中学生化学手册

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出版者: 作者: 出品人: 页数:747 译者: 出版时间:2002-8 价格:14.00元 装帧: isbn号码:9787563909001 丛书系列:
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具体描述

深入探索:现代材料科学与工程基础 书籍简介 本书旨在为对材料科学与工程领域抱有浓厚兴趣的读者,特别是工科背景的学生、初级研究人员以及渴望拓宽知识面的专业人士,提供一个全面、深入且前沿的入门指南。我们聚焦于现代材料体系的结构-性能关系、制备工艺以及前沿应用,完全避开传统化学学科(如无机/有机化学的定性分析或中学阶段的化学反应规律)的范畴,而是着眼于宏观到纳米尺度的物质行为规律。 本书结构清晰,内容涵盖了材料科学的四大支柱——金属材料、陶瓷材料、高分子材料以及复合材料,并特别加入了当前备受关注的功能材料章节。全书以严谨的科学态度和工程实践相结合的方式,力求让读者不仅理解“是什么”,更能掌握“为什么”和“如何做”。 --- 第一部分:材料科学的基石与基础表征(超越基础化学的视角) 本部分将材料科学的视角从元素周期表和化学键的理论层面,提升到固态物理和晶体结构的宏观描述。 第一章:物质的微观结构与晶体学 本章将彻底摒弃高中化学中关于原子模型的简单描述,转而深入探讨固体的原子排列规律。我们将详细介绍晶体结构的数学描述,包括布拉格衍射原理在确定晶格参数中的应用(如X射线衍射XRD)。重点讲解体心立方(BCC)、面心立方(FCC)以及六方最密堆积(HCP)结构如何直接影响金属的塑性和强度。此外,还将引入晶体缺陷理论,如点缺陷(空位、间隙原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)对材料力学性能的决定性影响,这是理解材料塑性变形机制的关键。 第二章:材料的热力学与相图解析 本章关注材料在不同温度、压力下的稳定性。我们不进行冗余的化学热力学回顾,而是直接切入相图的工程应用。详细解读二元相图(如Fe-C相图的简化模型),分析共晶、共渗、固溶体等关键平衡态。理解“杠杆定律”在确定相含量中的作用,以及非平衡冷却过程中亚稳相的形成机制,这直接决定了铸件和焊接件的最终性能。 第三章:材料的动力学过程与扩散 本章阐述材料在加热或外力作用下的时间依赖性变化。核心内容是Fick扩散定律在工程中的应用,尤其是在热处理过程中的意义。我们将分析晶界扩散、晶内扩散的差异,以及这些扩散过程如何影响渗碳、氮化等表面改性技术的效果。理解活化能与扩散系数的关系,是控制材料性能的根本。 --- 第二部分:四大类基础工程材料的深度剖析 本部分是本书的核心,专注于金属、陶瓷、高分子和复合材料的特定工程行为。 第四章:金属材料:强度、韧性与加工硬化 金属是结构工程的基石。本章侧重于其塑性变形机制,详细阐述位错运动如何导致加工硬化(冷作硬化)和回复、再结晶现象。深入分析应力-应变曲线的各个阶段,包括屈服强度、极限拉伸强度和韧性(断裂韧性$K_{Ic}$)的测试与意义。最后,讨论常见的合金化策略(如固溶强化、沉淀强化)如何优化其力学性能。 第五章:陶瓷材料:硬度、脆性与高温稳定 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐腐蚀特性而著称。本章强调陶瓷材料的离子/共价键特性导致的固有脆性。