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出版者:国防工业出版社

作者:刘晓薇

出品人:

页数:370

译者:

出版时间:2005-1

价格:33.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787118036954

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 实验
• 基础
• 大学教材
• 高等教育
• 理工科
• 化学实验
• 教学参考
• 实验指导
• 分析化学
• 无机化学

好的，这是一本聚焦于材料科学核心概念，特别是先进功能材料制备、表征及其在能源与环境领域应用的专业著作的简介。 书名：先进功能材料：从微观结构到宏观性能 内容简介 本书旨在为材料科学、化学工程、物理学及相关交叉学科的研究人员、高级本科生和研究生提供一个全面且深入的指南，阐述当代先进功能材料的设计原则、制备技术、精细表征方法及其在关键技术领域中的应用。全书内容紧密围绕“功能化”这一核心主题，深入剖析了材料的微观结构（从原子、晶体到纳米尺度）如何精确调控其宏观物理、化学及电学性质，进而实现特定的功能目标。 第一部分：功能材料的理论基础与设计策略 本部分首先奠定了理解功能材料的理论基石。我们从固体物理学的基本概念出发，详细介绍了晶体结构、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）对材料性能的影响机制，特别是杂质掺杂和形貌控制在功能调控中的核心作用。 随后，深入探讨了能带理论在半导体、导体和绝缘体分类中的应用，并扩展至更复杂的电子结构——例如过渡金属氧化物中的Mott绝缘体现象和磁性材料中的交换作用。重点讨论了对称性在光学和电学响应中的决定性作用，例如压电效应、铁电性以及非线性光学响应的起源。 在设计策略方面，本书着重介绍了计算材料学在材料筛选与性能预测中的前沿应用，包括密度泛函理论（DFT）在预测材料稳定性和电子结构中的应用实例。此外，还系统阐述了构效关系（Structure-Property Relationship）的构建方法，强调如何通过精确控制原子排列、晶界结构来引导材料向特定功能方向发展。 第二部分：先进功能材料的制备与合成技术 本部分聚焦于如何将理论设计转化为可实测的材料实体，涵盖了从传统方法到尖端纳米技术的一系列关键合成手段。 1. 薄膜与界面工程： 详细阐述了物理气相沉积（PVD，包括溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）的原理、工艺窗口及其对薄膜厚度、晶相和界面质量的控制。重点介绍了原子层沉积（ALD）在实现亚纳米级厚度均匀性和超高保形覆盖方面的独特优势及其在多层异质结构构建中的应用。 2. 纳米材料的可控合成： 深入分析了基于溶液化学的纳米颗粒合成方法，如溶剂热法、水热法、种子介导生长法。讨论了表面活性剂、pH值、温度梯度等关键参数如何决定纳米晶体的尺寸分布、形状各异性（如纳米棒、纳米线、量子点）和表面能的调控。特别关注了模板辅助合成法在构建具有预设孔道结构材料中的关键作用。 3. 陶瓷与复合材料： 系统介绍了高性能结构陶瓷的粉体制备（如共沉淀法、固相反应法）及后续的烧结工艺（如压力辅助烧结、无压烧结）。讨论了如何通过弥散强化、晶界工程来提高陶瓷的韧性与耐高温性能。对功能梯度材料（FGM）的制备思路进行了剖析。 第三部分：核心功能材料体系的深度解析 本部分将理论与制备技术应用于当前研究热点领域，详细剖析了几类具有代表性的先进功能材料体系。 1. 能源转换与储存材料： 光电材料： 深入探讨了钙钛矿太阳能电池中的电荷传输机制、界面钝化策略以及长效稳定性挑战。对III-V族半导体的异质结结构及其在光电探测器中的应用进行了细致分析。 电化学储能材料： 聚焦于锂离子电池正极材料（如高镍三元材料、富锂锰基材料）的结构演变、体积膨胀抑制机制；以及固态电解质的设计原则与界面阻抗问题。讨论了燃料电池催化剂的活性位点设计。 2. 多功能氧化物与铁性材料： 详细介绍了尖晶石、钙钛矿结构氧化物在催化、传感器和存储器件中的应用。着重分析了电子结构相变（如锰酸镧的电荷有序和晶格畸变）如何导致巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）。 对铁电材料中的畴壁动力学、反铁电性以及其在非易失性存储器（FeRAM）中的应用潜力进行了深入探讨。 3. 智能与响应性材料： 分析了形状记忆合金、智能高分子水凝胶和热致变色材料的工作原理，重点阐述了外部刺激（温度、应力、光照）如何触发材料内部的微观结构变化，从而实现宏观响应。 第四部分：材料的表征与性能评估 本部分是连接材料结构与功能的核心桥梁，详述了先进的表征技术及其数据解析方法。 1. 结构与形貌表征： 详细介绍了透射电子显微镜（TEM/STEM）在原子级成像、晶格缺陷分析、元素定性与定量分析（如EELS, EDX）中的高阶应用。扫描电子显微镜（SEM）在宏观形貌和断口分析中的应用。X射线衍射（XRD）不仅用于晶相鉴定，还用于残余应力分析和晶粒尺寸计算。 2. 光谱与电子态表征： 重点讲解了X射线光电子能谱（XPS）在表面化学态分析中的重要性，如何区分化学价态和表面污染。拉曼光谱和红外光谱（FTIR）在分子振动模式和材料晶格振动分析中的应用。 3. 功能性能测试： 提供了电化学工作站（电化学阻抗谱EIS、循环伏安法CV）、热分析（TGA/DSC）以及磁学测量（VSM）等关键仪器的操作规范和数据解读方法，确保读者能够准确量化材料的功能指标。 本书的最终目标是培养读者将微观的原子排列、界面化学与宏观的功能实现紧密关联起来的系统思维能力，推动材料科学向更精确、更高效的功能设计迈进。全书配有大量的典型案例和图表解析，确保内容的深度与广度兼顾。

