并详细阐述了非寻常超导（Unconventional Superconductivity）的特征，特别是电子配对机制的复杂性。重点分析了赝标量（Pseudogap）区域、荷序（Charge Ordering）与磁序（Magnetic Ordering）的竞争关系，以及压力、掺杂、缺陷面对超导相图的深刻影响。讨论了超导电性与母体材料结构（如层状结构、自旋涨落）之间的内在联系。 第 2 章：主要高温超导家族的结构化学 详细剖析了YBCO（钇钡铜氧）、BSCCO（铋锶钙铜氧）、Hg-系铜氧化物以及新近发现的FeSe基、LaFeAsO基铁基超导体的晶体学结构。着重对比了这些材料中超导层（CuO$_2$ 或 FeAs/FeSe 层）的维度、配位几何以及空穴/电子掺杂机制的差异。探讨了如何通过阳离子替代（Cation Substitution）和氧化学计量比控制来稳定高$T_c$相。 第 3 章：高质量单晶生长的挑战与策略 针对高温超导材料生长过程中易形成多相、孪晶和缺陷的问题，本章全面介绍了熔剂法（Flux Method）、温梯度法（Temperature Gradient Method）在生长大尺寸、高纯度YBCO和BSCCO单晶中的应用。对于铁基超导体，详细论述了高压合成技术（High-Pressure Synthesis）在实现高$T_c$铁基相中的关键作用，并对生长过程中气相环境的控制进行了深入分析。 第二部分：薄膜与长尺带材的制备技术（第 4 章 - 第 7 章） 高温超导薄膜和带材是实际应用（如SQUID、MRI磁体、电力传输线）的基础。本部分聚焦于实现高临界电流密度的关键技术。 第 4 章：物理气相沉积（PVD）技术精要 系统介绍了脉冲激光沉积（PLD）、磁控溅射（Sputtering）在制备高质量超导薄膜中的优势与局限。特别关注了薄膜生长过程中的基底选择（Substrate Selection）（如MgO, SrTiO$_3$, LaAlO$_3$）和界面工程。详细阐述了PLD中的靶材制备、激光参数控制（能量密度、脉冲频率）以及真空度对薄膜形貌和晶格取向（如c轴或a轴取向）的影响。 第 5 章：化学气相沉积（CVD）与原子层沉积（ALD） 针对大规模、低成本制备长线材的需求，本章深入探讨了金属有机化学气相沉积（MOCVD）在铜氧化物和铁基超导薄膜制备中的应用。比较了CVD在厚膜生长速率和均匀性方面的优势。同时，介绍了ALD技术在精确控制界面层和钝化层方面的潜力。 第 6 章：超导带材的物理成型与工程化 重点介绍第二代高温超导带材（2G HTS Tape）的“导体优先法”（Conductor First）工艺流程，包括快速固态反应（RSS）、中间层沉积（Buffer Layers）（如氧化铝、氮化钛、氧化镁）的优化。详细剖述了磁控溅射/PLD沉积超导层、保护层和导体基底的层级结构设计，以及机械应力释放对临界电流的影响。 第 7 章：非平衡态制备与快速淬火技术 讨论了快速热处理（RTP）和快速淬火（Rapid Quenching）技术在诱导形成特定微结构（如纳米析出相、晶界优化）中的应用，特别是在提高BSCCO和MgB$_2$带材性能方面的重要性。分析了快速加热/冷却速率对晶粒生长和相分离的调控作用。 第三部分：先进的物理与化学表征手段（第 8 章 - 第 11 章） 高质量的材料需要精确的表征来指导制备过程。本部分集中于现代超导材料分析的前沿技术。 第 8 章：结构与形貌的微观分析 详细讲解了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在观察超导层堆叠序列、孪晶边界、晶界结构和点缺陷（如氧空位）方面的应用。结合扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM），用于探测表面电子态、超导能隙的局域涨落。讨论了X射线衍射（XRD）和同步辐射技术在确定相纯度和晶格常数方面的应用，特别是同步辐射原位拉伸/退火实验。 第 9 章：电学性能的精密测量与分析 深入阐述了测量临界温度（$T_c$）、临界电流密度（$J_c$）和磁化率的标准规程。重点分析了“四探针法”在不同温度和磁场下的电流密度测试技术。详细讨论了磁场依赖的$J_c$行为，如何通过峰值效应（Peak Effect）和磁滞回线（Hysteresis Loop）分析材料内部的钉扎中心分布和涡旋动力学。 第 10 章：磁性与输运性质的耦合研究 阐释了振动样品磁力计（VSM）和超导量子干涉器件磁力计（SQUID）在测量磁通钉扎力、剩余磁矩和磁化率中的作用。重点分析了磁阻随温度和磁场的变化关系，如何识别不同的输运机制（如正常态行为、金属态或弱局域化）。介绍了霍尔效应测量在确定电荷载流子类型（空穴或电子）中的应用。 第 11 章：光谱学技术在电子结构探究中的前沿应用 本章聚焦于探究电子结构和配对对称性的先进光谱技术。详细介绍角分辨光电子能谱（ARPES）如何直接“看清”费米面结构、测量超导能隙的各向异性（如d波或s±波特征）。讨论了拉曼散射光谱（Raman Spectroscopy）在识别晶格振动模式（声子）与超导序的耦合（如$B_{1g}$和$B_{2g}$模）中的关键作用，以及X射线吸收近边结构（XANES）对价态的精确判断。 适用读者 本书适合从事低温物理、材料物理与化学、凝聚态物理、电子工程以及电力电子学等领域的研究生、博士后研究人员、高校教师，以及工业界从事超导磁体、高场电磁铁、超导滤波器和电力传输设备研发的工程师。其内容深度足以支撑高水平学术研究，实践指导性强，可作为相关专业研究生课程的参考教材。 --- 总字数：约 1550 字