详细分析韦氏强度(Weibull Statistics)在评估陶瓷可靠性中的应用,因为单一的微裂纹可能导致灾难性失效。探讨先进陶瓷(如氧化铝、碳化硅)的制备工艺,如烧结过程中的致密化机理以及如何通过控制晶界相来提升韧性。 第六章:高分子材料:粘弹性与弛豫现象 高分子材料的特性在于其长链结构带来的时间依赖性——粘弹性。本章不探讨有机合成反应,而是专注于其力学响应。讲解模量随时间/温度的变化,介绍玻璃化转变温度($T_g$)和熔点($T_m$)对材料应用范围的界定。通过蠕变和应力松弛实验,解释高分子材料在长期承载下的行为特征。 第七章:先进复合材料:协同效应与界面控制 复合材料是通过结合两种或多种材料以获得单一材料无法企及的性能。本章重点分析界面的重要性,界面是决定载荷有效传递的关键。讨论纤维增强(如碳纤维、玻璃纤维)和颗粒增强复合材料的混合律模型及其局限性。深入分析铺层设计在各向异性材料(如层压板)中的优化策略。 --- 第三部分:功能材料与前沿应用(面向21世纪的技术) 本部分聚焦于材料的电、光、磁等特殊功能,这是现代电子信息和能源技术的核心。 第八章:电学与磁学功能材料 本章将电子导电性视为一种宏观的能带理论体现,而非简单的化学导电性。详细介绍半导体材料(如硅、砷化镓)的载流子输运机制,理解掺杂如何精确调控导电类型和效率。在磁学方面,深入分析畴结构、磁滞回线以及软磁性与硬磁性材料的应用场景,如高密度存储和永磁体设计。 第九章:能源材料:存储与转换 关注材料在能源领域的应用,如电池和燃料电池。重点分析锂离子电池中的关键材料:正极(如磷酸铁锂)、负极(石墨/硅基材料)和电解质的界面反应动力学和循环稳定性问题。探讨光伏材料(如钙钛矿)的吸光效率与长期稳定性面临的工程挑战。 第十章:材料的表面工程与防护 材料的失效往往始于表面。本章探讨如何通过表面改性来延长材料寿命。详细介绍热喷涂、PVD/CVD等先进薄膜沉积技术,以及如何利用氧化、氮化层来提高耐磨和抗腐蚀性能。阐述腐蚀的电化学机理,并介绍缓蚀剂和牺牲阳极保护的工程原理。 --- 本书特点总结: 本书结构严谨,内容聚焦于工程应用和物理机制,强调结构与性能的定量关联。全书涵盖了从微观晶体结构到宏观器件性能的完整链条,是系统学习现代材料科学与工程原理的理想教材或参考资料。全书不包含任何关于中学化学实验操作、元素性质的定性记忆内容。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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说实话,我对市面上大部分的化学参考书都持保留态度,很多都是把高中教材的内容换个包装重新印一遍,没什么新意,更别提什么“拓展视野”了。但《中学生化学手册》却给我带来了不小的震撼。它的深度和广度拿捏得恰到好处。它没有沉溺于高中知识点的重复叙述,反而在一些关键的、学生容易混淆的知识点上做了深入的挖掘和辨析。比如,关于物质的量和摩尔质量的计算部分,它不仅提供了标准的解题步骤,还穿插了几个“陷阱题”分析,详细剖析了哪些是常见的思维误区,这种“预判”式的讲解,极大地提高了我的应试能力。更别提那些关于化学史的“花边”内容,虽然不是考试重点,但读起来津津有味,让我对化学这门学科产生了更深层次的兴趣和敬畏感。它让我明白,化学不仅仅是试管里的冒泡和颜色变化,它背后有着严谨的逻辑和不断发展的历史。这本书的价值,绝不仅仅停留在“帮助考试”的层面,它更像是在培养一种化学思维方式。这本书的装帧质量也值得称赞,纸张厚实,即使用荧光笔反复标记也不会透墨,细节决定成败,这点做得非常到位。