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这本书的装帧设计简直是艺术品。从封面到内页的纸张选择，无一不透露出一种沉稳而专业的格调。特别是扉页上的那段引言，字体选择和排版布局都拿捏得恰到好处，让人在翻开第一页之前，就已经对即将阅读的内容产生了极高的期待。书脊的烫金工艺在光线下微微闪烁，即便只是放在书架上，也像是一件陈设精美的工艺品，而非仅仅是一本教材。内页的印刷质量也无可挑剔，字迹清晰锐利，图表线条流畅，即便是复杂的化学结构图，也能看得一清二楚，对于需要反复查阅和学习的专业书籍来说，这种细节上的用心实在难能可贵。

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这本书最让我欣赏的一点，在于它对实验操作环节的重视程度。很多化学书籍在理论讲解上做得很足，但一到实验部分就显得有些敷衍了。然而，这本手册在描述每一个经典实验时，都详尽地列出了所需试剂的精确规格、仪器的选择标准，甚至连操作中可能出现的常见陷阱和安全注意事项都用醒目的方式标注了出来。读起来感觉就像有一位经验丰富的导师在身边手把手地指导，而不是冷冰冰的文字描述。这种对实践细节的关注，体现了作者深厚的实践功底，真正做到了理论与实践的无缝对接。

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我对这本书的排版布局提出了一个小小的疑问，尽管整体风格很专业，但在某些涉及到大量数学公式推导的部分，版面似乎稍显拥挤。公式的编号和正文的穿插有时会让阅读节奏稍微被打断。如果能采用两栏式或者在公式部分增加一些留白，或许能让读者在处理复杂的数学逻辑时，视觉上更轻松一些。不过，这或许是出版社在控制整体篇幅和成本上的权衡，瑕不掩瑜。总的来说，如果能对图文排版的细节再做微调，这本书的阅读体验将达到一个更高的水准。

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购买这本书之前，我对比了好几家同类型的参考资料，最终选择了这一本，事实证明我的选择是明智的。它成功地在学术的严谨性和学习的友好性之间找到了一个绝佳的平衡点。它没有为了追求“高深”而使用晦涩难懂的语言，也没有因为追求“易懂”而牺牲科学的精确性。它就像一位耐心且知识渊博的引路人，在你迷茫时指明方向，在你停滞不前时推你一把。我计划将它作为未来几年内化学学习的案头常备工具书，其价值远超其标价。

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我原以为这是一本可以快速浏览完的基础读物，没想到它在内容的深度和广度上给我带来了巨大的惊喜。书中对基本概念的阐述，简直可以用“庖丁解牛”来形容，复杂的问题被层层剖析，直至最核心的原理部分，条理清晰，逻辑严密。尤其是在介绍溶液平衡和热力学基础的那几章，作者并没有满足于教科书式的定义堆砌，而是通过大量的实例和深入的推导过程，引导读者真正理解背后的物理化学意义。对于我这种需要扎实理论基础来支撑后续实验操作的学习者来说，这种由浅入深、层层递进的讲解方式，极大地增强了我的自信心。

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