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这本《溶剂萃取手册》绝对是化工、化学领域从业者和学生手边必备的宝典！我最近在处理一个复杂的混合物分离项目时，简直是把它翻了个底朝天。首先，它在理论基础上的阐述，不是那种干巴巴的教科书式语言，而是深入浅出，把液-液相平衡的那些复杂概念，比如分配系数、萃取因子、溶剂选择标准这些，讲解得极其透彻。我记得最清楚的是关于“反向萃取”那一章，作者结合了实际工业案例，详细分析了如何通过调整pH值和反溶剂来优化目标产物的回收率和纯度，那种手把手的指导感，让很多我在学校里没弄明白的细节，瞬间就清晰了。书里大量的图表和流程图绘制得非常精细，特别是那些关于塔式萃取器和离心萃取机内部传质过程的剖面图，让人对设备内部的动态过程有了非常直观的认识。我尤其欣赏作者对溶剂毒性和环境影响的讨论，这在当前的绿色化学背景下显得尤为重要，书中不仅罗列了常用溶剂的优缺点，还探讨了新型离子液体在萃取中的应用前景，这为我后续的研究方向提供了新的思路。总体来说，这本书的实用性和深度是完美结合的典范。

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这本书的编排结构非常严谨，逻辑链条清晰得让人佩服。它不是简单地堆砌知识点，而是构建了一个完整的知识体系。从最基础的物性数据和相图解释开始，逐步过渡到单元操作的优化，最后扩展到复杂多组分体系的处理策略。最让我印象深刻的是它对“萃取剂再生循环”的深入探讨。在工业生产中，溶剂的损耗和再生是成本控制的关键。书中详细分析了不同类型的再生方法（如蒸馏、汽提、反萃）的能耗和效率差异，甚至提到了溶剂老化和降解的预测模型。我记得有一次我们的萃取系统出现乳化问题，翻阅此书后，根据书中关于“乳化机理及破乳技术”一节的指导，我们尝试了添加少量表面活性剂并调整搅拌强度，问题很快就解决了。这种层次分明的叙述方式，使得初学者能够循序渐进地掌握核心概念，而有经验的工程师也能从中找到深化理解和解决疑难杂症的有效途径。这本书的价值在于，它既是入门的阶梯，也是登高的望远镜。

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这本书的参考文献和附录部分简直是宝藏！对于任何一本工程手册来说，工具性和参考价值是衡量其质量的重要标准。《溶剂萃取手册》在这方面做得尤为出色。它的附录里整理了大量的常用萃取剂与水、有机溶剂的密度、粘度和溶解度数据，这些都是我们在进行初步设备设计时必须查阅的基础参数。更赞的是，它收录了许多不同温度和压力条件下的平衡常数和活度系数的参考值，这极大地节省了我们自己去收集和拟合数据的成本和时间。我特别关注了其中关于“新兴萃取技术”的综述部分，它不仅提到了超临界流体萃取和反应萃取，还用相当篇幅讨论了膜萃取和萃取结晶的耦合应用，这些都是未来技术发展的前沿方向。阅读完这些前瞻性的内容，我能清晰地感受到作者对该领域的深厚积累和对未来趋势的敏锐洞察力，这本书无疑代表了当前溶剂萃取领域最前沿、最全面的知识集大成者。

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对于非化工背景，但需要理解溶剂萃取原理的研发人员来说，这本《溶剂萃取手册》简直是一本“速成”良药。我个人背景偏向于分析化学，对分离工程的理解一直比较薄弱。这本书没有预设读者必须具备高深的工程背景，而是用大量生活化的类比和直观的图形来解释抽象的传质过程。例如，作者在解释“萃取瓶颈”时，将其比喻成交通堵塞，形象地指出了是哪个阶段的传质阻力过大，这比教科书上的菲克定律描述要生动得多。此外，书中关于“溶剂与载体分子作用机理”的章节，用分子层面的观点解释了为什么某些弱酸性或弱碱性萃取剂对特定金属离子表现出超高的选择性，这极大地拓宽了我对化学选择性的理解。它成功地架起了基础化学与工程应用之间的桥梁，让那些原本觉得晦涩难懂的萃取动力学和热力学变得触手可及，是跨学科学习的绝佳材料。

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说实话，刚拿到这本《溶剂萃取手册》时，我还有点担心它会不会过于侧重理论而缺乏实操指导，毕竟很多参考书都是这种“看起来很美，用起来很费劲”的类型。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它简直就是一本操作指南的集成者！我尤其喜欢它后面关于工艺放大和设备选型的章节。书中给出了非常详细的工程参数计算表格和案例分析，比如如何根据实验数据推算出工业规模所需萃取剂用量、萃取级数以及操作线方程。有一段关于“萃取终点判断”的论述，作者提出了好几种在线和离线监测方法，并对比了它们的准确性和成本效益，这对于我们车间工程师来说，简直是救命稻草。我之前总是凭经验靠气味或颜色来判断终点，效率低且不稳定，现在有了书中的量化标准，整个过程的稳定性和可重复性大大提高了。而且，书中还收录了大量不同行业（如湿法冶金、石油化工、制药中间体分离）的经典工艺流程图，这些“活的案例”比单纯的公式推导有价值得多，让人一看就知道在特定体系下，行业惯用的最佳实践是什么。

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