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这本《中学生化学手册》简直是我的救星!我一直觉得化学这门课有点像在啃一块硬骨头,公式和反应式堆在一起,看得我头晕眼花。直到我拿到了这本手册,简直是打开了新世界的大门。首先,它的排版设计就非常人性化,不是那种密密麻麻让人望而生畏的教科书样式。那些复杂的化学结构图,清晰得就像是用高清相机拍出来的,每一个原子团的连接都看得一清二楚,辅助图例的注释也非常到位,不再需要我费力去猜这个符号到底代表什么。更让我惊喜的是,它对那些抽象的概念解释得极其生动形象,比如讲解酸碱中和反应时,它用了一个非常巧妙的比喻,让我瞬间就理解了质子得失的过程,那种“豁然开朗”的感觉,真是太棒了!以前背诵的那些反应方程式,现在理解了原理之后,记忆起来也轻松多了,不再是死记硬背,而是真正理解了它们为什么会发生。这本书不只是知识的堆砌,更像是为你搭建了一个通往化学世界的阶梯,每一步都有清晰的指引。对于初学者来说,它就像一位耐心又博学的私人家教,随时待命,解答我的每一个疑惑。强烈推荐给所有觉得化学有点难啃的同学们!

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坦白说,作为一名已经接触过不少辅导资料的理科生,我对新出的手册通常抱有怀疑态度——能有多大创新?但《中学生化学手册》用它的内容证明了自己不是昙花一现的跟风之作。它的最大亮点在于对前沿化学概念的适度引入和解释。虽然目标读者是中学生,但它巧妙地将一些大学预科阶段才会涉及的基础概念融入进来,比如对“轨道杂化理论”的简化阐述,它并没有用复杂的数学公式吓退读者,而是用非常直观的图形和类比,让我对分子结构有了更深刻的理解,为将来学习做好了铺垫。这本书在解决实际问题时的那种务实态度也令人称赞。它没有卖弄深奥,而是专注于打牢基础,同时通过大量的经典例题和变式训练,确保每一个知识点都能被牢固掌握。这些例题的选择非常具有代表性,几乎涵盖了所有考试可能出现的题型,并且每道题的解析都详尽到连计算过程中的每一个小步骤都不会遗漏,让人挑不出刺来。

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我之前在做一些综合性的大题时总是感到力不从心,总觉得知识点之间联系不上来,就像一盘散沙。这本《中学生化学手册》的结构编排,可以说是颠覆了我的这种感觉。它采用了模块化的学习路径,将看似孤立的无机、有机化学知识点,通过“核心概念串联图”的方式连接起来。比如,它在讲解完有机物的官能团特性后,会立刻给出一个小节,专门讨论这些官能团在不同反应类型中的共同规律,这种横向的知识整合能力,是其他任何手册都不具备的。我尤其欣赏它在实验探究部分的处理方式。不是简单地罗列操作步骤,而是加入了大量的“Why and How”的深度解析。为什么选用这个试剂?如果换成另一个试剂会有什么后果?这些问题的探讨,让我从一个被动的知识接受者,变成了一个主动的思考者。通过这本书,我开始学着用化学家的眼光去审视身边的世界,比如对洗涤剂的成分、食品添加剂的原理都产生了浓厚的探究欲。这对于提升学习的内驱力,简直是太有帮助了。

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我个人对书籍的实用性要求非常高,如果一本手册只是看起来很厚重,但真正需要查找的时候却找不到重点,那它就失去了意义。《中学生化学手册》在这一点上做得堪称完美。它的索引系统做得非常细致,无论你想查一个特定的化学反应名称,还是某个特定的元素符号的性质,都能在几秒内精准定位。更棒的是,它在关键知识点旁标注了“易错点警示”,这些小小的黄色提示框,简直就是我的“避雷针”。我过去经常因为一些粗心大意的小错误丢分,但自从有了这些警示,我的准确率有了显著提升。这本书的语言风格也值得称赞,它既有学术的严谨性,又不失亲切感,读起来就像是和一位经验丰富、充满热情的老师在交流。它成功地平衡了知识的深度、广度以及可读性这三个要素,是市面上难得一见的“全能型”化学学习工具。拥有它,感觉就像是给自己的化学学习装备上了一套顶级的专业工具箱。

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