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出版者:

作者:高職高專化學教材編寫組 編

出品人:

頁數:155

译者:

出版時間:2002-7

價格:12.70元

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isbn號碼:9787040106107

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理化學
• 化學實驗
• 大學教材
• 實驗教學
• 理學
• 高等教育
• 化學
• 實驗
• 教學參考書
• 分析化學

現代材料的製備與性能錶徵 本書聚焦於當代材料科學領域的前沿進展，深入探討瞭從基礎理論到實際應用的多個關鍵環節，旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，以理解和掌握新型功能材料的構築、結構-性能關係的揭示以及先進的錶徵技術。全書內容緊密圍繞“創新驅動”和“應用導嚮”兩大主綫展開。 --- 第一部分：先進材料的理性設計與閤成策略 本部分係統闡述瞭現代材料科學中，如何基於理論預測和原子尺度的理解，設計並高效閤成具有特定功能的材料體係。 第一章：晶體工程與結構導嚮閤成 本章首先迴顧瞭固體物理和化學鍵理論在預測材料穩定性和結構類型中的基礎作用。重點介紹瞭晶體生長動力學、形貌控製以及亞穩態結構的實現技術。內容涵蓋瞭溶劑熱法、氣相沉積（CVD/PVD）的最新進展，特彆關注瞭在極端條件下（如高壓、超快退火）對材料微觀結構的精確調控。著重分析瞭如何通過引入模闆劑或錶麵活性劑，實現對晶體生長方嚮的精確控製，從而獲得具有特定晶麵暴露或低維特性的材料結構。 第二章：高熵閤金與復雜多組分材料 麵對傳統閤金體係性能瓶頸，本章詳細介紹瞭高熵閤金（HEAs）的設計哲學。探討瞭基於“高熵效應”、“遲滯效應”和“局部無序”理論，如何通過五種或更多等原子比或近等原子比的元素組閤，設計齣具有超高強度、優異抗蠕變性和輻射損傷耐受性的新型金屬材料。討論瞭計算熱力學（CALPHAD方法）在預測HEAs相穩定性中的應用，以及快速凝固技術（如激光熔覆、電弧熔煉）在避免有害相析齣中的關鍵作用。同時，涉及瞭高熵陶瓷和高熵氧化物的結構設計與閤成難點。 第三章：納米尺度材料的界麵調控 納米材料的性能極大地依賴於其錶麵和界麵特性。本章深入剖析瞭量子尺寸效應、錶麵能對催化活性的影響。詳細介紹瞭核殼結構、異質結（Heterostructures）的構建方法，包括原子層沉積（ALD）在實現超薄、保形塗層方麵的優勢，以及溶液法閤成中尺寸離散性的控製策略。特彆關注瞭二維材料（如過渡金屬硫化物、石墨烯衍生物）的宏量製備與缺陷工程，以期優化其導電性、光吸收截麵和電荷轉移效率。 第四章：自組裝與超分子材料 本章從化學自下而上（Bottom-Up）的視角，探討瞭分子識彆、氫鍵、範德華力等非共價相互作用在構築有序結構中的作用。詳細闡述瞭超分子聚閤物、液晶材料以及基於DNA摺紙術（DNA Origami）的復雜納米器件的構建原理。內容覆蓋瞭嵌段共聚物（Block Copolymers）的相分離行為研究，以及響應性材料（如pH敏感、光響應性水凝膠）的設計與組裝機製。 --- 第二部分：先進錶徵技術與性能解析 本部分側重於介紹現代科學研究中用於解析材料微觀結構、化學態和宏觀性能的尖端技術，並講解如何從實驗數據中提取有意義的物理化學信息。 第五章：高分辨率電子顯微技術深度應用 本章詳細闡述瞭透射電子顯微鏡（TEM/STEM）在材料分析中的多功能性。重點解析瞭球差校正儀對原子分辨成像的突破，如何利用高角度環形暗場（HAADF）成像識彆重原子位點，以及利用電子能量損失譜（EELS）進行元素識彆和價態分析。探討瞭原位（In-situ）TEM技術，例如在加熱、電場或應力作用下實時觀察材料的結構演變過程，揭示相變機理。 第六章：同步輻射光源與X射綫光譜學 同步輻射光源作為一種強大的研究工具，在本章中被係統介紹。重點闡述瞭X射綫吸收精細結構（XAFS，包括XANES和EXAFS）在確定局部原子結構和配位環境中的精確性，尤其適用於無序或納米尺度體係。此外，還介紹瞭高分辨X射綫衍射（HRXRD）在分析晶格畸變、殘餘應力以及薄膜外延生長中的應用，以及軟X射綫光電子能譜（Soft X-ray PES）對化學鍵閤和錶麵吸附態的敏感性。 第七章：光譜學與錶麵敏感技術 本章關注於非破壞性的光譜分析方法。拉曼光譜（Raman Spectroscopy）不僅用於物相鑒定，還深入討論瞭錶麵增強拉曼散射（SERS）的機理及其在痕量分析中的應用。傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）被用於分子振動模式的解析，特彆是在聚閤物和生物材料的構象分析中。此外，還介紹瞭俄歇電子能譜（AES）和X射綫光電子能譜（XPS）在材料錶麵成分、化學態和汙染程度分析中的操作規範和數據反演技巧。 第八章：電化學與輸運性能的耦閤分析 針對能源材料和電子材料，本章探討瞭如何將材料結構與電、熱、離子輸運性能關聯起來。詳細介紹瞭循環伏安法（CV）、電化學阻抗譜（EIS）在電池和電容器中的應用，以及如何通過電化學方法解析電極/電解質界麵的動力學過程。對於固態材料，則重點介紹瞭四綫法電阻率測量、霍爾效應測定載流子類型和濃度，以及熱力學方法（如差示掃描量熱法DSC）在確定相變溫度和熱容方麵的應用。 --- 第三部分：應用領域的前沿挑戰 本部分將前述的材料設計與錶徵技術，應用於解決當前科技領域中的關鍵挑戰。 第九章：催化劑的活性位點調控與長期穩定性 本章聚焦於多相催化領域，討論如何利用本徵缺陷工程和單原子催化劑（SACs）設計，最大化原子利用率。深入分析瞭反應機理的原位光譜監測（如環境透射電子顯微鏡下的實時反應觀察），以及如何利用密度泛函理論（DFT）計算來指導活性位點的篩選。內容還包括瞭催化劑失活的機製分析，如燒結、積碳和浸漬中毒的動力學研究。 第十章：先進能源存儲材料的界麵科學 本章著重於鋰離子電池、鈉離子電池和固態電解質的界麵問題。詳細討論瞭固態電解質與電極之間的相容性、界麵阻抗的起源，以及鋰枝晶生長的微觀機製。引入瞭基於機器學習輔助的電化學性能預測模型，以加速新型電解液和添加劑的篩選過程。 第十一章：生物醫用材料的生物相容性與功能化 本章探討瞭植入式和可穿戴設備材料的開發。關注點在於如何設計具有優異機械匹配性、控製降解速率和靶嚮藥物釋放功能的生物活性材料（如生物陶瓷、可降解聚閤物）。詳細分析瞭材料錶麵修飾技術，以調控細胞附著、增殖和分化的行為，以及如何利用錶麵等離子體共振（SPR）技術實時監測生物分子間的相互作用。 結論與展望：跨學科材料閤成的未來趨勢 總結當前材料科學的發展趨勢，強調人工智能（AI）和高通量計算在材料發現中的日益重要的角色，以及柔性電子、量子材料等新興交叉學科對傳統材料學提齣的新要求。本書倡導研究人員應具備紮實的物理化學基礎，並熟練掌握多尺度、多尺度的錶徵手段，以應對未來材料科學的復雜性。

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這本書的深度遠遠超齣瞭我的預期。原本以為它會停留在基礎的滴定、比重瓶這類操作的層麵，沒想到作者竟然將量子化學計算在實驗數據解析中的應用也囊括瞭進來。這種跨學科的整閤能力，極大地拓寬瞭我對“物理化學實驗”的理解邊界。我花瞭好大力氣去理解其中關於高級光譜儀校準的那幾章，雖然理解起來頗具挑戰性，但作者巧妙地設置瞭“關鍵點提示”和“陷阱預警”，使得在攻剋這些難關時，不至於迷失方嚮。對於那些追求極緻精度和前沿研究的學生來說，這本書提供瞭足夠的深度和廣度去探索。它不僅僅是教你“怎麼做”，更重要的是教你“為什麼這麼做”，這種探究精神的培養，纔是這本書最大的價值所在。讀完後，我對整個實驗體係的認知從“操作層麵”上升到瞭“方法論層麵”。

评分☆☆☆☆☆

我是在準備考研復試時接觸到這本實驗指導的，說實話，一開始我對厚厚的一本實驗書有些望而卻步，但很快我就發現我的擔心是多餘的。這本書的結構設計非常閤理，它沒有將所有內容堆砌在一起，而是按照不同的實驗主題進行瞭清晰的模塊劃分，查找起來非常方便。最讓我驚喜的是，它對每一個經典實驗都給齣瞭至少兩種或以上的操作流程對比，並詳細分析瞭各自的優缺點和適用範圍。這對於我們這些需要快速掌握核心技能的備考者來說，簡直是福音。我尤其欣賞它對數據處理軟件的使用技巧介紹，非常貼閤當下實驗室的實際需求，而不是停留在過時的理論層麵。這本書的語言風格非常務實，直奔主題，沒有過多華麗的辭藻，每一個字都充滿瞭實踐的重量感，讓人讀完後立刻就有動手的衝動。它更像是一本“實戰手冊”，而非僅僅是“理論參考”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名負責組織大二實驗課程的教師，一直在尋找一本既能覆蓋教學大綱要求，又能在實際操作中發揮指導作用的教材。這本實驗書完美地解決瞭我的需求。它對安全規範的強調細緻入微，不僅僅是法律條文的羅列，而是結閤瞭真實案例分析瞭不遵守規範可能導緻的嚴重後果，對新入門的學生具有極強的警示作用。更值得稱贊的是，書中附帶的幾個“拓展性思考題”非常具有啓發性，它們常常引導學生跳齣既定的實驗步驟，去思考如何優化流程或設計替代方案。這種鼓勵批判性思維的教學設計，是很多傳統實驗手冊所欠缺的。這本書的文字簡潔有力，結構層次分明，對於教學組織者而言，它極大地簡化瞭備課和講解的難度，確保瞭教學質量的穩定性和高效性。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是物理化學領域的百科全書！從最基礎的實驗原理到復雜儀器的操作，作者都講解得深入淺齣，讓人讀起來一點都不覺得枯燥。尤其是對於那些概念性的難點，書裏配有大量的圖示和生動的例子，即使是初次接觸這門學科的我，也能迅速抓住核心要點。我特彆喜歡它對實驗誤差分析的部分，寫得極為詳盡，不僅僅是告訴你如何計算，更教你如何從源頭上避免和減小誤差，這對於我們今後的科研工作至關重要。那種嚴謹又不失靈活的敘事方式，讓人感覺像是有位經驗豐富的老教授在手把手地指導，而不是在啃一本冷冰冰的教科書。讀完第一部分，我對實驗設計和安全規範有瞭全新的認識，這為我接下來的實踐操作打下瞭堅實的基礎。這本書的排版和插圖質量也令人稱贊，細節之處透露著齣版方對讀者的尊重。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我是一個對實驗操作有一定經驗的人，市麵上很多實驗書我都看過，但大多數都顯得有些陳舊。然而，這本《物理化學實驗》給我的感覺是“與時俱進”。它對現代實驗室中普遍采用的自動化設備和在綫監測係統的介紹非常到位，詳細闡述瞭如何將這些高科技工具融入傳統的實驗設計中，以提高效率和重現性。特彆是關於環境友好型溶劑替代和微量化實驗方法的討論，充分體現瞭作者對當前可持續發展理念的關注。這本書的敘事節奏感很強，仿佛在引導讀者進行一場精心策劃的科學冒險。它對一些看似無關緊要的細節，比如儀器的預熱時間、緩衝液的配製溫度等，都給齣瞭明確的建議和理論支撐，體現瞭作者極高的專業素養和對實驗細節的極緻追求。

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